CN104753685A - 用于以太网供电系统的电源转换系统 - Google Patents

Abstract

一种用于以太网供电系统的电源转换系统。该电源转换系统包括：转接电路装置，转接电路装置耦接于第一以太网络端子与第二以太网络端子，用来将第一以太网络端子的多个第一引脚及第二以太网络端子的多个第二引脚电性连接至多个转接引脚，以通过多个转接引脚输出由多个第一引脚所传送的第一电源及由多个第二引脚所传送的第二电源；以及受电端设备，包括：运作模块，运作模块用来执行受电端设备的主要运作；以及电压转换模块，电压转换模块耦接于转接电路装置及运作模块，用来结合及转换经由多个转接引脚所传送的第一电源及第二电源，以提供运作模块运作所需的电源。本发明可在符合以太网供电标准的规范下，提高受电端设备所需的供电功率。

Description

用于以太网供电系统的电源转换系统

技术领域

本发明涉及一种用于以太网供电系统的电源转换系统，尤指一种在符合以太网供电标准的规范下，可提高受电端设备所需供电功率的电源转换系统。

背景技术

为了解决接入以太网络的电子装置仍需外接电源线及增置相对应的外部电源转换器等极不便利的问题，在原有以太网络的传输标准IEEE 802.3的基础上还增加了可在以太网络上传输电源的标准，即IEEE 802.3af或IEEE 802.3at标准，以实现以太网供电（Power OverEthernet，POE）的技术。根据IEEE 802.3af或IEEE 802.3at的标准，一个完整的以太网供电系统包括供电端设备（Power Sourcing Equipment，PSE）和受电端设备（Powered Device，PD）两部分。供电端设备提供电源给受电端设备，是整个以太网供电过程的管理者，而受电端设备可经由以太网络线获取供电端设备所提供的电源来运作。

根据IEEE 802.3af及IEEE 802.3at标准的规范，以太网供电系统中传输电源的方法可分为两种，第一种方法是供电端设备通过以太网络端子的第四、五顺位的引脚（用来传送电源的正电位）及第七、八顺位的引脚（用来传送电源的负电位）提供电源至以太网络线，第二种方法则是供电端设备通过以太网络端子的第一、二顺位的引脚（用来传送电源的正电位）及第三、六顺位的引脚（用来传送电源的负电位）提供电源至以太网络线。如此一来，受电端设备便可经由以太网络端子的相对应顺位的引脚来获取以太网络线上供电端设备所传送的电源。

另外，IEEE 802.3af及IEEE 802.3at标准中亦规定了在以太网络上可传输电源的最大功率，例如IEEE 802.3af标准定义供电端设备所能提供的最大功率为15.4瓦特，以及IEEE802.3at标准定义供电端设备所能提供的最大功率为25.5瓦特。也就是说，若电子装置为如网络桥接器（Access Point，接入点）、网络电话机或网络摄像机等的受电端设备时，电子装置通过以太网络线所能获取的电源将不会超过IEEE 802.3af或IEEE 802.3at标准所规定的最大功率。在此情形下，随着电子装置所需的应用功能越来越多，IEEE 802.3af及IEEE802.3at标准所规定的最大功率（即最大为25.5瓦特）已不足以应付电子装置所需的耗电需求。因此，如何在兼容IEEE 802.3af及IEEE 802.3at标准的规范下，提高受电端设备所需的供电功率已成为不能忽视的问题。

从而，需要提供一种用于以太网供电系统的电源转换系统来解决上述问题。

发明内容

因此，本发明提供一种用于以太网供电系统的电源转换系统，其在符合以太网供电标准的规范下，可提高受电端设备所需的供电功率。

本发明公开一种用于以太网供电系统的电源转换系统，该电源转换系统包含：一转接电路装置，该转接电路装置耦接于一第一以太网络端子与一第二以太网络端子，用来将该第一以太网络端子的多个第一引脚及该第二以太网络端子的多个第二引脚电性连接至多个转接引脚，以通过该多个转接引脚输出由该多个第一引脚所传送的一第一电源及由该多个第二引脚所传送的一第二电源；以及一受电端设备，该受电端设备包含：一运作模块，该运作模块用来执行该受电端设备的主要运作；以及一电压转换模块，该电压转换模块耦接于该转接电路装置及该运作模块，用来结合及转换经由该多个转接引脚所传送的该第一电源及该第二电源，以提供该运作模块运作所需的电源。

本发明利用转接电路装置及电压转换模块将供电端设备所提供的两电源及直流电源输入端子所输出的直流电进行结合及转换，以在符合以太网供电标准的规范下，可提高受电端设备所需的供电功率。

附图说明

图1为本发明实施例的一以太网供电系统的示意图。

图2为图1中的转接电路装置的一实施例的示意图。

图3为图1中的电压转换模块的一实施例的示意图。

主要组件符号说明：

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明实施例的一电源转换系统10的示意图，电源转换系统10用于一以太网供电系统中并根据以太网供电系统的规范来传输电源。如图1所示，电源转换系统10包含有供电端设备102、104、一转接电路装置120及一受电端设备100。供电端设备102、104是整个以太网供电过程的管理者，其根据IEEE 802.3af或IEEE 802.3at的标准，利用以太网络线ENET1、ENET2传输电源至以太网络端子106、108。转接电路装置120包含有两网络插座可分别与以太网络端子106、108的引脚EP1_1～EP1_8及引脚EP2_1～EP2_8连接，以将供电端设备102、104分别经由引脚EP1_1～EP1_8及引脚EP2_1～EP2_8所传输的电源转输出至引脚OP_1～OP_8。受电端设备100包含有网络插座可经由以太网络线与转接电路装置120的引脚OP_1～OP_8连接，并将引脚OP_1～OP_8所输出的电源转换后提供内部电路运作所需的电源。其中，受电端设备100可如网络桥接器、网络电话机或网络摄像机等，通过转接电路装置120来获取供电端设备102、104经由以太网络线ENET1、ENET2所提供的电源，同时也可经由以太网络线ENET1、ENET2与供电端设备102或供电端设备104进行通信。

此外，转接电路装置120还耦接于一直流电源输入端子110且包含有一网络插座可经由以太网络线与一通信装置122的引脚EP3_1～EP3_8连接。转接电路装置120利用直流电源输入端子110所传送的直流电源DC来对通信装置122通过引脚EP3_1～EP3_8所传送的以太网络信号进行电压电平的调整，以产生具有直流电源DC的以太信号，并通过引脚OP_1～OP_8输出至受电端设备100。藉此，受电端设备100同时也可通过转接电路装置120获取直流电源输入端子110所传送的直流电源DC并与通信装置122进行通信。

受电端设备100包含有一电压转换模块124及一运作模块114。电压转换模块124经由以太网络线耦接至转接电路装置120，以接收转接电路装置120通过引脚OP_1～OP_8所传送的电源，其中，引脚OP_1～OP_8所传送的电源包含有供电端设备102所传送的第一电源PWR1、供电端设备104所传送的第二电源PWR2或直流电源输入端子110所传送的直流电源DC。电压转换模块124结合所接收到包含有第一电源PWR1、第二电源PWR2或直流电源DC的电源并进行电压的转换，输出符合运作模块114可正常运作的运作电压Vout，以提供运作模块114运作所需的电源。运作模块114接收电压转换模块124所产生的运作电压Vout来获取电源，以执行受电端设备100的主要运作如传输信号、网络转接、无线共享或网络传输等等。其中，运作模块114可利用单一特殊应用集成电路（application-specific integrated circuit，ASIC）来实现或由多个电路模块合而成等，并不受限。

如此一来，由于IEEE 802.3af及IEEE 802.3at标准中规定了在以太网络上可传输电源的最大功率（如IEEE 802.3at标准的25.5瓦特），即代表供电端设备102、104所提供的第一电源PWR1及第二电源PWR2将不会超过所规范的最大功率。藉此，电源转换系统10通过转接电路装置120将供电端设备102所提供的第一电源PWR1、供电端设备104所提供的第二电源PWR2及电源输入端子110所传送的直流电源DC转换至引脚OP_1～OP_8后，受电端设备100可利用电压转换模块124同时接收及结合包含有第一电源PWR1、第二电源PWR2或直流电源DC的电源，进而提高受电端设备100所需的供电功率，让受电端设备100在符合IEEE 802.3af及IEEE 802.3at标准的规范下，亦可提高受电端设备100所获取的最大功率，以满足各种应用功能所需的耗电需求。

详细来说，以太网络线ENET1、ENET2可藉由标准五类（Catalog 5）网络线来实现，其内部分别包含有8条传输线，用以传输供电端设备102、104所提供的直流电源及网络信号，而以太网络线ENET1、ENET2的8条传输线通过以太网络端子106、108连接至转接电路装置120。转接电路装置120利用一般常见的RJ-45网络插座与以太网络端子106、108的引脚EP1_1～EP1_8及引脚EP2_1～EP2_8连接，其中，引脚EP1_1～EP1_8及引脚EP2_1～EP2_8分别为以太网络端子106、以太网络端子108（或所连接的RJ-45网络插座）的第一至八顺位的引脚。

根据IEEE 802.3af及IEEE 802.3at标准的规范，供电端设备102、104可分别利用以太网络端子106、108的第四、五顺位的引脚及第七、八顺位的引脚来提供电源（即引脚EP1_4、EP1_5、EP1_7、EP1_8及引脚EP2_4、EP2_5、EP2_7、EP2_8），或者也可利用以太网络端子106、108的第一、二顺位的引脚及第三、六顺位的引脚来提供电源（即引脚EP1_1、EP1_2、EP1_3、EP1_6及引脚EP2_1、EP2_2、EP2_3、EP2_6）。在此情形下，转接电路装置120可分别将引脚EP1_1～EP1_8及引脚EP2_1～EP2_8中用来传送电源的引脚电性连接至引脚OP_1～OP1_8，以通过引脚OP_1～OP1_8来传输供电端设备102、104所传送的第一电源PWR1及第二电源PWR2。其中，引脚OP_1～OP1_8分别代表第一至八顺位的引脚并可与以太网络端子106、108的第一至八顺位的引脚相对应。

举例来说，当供电端设备102利用引脚EP1_1、EP1_2、EP1_3、EP1_6来提供第一电源PWR1，且供电端设备104利用引脚EP2_4、EP2_5、EP2_7、EP2_8来提供第二电源PWR2时，转接电路装置120可分别将引脚EP1_1、EP1_2、EP1_3、EP2_4、EP2_5、EP1_6、EP2_7、EP2_8电性连接至引脚OP_1～OP1_8，以通过引脚OP_1～OP1_8来传输供电端设备102、104所传送的第一电源PWR1及第二电源PWR2。再者，当供电端设备102利用引脚EP1_1、EP1_2、EP1_3、EP1_6来提供第一电源PWR1，且供电端设备104利用引脚EP2_1、EP2_2、EP2_3、EP2_6来提供第二电源PWR2时，转接电路装置120同样地可分别将引脚EP1_1、EP1_2、EP1_3、EP2_1、EP2_2、EP1_6、EP2_3、EP2_6电性连接至引脚OP_1～OP1_8，以通过引脚OP_1～OP1_8来传输供电端设备102、104所传送的第一电源PWR1及第二电源PWR2。

另外，供电端设备102、104还可在兼容于IEEE 802.3af及IEEE 802.3at标准的规范下，同时利用以太网络端子106、108的第一至八顺位的引脚来提供两电源至以太网络线。在此情形下，转接电路装置120亦可将用来传送电源的引脚电性连接至引脚OP_1～OP1_8。举例来说，当供电端设备102、104分别利用引脚EP1_1～EP1_8及引脚EP2_1～EP2_8同时提供两电源时，转接电路装置120可选择将引脚EP1_1～EP1_8或引脚EP2_1～EP2_8电性连接至引脚OP_1～OP1_8，并可通过引脚OP_1～OP1_8来传输供电端设备102或供电端设备104所传送的两组电源。

值得注意地，受电端设备100的使用者需先根据供电端设备102、104所提供电源的引脚信息，预先设定好转接电路装置120内部的连接关系，使转接电路装置120可将引脚EP1_1～EP1_8及引脚EP2_1～EP2_8中用来传输电源的引脚，正确地电性连接至引脚OP_1～OP1_8。或者，转接电路装置120亦可根据上述以太网络端子106、108中传输电源的引脚的所有种类，预先设置好可相对应的RJ-45网络插座，以让使用者自行根据所供电端设备102、104所提供电源的引脚信息，将以太网络端子106、108适当地连接至其所对应的RJ-45网络插座，再经由转接电路装置120正确地连接至引脚OP_1～OP1_8。关于转接电路装置120的实现方法当可视实际应用来加以变化，而不受限。

另一方面，转接电路装置120还耦接于直流电源输入端子110及通信装置122。转接电路装置120经由通信装置122的引脚EP3_1～EP3_8接收以太网络信号（不具有电源的信号）后，转接电路装置120利用直流电源输入端子110所提供的直流电源DC对以太网络信号进行电压电平的调整，以产生具有直流电源的电压电平的以太传输信号，并输出至引脚OP_1～OP_8。需注意的是，转接电路装置120还可同时利用供电端设备102、104所提供的第一电源PWR1及第二电源PWR2，转换通信装置122的以太网络信号（不具有电源的信号）为具有直流电源的电压电平的以太传输信号，并输出至引脚OP_1～OP_8。在此情形下，转接电路装置120可将第一电源PWR1、第二电源PWR2或直流电源输入端子110所提供的直流电源DC输出至引脚OP_1～OP_8。例如当第一电源PWR1或第二电源PWR2不存在时，直流电源DC可适时地成为第一电源PWR1或第二电源PWR2而由引脚OP_1～OP_8同时输出两电源。或者，当第一电源PWR1及第二电源PWR2皆不存在时，直流电源DC亦可成为第一电源PWR1及第二电源PWR2由引脚OP_1～OP_8同时输出两电源。

电压转换模块124耦接于转接电路装置120并接收经由引脚OP_1～OP1_8所传送的两电源后，电压转换模块124会对具有电源的信号进行电压转换、整流及检测，以将两电源结合并转换电压为运作电压Vout。藉此，运作模块114可接收运作电压Vout来获取运作所需的电源，以执行受电端设备100的主要运作，如传输信号、网络转接、无线共享或网络传输等等。

简单来说，若受电端设备100只通过以太网络端子106接收供电端设备102所提供的电源来运作时，由于IEEE 802.3af及IEEE 802.3at标准中规定了供电端设备102可传输的最大功率（如25.5瓦特），故受电端设备100可运作的功率将被受限而不足以应付多种应用的需求。在此情形下，电源转换系统10通过转接电路装置120将供电端设备102所提供的第一电源PWR1、供电端设备104所提供的第二电源PWR2及直流电源输入端子110所传送的直流电源DC转换至引脚OP_1～OP_8后，受电端设备100可利用电压转换模块124同时接收及结合引脚OP_1～OP_8所传送的两电源，进而提高受电端设备100所需的供电功率，让受电端设备100在符合IEEE 802.3af及IEEE 802.3at标准的规范下可提高所获取的最大功率，以满足各种应用功能所需的耗电需求。

关于转接电路装置120及电压转换模块124的实现方式不限于特定装置或组件，可视需求由相关组件来据以实施。举例来说，请参考图2，图2为图1的转接电路装置120的一实施例的示意图。转接电路装置120包含有网络插座J1～J7及变压器TR1～TR4。其中，网络插座J1～J7可为RJ-45网络插座或其他定义的网络插座等而不受限，且网络插座J1～J6的第一至八顺位的引脚分别为引脚J1P_1～J1P_8、引脚J2P_1～J2P_8、引脚J3P_1～J3P_8、引脚J4P_1～J4P_8、引脚J5P_1～J5P_8及引脚OP_1～OP1_8。需注意的是，变压器TR1～TR4的实现方式并不受限，举例来说，变压器TR1～TR4亦可利用单颗支持千兆位（Ghz）以太网络系统的变压器模块来实现，或利用双颗支持百兆位（100Mhz）以太网络系统的变压器模块来实现等，应当可视实际需求来据以变化。

具体而言，转接电路装置120可利用网络插座J1～J5接收供电端设备所传输的电源，而网络插座J1～J5中具有电源的引脚会电性连接至网络插座J6的引脚OP_1～OP1_8，同时，转接电路装置120利用网络插座J7接收由通信装置122的引脚EP3_1～EP3_8所传输的以太网络信号并利用变压器TR1～TR4产生具有直流电源DC的以太信号输出至引脚OP_1～OP_8。其中，变压器TR1跨接于引脚OP_1、OP_2之间，变压器TR2跨接于引脚OP_3、OP_6之间，变压器TR3跨接于引脚OP_4、OP_5之间，变压器TR4跨接于引脚OP_7、OP_8之间，而变压器TR1、TR3的中央抽头连接至直流电源输入端子110的一正电位端DCP，变压器TR2、TR4的中央抽头连接至直流电源输入端子110的一负电位端DCN。藉此，转接电路装置120通过变压器TR1～TR4可将直流电源输入端子110的直流电源DC与通信装置122所传输的以太网络信号相结合并转换为具有直流电源的以太信号。此外，由于变压器TR1～TR4跨接于引脚OP_1～OP1_8，因此转接电路装置120亦可通过变压器TR1～TR4隔离通信装置122所传输的以太网络信号与网络插座J1～J5所传输的电源后，结合网络插座J1～J5所传输的电源将通信装置122所传输的以太网络信号转换为具有直流电源的以太信号。在此情形下，经由具有直流电源的以太信号，转接电路装置120除可将通信装置122所传输的以太网络信号由引脚OP_1～OP_8传送至受电端设备100外，转接电路装置120亦可将网络插座J1～J5所传输的电源及直流电源输入端子110的直流电源DC由引脚OP_1～OP_8传送至受电端设备100。

为了清楚说明转接电路装置120中传输电源的引脚的连接关系，在图2中并未将网络插座J1～J5的所有引脚的连接关系描绘出来而仅描绘出关于电源传输的引脚的连接关系。详细来说，在转接电路装置120中，网络插座J1的引脚J1P_1～J1P_8电性连接至引脚OP_1～OP1_8，网络插座J2的引脚J2P_1、J2P_2、J2P_3、J2P_6电性连接至引脚OP_1、OP_2、OP_3、OP_6，网络插座J3的引脚J3P_1、J3P_2、J3P_3、J3P_6电性连接至引脚OP_4、OP_5、OP_7、OP_8，网络插座J4的引脚J4P_4、J4P_5、J4P_7、J4P_8电性连接至引脚OP_4、OP_5、OP_7、OP_8，网络插座J5的引脚J5P_4、J5P_5、J5P_7、J5P_8电性连接至引脚OP_1、OP_2、OP_3、OP_6。如此一来，当供电端设备102利用以太网络端子106的引脚EP1_1、EP1_2、EP1_3、EP1_6来提供电源且供电端设备104利用以太网络端子108的引脚EP2_4、EP2_5、EP2_7、EP2_8来提供电源时，使用者可将以太网络端子106连接至网络插座J2，还将以太网络端子108连接至网络插座J4，使得引脚OP_1、OP_2、OP_3、OP_6经由所连接的引脚J2P_1、J2P_2、J2P_3、J2P_6再连接至以太网络端子106的引脚EP1_1、EP1_2、EP1_3、EP1_6，以传输供电端设备102所传送的电源，而引脚OP_4、OP_5、OP_7、OP_8经由所连接的引脚J4P_4、J4P_5、J4P_7、J4P_8再连接至以太网络端子108的引脚EP2_4、EP2_5、EP2_7、EP2_8，以传输供电端设备104所传送的电源。

再者，当供电端设备102利用引脚EP1_1、EP1_2、EP1_3、EP1_6来提供电源及供电端设备104利用引脚EP2_1、EP2_2、EP2_3、EP2_6来提供电源时，使用者可将以太网络端子106连接至网络插座J2，还将以太网络端子108连接至网络插座J3。同样地，转接电路装置120通过上述网络插座J2、J3的引脚的连接关系，使引脚OP_1～OP1_8可传输供电端设备102、104所提供的电源。

藉此，当供电端设备102、104根据IEEE 802.3af及IEEE 802.3at标准的规范，分别利用以太网络端子106、108的第四、五顺位的引脚及第七、八顺位的引脚来提供电源，或分别利用以太网络端子106、108的第一、二顺位的引脚和第三、六顺位的引脚来提供电源的各种情形时，使用者可根据供电端设备102、104所提供电源的引脚信息，适当地将以太网络端子106、108分别与网络插座J2及J3、网络插座J2及J4、网络插座J3及J5或网络插座J4及J5相连接，使以太网络端子106、108中具有电源的引脚电性可连接至引脚OP_1～OP1_8，并经由引脚OP_1～OP1_8来传输供电端设备102、104所传送的电源至受电端设备100。

另外，当供电端设备102、104同时利用以太网络端子106、108的第一至八顺位的引脚来供电时，使用者亦可选择将以太网络端子106或以太网络端子108连接至网络插座J1。使得引脚OP_1～OP_8可经由所连接的引脚J1P_1～J1P_8再连接至以太网络端子106的引脚EP1_1～EP1_8或以太网络端子108的引脚EP2_1～EP2_8，以传输供电端设备102或供电端设备104所传送的两电源至受电端设备100。此外，由于变压器TR1、TR3的中央抽头连接至直流电源输入端子110的正电位端DCP且变压器TR2、TR4的中央抽头连接至直流电源输入端子110的负电位端DCN，因此变压器TR1～TR4亦可产生具有直流电源DC的以太信号输出至引脚OP_1～OP_8，以传输直流电源输入端子110的直流电源DC至受电端设备100。

再者，请参考图3，图3为图1中电压转换模块124的一实施例的示意图。电压转换模块124耦接于转接电路装置120，通过引脚OP_1～OP1_8接收供电端设备102、104所传送的两电源来结合及转换，以输出运作电压Vout。

详细来说，电压转换模块124包含有变压单元400、整流单元402、电源控制单元404以及电源结合单元406。变压单元400包含有变压器TR5～TR8，可将引脚OP_1～OP1_8所传送包含有直流电源及网络信号的传输信号进行转换，以输出只具有直流电源的直流电压信号，即一第一来源信号PS1及一第二来源信号PS2。其中，变压器TR5跨接于引脚OP_1、OP_2接收引脚OP_1、OP_2所传送的传输信号，变压器TR6跨接于引脚OP_3、OP_6接收引脚OP_3、OP_6所传送的传输信号，而经由变压器TR5、TR6的中央抽头间输出第一来源信号PS1。另外，变压器TR7跨接于引脚OP_4、OP_5接收引脚OP_4、OP_5所传送的传输信号，变压器TR8跨接于引脚OP_7、OP_8接收引脚OP_7、OP_8所传送的传输信号，经由变压器TR7、TR8的中央抽头间输出第二来源信号PS2。需注意的是，变压器TR5～TR8的实现方式并不受限，例如变压器TR5～TR8可利用单颗支持千兆位以太网络系统的变压器模块来实现，或利用双颗支持百兆位以太网络系统的变压器模块来实现等，应当可视实际需求来据以变化。

整流单元402包含有整流器410、412，整流器410与变压器TR5、TR6的中央抽头相连接并接收具有直流电压信号的第一来源信号PS1以进行整流。由于变压单元400对引脚OP_1、OP_2、OP_3、OP_6所传送的传输信号进行转换后所获得的第一来源信号PS1为具有直流电压电平的电压信号，但其正负极性根据供电端设备所决定而非固定。因此，整流器410将第一来源信号PS1进行整流，以获得固定正负极性的一第一整流信号RS1。同样地，整流器412将第二来源信号PS2进行整流，以获得而获得固定正负极性的的一第二整流信号RS2。

电源控制单元404包含有电源控制电路414、416，并耦接于整流单元402。电源控制电路414对第一整流信号RS1进行检测，以判断第一整流信号RS1中所传输的电源是否符合IEEE 802.3af或IEEE 802.3at标准的规范，如检测第一整流信号RS1的电压斜率是否合乎标准，以判断第一整流信号RS1所传输的电源的传送路径上的阻抗是否符合规范。当电源控制电路414检测第一整流信号RS1后并判断所传送电源符合规范时，电源控制电路414将第一整流信号RS1输出为一第一结果信号OS1。同样地，电源控制电路416检测第二整流信号RS2后并判断所传送电源符合规范时，第二电源控制电路416将第二整流信号RS2输出为一第二结果信号OS2。

电源结合单元406耦接于电源控制单元404，用来接收并结合电源控制单元404所输出的第一结果信号OS1及第二结果信号OS2后，再进行电压的转换以输出运作电压Vout。详细来说，电源结合单元406包含有一电压转换电路418及一反馈控制电路420。电压转换电路418包含有变压器TR9、TR10、晶体管Q1、Q2、二极管D1、D2、电感L1以及电容C1。变压器TR9的输入侧跨接于电源控制单元404与晶体管Q1的漏极，而晶体管Q1的源极接地且晶体管Q1的栅极接收反馈控制电路420所输出的一第一控制信号CTL1。当第一控制信号CTL1为高电位时，晶体管Q1会导通使变压器TR9可对电源控制单元404所输出的第一结果信号OS1进行电压转换，而变压器TR9的输出侧跨接于二极管D1与接地间，以将转换后的电压信号经由二极管D1传送至相串联的电感L1及电容C1，并对电容C1进行充电，而在电容C1两端形成运作电压Vout。

另一方面，变压器TR10的输入侧跨接于电源控制单元404与晶体管Q2的漏极，而晶体管Q2的源极接地，晶体管Q2的栅极接收反馈控制电路420所输出的一第二控制信号CTL2。当第二控制信号CTL2为高电位时，晶体管Q2会导通，以使变压器TR10可对电源控制单元404所输出的第二结果信号OS2进行电压转换，而变压器TR10的输出侧跨接于二极管D2与接地间，将转换后的电压信号经由二极管D2传送至相串联的电感L1及电容C1，并对电容C1进行充电，以在电容C1两端形成运作电压Vout。

藉此，电压转换电路418接收不同时间下具有高电位的第一控制信号CTL1及第二控制信号CTL2，以控制变压器TR9、TR10在不同的时间内分别将第一结果信号OS1及第二结果信号OS2的电压转换为运作电压Vout，藉以结合第一结果信号OS1及第二结果信号OS2所传送的电源，提供给运作模块114来运作。

反馈控制电路420包含有一分压电路422、一电压隔离器424、一比较放大器426以及一脉冲调整器428，用来根据运作电压Vout，以产生第一控制信号CTL1及第二控制信号CTL2。分压电路422由相串接的电阻R1、R2所构成用来对运作电压Vout进行分压，并由电阻R1与电阻R2之间产生一第一反馈电压Vf1。电压隔离器424根据第一反馈电压Vf1来产生第二反馈电压Vf2，同时隔离第一反馈电压Vf1与第二反馈电压Vf2间的阻抗，其中电压隔离器424可通过常见的光耦合器或电压器来实现。

比较放大器426对第二反馈电压Vf2与预定的一参考电压Vref进行比较，当第二反馈电压Vf2大于参考电压Vref时，比较放大器426输出高电位的比较信号CMP至脉冲调整器428，而当第二反馈电压Vf2小于参考电压Vref时，比较放大器426输出低电位的比较信号CMP至脉冲调整器428。脉冲调整器428根据比较信号CMP的高低电位与电压大小来产生相对应的脉冲信号，并输出为第一控制信号CTL1。举例来说，当比较信号CMP为高电位时，脉冲调整器428将加大所输出第一控制信号CTL1的脉冲宽度且加大的比例与比较信号CMP的电压大小相对应。当比较信号CMP为低电位时，脉冲调整器428将缩小所输出第一控制信号CTL1的脉冲宽度且缩小的比例与比较信号CMP的电压大小相对应。此外，脉冲调整器428同时将调整后的第一控制信号CTL1再进行相位的调整输出为第二控制信号CTL2，以确保所输出的第一控制信号CTL1及第二控制信号CTL2之间不会出现同时高电位而造成晶体管Q1、Q2同时导通，进而使变压器TR9、TR10间输出错误的运作电压Vout至电容C1。

简单而言，电压转换模块124将引脚OP_1～OP1_8所传送的两电源先进行电压电平的转换、整流、检测以及控制后，将两电源结合及进行升降压的转换，使得受电端设备100可在现有标准的规范下，同时接收引脚OP_1～OP1_8所传送的两电源，以提高所需的供电功率。

具体而言，本发明的电源转换系统10通过转接电路装置120将供电端设备102所提供的第一电源PWR1、供电端设备104所提供的第二电源PWR2及直流电源输入端子110所传送的直流电源DC转换至引脚OP_1～OP_8后，受电端设备100再利用电压转换模块124与引脚OP_1～OP_8连接并将引脚OP_1～OP_8所传送的两电源结合及转换，以使受电端设备100可获得供电功率为IEEE 802.3af或IEEE 802.3at标准所规范的最大功率的两倍，进而使受电端设备100可执行更多的应用功能，本领域的普通技术人员应当可据以进行修饰或变化。举例来说，在本实施例中，电压转换电路418通过控制两晶体管不同的导通时间，来对第一结果信号OS1及第二结果信号OS2中所具有的电源进行结合与电压转换，以输出运作电压Vout。在其他实施例中，电压转换电路418亦可利用两单独的直流电压转换电路，单独地对第一结果信号OS1及第二结果信号OS2中所具有的电源进行电压转换后，再通过电容将两电源结合，其可据以变化而不受限。

再者，在本实施例中，转接电路装置120先根据供电端设备所有可能的供电引脚情形，预先设计好相对应的网络插座，让使用者根据供电端设备所提供电源的引脚信息来连接至所对应的网络插座，以使转接电路装置120可正确地将两以太网络端的供电引脚连接并结合在一起。在其他实施例中，转接电路装置120另外也可设置检测电路，自动地检测两以太网络端的供电引脚后，再自行选择相对应的连接关系，来将两以太网络端的供电引脚结合，应当可视实际需求来加以变化。

此外，在本实施例中，为了清楚说明电源转换系统10的运作，本转接电路装置120设置于供电端设备与受电端设备之间，然而其并不受限。在其他实施例中，转接电路装置120可为供电端设备或受电端设备的内部模块，当转接电路装置120为供电端设备的内部模块时，供电端设备可直接将第一电源PWR1、第二电源PWR1或直流电源DC转输出至以太网络线的8根传输线上，并输出至受电端设备。当转接电路装置120为受电端设备的内部模块时，受电端设备可同时接收两供电端设备所提供的电源或经由直流电源输入端子所传输的直流电源DC来进行结合与转换，以提供运作所需的电源。

另外，在本实施例中，比较放大器426及脉冲调整器428设置于反馈控制电路420中，以对运作电压Vout进行比较后产生第一控制信号CTL1及第二控制信号CTL2。但在其他实施例中，比较放大器426及脉冲调整器428亦可设置于电源控制单元404中，并视需求由电源控制电路414或电源控制电路416对运作电压Vout进行比较后产生第一控制信号CTL1及第二控制信号CTL2，应当可据以变化并不受限。

综上所述，由于IEEE 802.3af及IEEE 802.3at标准所规定的最大功率已不足以应付受电端设备所需的耗电需求。因此，本发明利用转接电路装置及电压转换模块将供电端设备所提供的两电源及直流电源输入端子110所输出的直流电进行结合及转换，以在符合以太网供电标准的规范下，可提高受电端设备所需的供电功率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是根据本发明的权利要求书的范围所作的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种用于以太网供电系统的电源转换系统，该电源转换系统包括：

一转接电路装置，该转接电路装置耦接于一第一以太网络端子与一第二以太网络端子，用来将该第一以太网络端子的多个第一引脚及该第二以太网络端子的多个第二引脚电性连接至多个转接引脚，以通过该多个转接引脚输出由该多个第一引脚所传送的一第一电源及由该多个第二引脚所传送的一第二电源；以及

一受电端设备，该受电端设备包括：

一运作模块，该运作模块用来执行该受电端设备的主要运作；以及

一电压转换模块，该电压转换模块耦接于该转接电路装置及该运作模块，用来结合及转换经由该多个转接引脚所传送的该第一电源及该第二电源，以提供该运作模块运作所需的电源。

2.如权利要求1所述的电源转换系统，其中该多个第一引脚为该第一以太网络端子的第一、二、三、六顺位的引脚，该多个第二引脚为该第二以太网络端子的第四、五、七、八顺位的引脚，该转接电路装置分别将该第一以太网络端子的该第一、二、三、六顺位的引脚电性连接至该多个转接引脚中的第一、二、三、六顺位的转接引脚，以及分别将该第二以太网络端子的该第四、五、七、八顺位的引脚电性连接至该多个转接引脚中的第四、五、七、八顺位的转接引脚。

3.如权利要求1所述的电源转换系统，其中该多个第一引脚为该第一以太网络端子的第一、二、三、六顺位的引脚，该多个第二引脚为该第二以太网络端子的第一、二、三、六顺位的引脚，该转接电路装置分别将该第一以太网络端子的该第一、二、三、六顺位的引脚电性连接至该多个转接引脚中的第一、二、三、六顺位的转接引脚，以及分别将该第二以太网络端子的该第一、二、三、六顺位的引脚电性连接至该多个转接引脚中的第四、五、七、八顺位的转接引脚。

4.如权利要求1所述的电源转换系统，其中该转接电路装置还用来将该第一以太网络端子的多个第三引脚电性连接至该多个转接引脚，以通过该多个转接引脚输出由该多个第三引脚所传送的电源。

5.如权利要求4所述的电源转换系统，其中该多个第三引脚为该第一以太网络端子的第一至八顺位的引脚，该转接电路装置分别将该第一以太网络端子的该第一至八顺位的引脚电性连接至该多个转接引脚中的第一至八顺位的转接引脚。

6.如权利要求1所述的电源转换系统，其中该转接电路装置还耦接于一直流电源输入端子及一信号通信装置，用来利用该直流电源输入端子所提供的一直流电源，对该信号通信装置所输出的多个以太网络信号进行电压电平的转换，以通过该多个转接引脚来传输转换后具有该直流电源的以太信号。

7.如权利要求6所述的电源转换系统，其中该转接电路装置包括：

一第一信号变压器，该第一信号变压器跨接于该多个转接引脚中的第一及第二顺位的转接引脚，用来对该多个以太网络信号中的一第一以太网络信号进行电压电平的调整，以通过该多个转接引脚中的第一及第二顺位的转接引脚来传输转换后具有该直流电源的信号；

一第二信号变压器，该第二信号变压器跨接于该多个转接引脚中的第三及第六顺位的转接引脚，用来对该多个以太网络信号中的一第二以太网络信号进行电压电平的调整，并通过该多个转接引脚中的第三及第六顺位的转接引脚来传输转换后具有该直流电源的信号；

一第三信号变压器，该第三信号变压器跨接于该多个转接引脚中的第四及第五顺位的转接引脚，用来对该多个以太网络信号中的一第三以太网络信号进行电压电平的调整，并通过该多个转接引脚中的第四及第五顺位的转接引脚来传输转换后具有该直流电源的信号；以及

一第四信号变压器，该第四信号变压器跨接于该多个转接引脚中的第七及第八顺位的转接引脚，用来对该多个以太网络信号中的一第四以太网络信号进行电压电平的调整，并通过该多个转接引脚中的第七及第八顺位的转接引脚来传输转换后具有该直流电源的信号；

其中，该第一变压器及该第三变压器的中央抽头耦接于该直流电源输入端子的一正电位端，该第三变压器及该第四变压器的中央抽头耦接于该直流电源输入端子的一负电位端。

8.如权利要求1所述的电源转换系统，其中该电压转换模块包括：

一变压单元，该变压单元耦接于该转接电路装置，用来转换该多个转接引脚所输出的信号，以输出具有该第一电源的一第一来源信号及具有该第二电源的一第二来源信号；

一整流单元，该整流单元耦接于该变压单元，用来对该第一来源信号及该第二来源信号进行整流，以产生相对应的一第一整流信号及一第二整流信号；

一电源控制单元，该电源控制单元耦接于该整流单元，用来根据该第一整流信号及该第二整流信号，判断该第一以太网络端子所传送的该第一电源及该第二以太网络端子所传送的该第二电源是否符合一电源管理规范，以决定是否分别将该第一整流信号及该第二整流信号输出为一第一结果信号及一第二结果信号；以及

一电源结合单元，该电源结合单元耦接于该电源控制单元，用来结合该第一结果信号及该第二结果信号，以转换产生一输出电压来提供该受电端设备所需的运作电源。

9.如权利要求8所述的电源转换系统，其中该变压单元包括：

一第一变压器，该第一变压器跨接于该多个转接引脚中的第一及第二顺位的转接引脚；

一第二变压器，该第二变压器跨接于该多个转接引脚中的第三及第六顺位的转接引脚；

一第三变压器，该第三变压器跨接于该多个转接引脚中的第四及第五顺位的转接引脚；以及

一第四变压器，该第四变压器跨接于该多个转接引脚中的第七及第八顺位的转接引脚；

其中，经由该第一变压器及该第二变压器的中央抽头输出具有该第一电源的该第一来源信号，经由该第三变压器及该第四变压器的中央抽头输出具有该第二电源的该第二来源信号。

10.如权利要求9所述的电源转换系统，其中该整流单元包括：

一第一整流器，该第一整流器耦接于该第一变压器及该第二变压器的中央抽头，用来对该第一变压器及该第二变压器的中央抽头所输出的该第一来源信号进行整流，以产生该第一整流信号；以及

一第二整流器，该第二整流器耦接于该第三变压器及该第四变压器的中央抽头，用来对该第三变压器及该第四变压器的中央抽头所输出的该第二来源信号进行整流，以产生该第二整流信号。

11.如权利要求10所述的电源转换系统，其中该电源控制单元包括：

一第一电源控制电路，该第一电源控制电路耦接于该第一整流器，用来检测该第一整流信号的电压变化，以判断该第一以太网络端子所传送的该第一电源是否符合该电源管理规范，并当该第一电源符合该电源管理规范时，输出该第一整流信号为该第一结果信号；以及

一第二电源控制电路，该第二电源控制电路耦接于该第二整流器，用来检测该第二整流信号的电压变化，以判断该第二以太网络端子所传送的该第二电源是否符合该电源管理规范，并当该第二电源符合该电源管理规范时，输出该第二整流信号为该第二结果信号。

12.如权利要求8所述的电源转换系统，其中该电源结合单元包括：

一电压转换电路，该电压转换电路耦接于该电源控制单元，用来根据一第一控制信号及一第二控制信号，选择转换该第一结果信号或该第二结果信号来产生该输出电压，以提供该受电端设备所需的运作电源；以及

一反馈控制电路，该反馈控制电路耦接于该电压转换电路，用来根据该输出电压，产生该第一控制信号及该第二控制信号。

13.如权利要求12所述的电源转换系统，其中该电压转换电路包括：

一第一转换变压器，该第一转换变压器包括第一至四端，该第一端用来接收该第一结果信号，该第四端耦接于一接地端；

一第二转换变压器，该第二转换变压器包括第一至四端，该第一端用来接收该第二结果信号，该第四端耦接于该接地端；

一第一晶体管，该第一晶体管包括一第一端、一第二端及一控制端，该第一端耦接于该接地端，该第二端耦接于该第一转换变压器的该第二端，该控制端用来接收该第一控制信号；

一第二晶体管，该第二晶体管包括一第一端、一第二端及一控制端，该第一端耦接于一接地端，该第二端耦接于该第二转换变压器的该第二端，该控制端用来接收该第二控制信号；

一第一二极管，该第一二极管包括一第一端及一第二端，该第一端耦接于该第一转换变压器的该第三端；

一第二二极管，该第二二极管包括一第一端及一第二端，该第一端耦接于该第二转换变压器的该第三端，该第二端耦接于该第一二极管的该第二端；

一电感，该电感包括一第一端及一第二端，该第一端耦接于该第一二极管的该第二端与该第二二极管的该第二端之间；以及

一电容，该电容包括一第一端耦接于该电感的该第二端，以及一第二端耦接于该接地端，该第一端用来输出该输出电压。

14.如权利要求12所述的电源转换系统，其中该反馈控制电路包括：

一分压电路，该分压电路耦接于该电压转换电路，用来对该输出电压进行分压，以输出一第一反馈电压；

一电压隔离器，该电压隔离器耦接于该分压电路，用来接收该第一反馈电压，并产生与该第一反馈电压的阻抗相隔离的一第二反馈电压；

一比较放大器，该比较放大器耦接于该电压隔离器，用来将该第二反馈电压与一参考电压进行比较，以产生一脉冲信号；以及

一脉冲调整器，该脉冲调整器耦接于该比较放大器，用来对该脉冲信号进行脉冲宽度的调整，以输出该第一控制信号，以及对该脉冲信号进行脉冲宽度的调整后，再对调整后的信号进行相位的调整，以输出该第二控制信号。

15.如权利要求14所述的电源转换系统，其中该电压隔离器为一光耦合器或一变压器。