CN112714001A - 电源供应装置 - Google Patents

Abstract

一种电源供应装置，耦接至电力装置，包括输出连接端口及控制器。输出连接端口用以耦接至连接线。当连接线耦接至输出连接端口时，控制器被启动以产生一交握信号，以跟电力装置进行通信。当通过交握信号判断上述电力装置可供电的对象时，控制器控制电源供应装置经由连接线对电力装置进行供电。当连接线未耦接至输出连接端口时，控制器被禁能且不产生上述交握信号。

Description

电源供应装置

技术领域

本发明涉及一种电源供应装置，尤其涉及一种通过以太网络线进行供电的电源供应装置。

背景技术

目前市面上的产品大多因为电源供应装置(Power Source Equipment)与负载装置(Power Device)做全时的交握信号沟通，来判断电源供应装置是否应该对负载装置进行供电，因此即使负载装置并未耦接至电源供应装置的情况下，电源供应装置仍会持续送出交握信号做检测而造成电力损耗，并使得目前以太网络的电源供应装置无法达到现行效率能源规章的要求，如：美国的能源部(Department of Energy，DoE)、欧洲的符合性证书(ECcertificate of conformity，EC CoC)等。

为了降低在无负载下的消耗功率而符合目前效率能源规章的要求，有必要针对电源供应装置及其控制方法进行最佳化。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种耦接至一电力装置的电源供应装置，包括：一输出连接端口及一控制器。上述输出连接端口用以耦接至一连接线。当上述连接线耦接至上述输出连接端口时，上述控制器被启动以产生一交握信号，以跟上述电力装置进行通信。当通过上述交握信号判断上述电力装置可供电的对象时，上述控制器控制上述电源供应装置经由上述连接线对上述电力装置进行供电。当上述连接线未耦接至上述输出连接端口时，上述控制器被禁能且不产生上述交握信号。

根据本发明的一实施例，电源供应装置还包括电源转换器，其用以当上述电力装置被判断可供电的对象时，转换外部电压为上述电力装置所需的电压及/或电流，及用以将上述外部电压转换成一供应电压，其中上述控制器通过上述供应电压而启动。

根据本发明的一实施例，电源供应装置还包括输入连接端口及数据整合单元。输入连接端口接收一外部数据。数据整合单元将上述外部数据及上述电力装置所需的电压及/或电流，经上述输出连接端口以及上述连接线提供至上述电力装置。

根据本发明的一实施例，电源供应装置还包括触发单元。当上述连接线耦接至上述输出连接端口时触发上述触发单元，使得上述供应电压经由上述触发单元提供至上述控制器，借以启动上述控制器。

根据本发明的一实施例，当上述连接线未耦接至上述输出连接端口时，上述触发单元未被触发，使得上述供应电压无法经由上述触发单元提供至上述控制器，借以禁能上述控制器。

根据本发明的一实施例，上述触发单元包括弹片及金属接点。弹片耦接至提供上述供应电压的一节点。金属接点耦接至上述控制器。当上述连接线未耦接上述输出连接端口时，上述弹片与上述金属接点电性隔绝。

根据本发明的一实施例，上述触发单元包括弹片和金属接点。弹片耦接至提供上述供应电压的一节点。金属接点耦接至上述控制器。当上述连接线耦接上述输出连接端口时，上述连接线的一端抵接上述弹片使上述弹片作动并与上述金属接点接触，藉使上述弹片与上述金属接点形成电性耦接。

根据本发明的一实施例，电源供应装置还包括一检测单元，其判断上述连接线是否耦接于上述输出连接端口。当上述连接线耦接于上述输出连接端口时，上述检测单元将上述供应电压提供至上述控制器以启动上述控制器；当上述连接线未耦接于上述输出连接端口时，上述检测单元不提上述供应电压至上述控制器以禁能上述控制器。

根据本发明的一实施例，上述检测单元包括光源和光线感测器。光源用以产生一光束。光线感测器用以检测上述光束。当上述连接线耦接于上述输出连接端口时，致使上述光线感测器未检测到上述光束，此时上述检测单元将上述供应电压提供至上述控制器。

根据本发明的一实施例，上述检测单元包括磁场产生器和磁场接收器。磁场产生器用以产生一磁场。磁场接收器用以接收上述磁场。当上述连接线耦接于上述输出连接端口时，致使上述磁场接收器未接收到上述磁场，此时上述检测单元将上述供应电压提供至上述控制器。

本发明的有益效果在于，通过判断连接线的连接头是否插入输出连接端口而决定是否启动控制器，进而决定是否要产生交握信号对电力装置进行沟通，可有效的降低无载时电源供应装置的功率损耗，进而符合日益严苛的效率能源规章的要求

附图说明

图1为根据本发明的一实施例所述的电源供应装置的方框图；

图2为根据本发明的一实施例所述的触发单元的示意图；

图3为根据本发明的一实施例所述的输出连接端口的示意图；

图4为根据本发明的另一实施例所述的电源供应装置的方框图；

图5为根据本发明的另一实施例所述的检测单元的方框图；及

图6为根据本发明的另一实施例所述的检测单元的方框图。

附图标记如下：

100、400 电源供应装置

110 电源转换器

120 控制器

130 输入连接端口

140 数据整合单元

150、310 输出连接端口

160、200 触发单元

170 连接线

10 电力装置

210 弹片

220 金属接点

320、50、60 连接头

460、500、600 检测单元

510 光源

520 光线感测器

521 第一光线节点

522 第二光线节点

610 磁场产生器

620 磁场接收器

621 第一磁场节点

622 第二磁场节点

VDD 供应电压

HS 交握信号

DEXT 外部数据

VEXT 外部电压

L 光束

M 磁场

D 插入方向

具体实施方式

以下说明为本发明的实施例。其目的是要举例说明本发明一般性的原则，不应视为本发明的限制，本发明的范围当以权利要求所界定为准。

值得注意的是，以下所公开的内容可提供多个用以实践本发明的不同特点的实施例或范例。以下所述的特殊的元件范例与安排仅用以简单扼要地阐述本发明的精神，并非用以限定本发明的范围。此外，以下说明书可能在多个范例中重复使用相同的元件符号或文字。然而，重复使用的目的仅为了提供简化并清楚的说明，并非用以限定多个以下所讨论的实施例以及/或配置之间的关系。此外，以下说明书所述的一个特征连接至、耦接至以及/或形成于另一特征的上等的描述，实际可包含多个不同的实施例，包括多个特征直接接触，或者包含其它额外的特征形成于多个特征之间等等，使得多个特征并非直接接触。

图1为根据本发明的一实施例所述的电源供应装置的方框图。如图1所示，电源供应装置100包括电源转换器110、控制器120、输入连接端口130、数据整合单元140、输出连接端口150以及触发单元160。在本实施例中，当电力装置10通过连接线170(例如，以太网络线)连接至电源供应装置100时，电源供应装置100不仅可将从输入连接端口130接收到的数据经由连接线170传送给电力装置10，还可通过外部接收的电压(例如，市电)经由电源转换器110同时经由连接线170对电力装置10进行供电。

具体来说，当电力装置10通过连接线170连接至电源供应装置100的输出连接端口150时，控制器120会产生交握信号HS并将交握信号HS经由连接线170传送给电力装置10以进行沟通，由此判断电力装置10是否为符合规范的电力装置。若判断电力装置10符合规范时，此时控制器120可经由沟通的过程中判断电力装置10所需求的功率/电流(例如，通过电流信号判断要给电力装置10多少功率)，并允许电源供应装置100对电力装置10进行供电。由于供电的协议已建立，控制器120不需要再跟电力装置10进行沟通，因此此时便会停止产生交握信号HS。若判断电力装置10不符合规范，则控制器120便会禁止电源供应装置100对电力装置10进行供电，并持续周期性地发送交握信号HS进行确认。

另一方面，当电力装置10并未连接至电源供应装置100的输出连接端口150时，在公知的作法中，控制器120仍会持续周期性地产生及发送交握信号HS以确认电力装置10是否已经连接电源供应装置100。然而，这样的作法会导致在电源供应装置100即使在电力装置10没连接的情况下，控制器120仍然会持续消耗电力去产生交握信号HS以进行确认的操作。

由于公知的作法会衍生出电源供应装置100未连接电力装置10时电源供应装置100仍然会有功耗的问题。在本实施例中，当电源供应装置100未连接电力装置10时，控制器120不会启动，亦不会产生交握信号HS，以达到降低无载时电源供应装置100的功率损耗，进而符合的效率能源规章的要求，其具体实施方式将说明如下。

根据本发明的一实施例，电源供应装置100为符合IEEE 802.3at的以太网络供电(Power over Ethernet，PoE)的规范。根据本发明的另一实施例，电源供应装置100为符合IEEE 802.3af的以太网络供电的规范。根据本发明的再一实施例，电源供应装置100为符合IEEE 802.3bt的以太网络供电的规范。

在本实施例中，电源转换器110用以将外部电压VEXT(例如，市电)转换成供应电压VDD。在一些实施例中，电源转换器110可为交流/直流转换器，用以将市电提供的交流电压转换为直流电压，此直流电压可对电源供应装置100里的元件(例如，控制器120)及/或电源供应装置100外的装置(例如，电力装置10)进行供电。

控制器120经触发的触发单元160(具体细节将于之后叙述)而接收供应电压VDD的供电，并产生交握信号HS。根据本发明的一实施例，当控制器120通过交握信号HS确认电力装置10为可供电的对象(也就是说，电力装置10符合以太网络供电的规范)时，控制器120停止发送交握信号HS。另外，此时控制器120可通过与电力装置10进行沟通的过程得知电力装置10的负载情况，并控制电源转换器110转换外部电压VEXT以提供电力装置10所需的电压/电流，经转换的电压/电流可经由数据整合单元140、输出连接端口150以及连接线170提供给电力装置10进行供电。

根据本发明的另一实施例，当控制器120通过交握信号HS确认电力装置10非为可供电的对象(也就是说，电力装置10不符合以太网络供电的规范)时，控制器120控制电源供应装置100不对电力装置10进行供电，并持续周期性地发送交握信号HS以确认电力装置10的情况。

输入连接端口130接收外部数据DEXT并将外部数据DEXT传送给数据整合单元140。当控制器120通过交握信号HS确认电力装置10为可供电的对象时，数据整合单元140可将外部数据DEXT经由输出连接端口150和连接线170传输至电力装置10。

输出连接端口150用以耦接至连接线170，其中连接线170具有耦接至输出连接端口150的连接头(图1中并未显示)。根据本发明的一实施例，输出连接端口150可为接收RJ-45接头的插座，连接线170为具有RJ-45接头的网络线。当输出连接端口150耦接至连接线时，代表输出连接端口150容置网络线的RJ-45接头。

在本实施例中，电源供应装置100还包括触发单元160，其用以在连接线170耦接至输出连接端口150的情况下触发。根据本发明的一实施例，当触发单元160触发时，电源转换器110输出的供应电压VDD可经由触发单元160直接提供给控制器120，借以对控制器120进行供电以启动控制器120，使得控制器120发出交握信号HS以跟电力装置10相互进行通信。根据本发明的另一实施例，当触发单元160并未触发时，供应电压VDD不对控制器120进行供电，因此控制器120不发出交握信号HS，以节省电源供应装置100的电源消耗，进而符合效率能源规章的要求。根据本发明的一实施例，为了更精准的检测连接线170的连接头是否插入输出连接端口150，触发单元160位于输出连接端口150之中。

在一实施例中，触发单元160包含第一连接部161和第二连接部162，其中在未对第一连接部161施力的情况下，第一连接部161与第二连接部162电性隔绝(也就是说，触发单元160未被触发)，而在对第一连接部161施力的情况下，第一连接部161可移动地与第二连接部接触形成电性连接(也就是说，触发单元160被触发)。具体来说，当连接线170未与输出连接端口150耦接时，第一连接部161不会受到任何作用力而维持现状，并与第二连接部162电性隔绝，使得供应电压VDD无法经由触发单元160提供给控制器120，致使禁能控制器120。当连接线170与输出连接端口150耦接时，第一连接部161受到连接线170的一端(例如连接头)抵接和推挤的作用力，造成位移并最终与第二连接部162接触而形成电性连接，使得供应电压VDD可经由触发单元160提供给控制器120，致使启动控制器120。以下将进一步说明触发单元160的具体实施方式。

图2为根据本发明的一实施例所述的触发单元的示意图。如图2所示，触发单元200包括弹片210(也就是说，图1的第一连接部161)以及金属接点220(也就是说，图1的第二连接部162)，其中弹片210耦接至接收供应电压VDD的节点(例如，电源转换器110的输出端)，金属接点220耦接至图1的控制器120。根据本发明的一实施例，触发单元200对应至图1的触发单元160。

图3为根据本发明的一实施例所述的输出连接端口的示意图。如图3所示，输出连接端口310用以容置连接线的连接头320。根据本发明的一实施例，连接线用以耦接至图1的电源供应装置100以及电力装置10，输出连接端口310对应至图1的输出连接端口150。根据本发明的一实施例，触发单元200位于输出连接端口310中。

根据本发明的一实施例，当连接头320插入输出连接端口310(也就是说，连接头320依插入方向D而插入输出连接端口310)时，连接头320抵接弹片210使弹片210作动(例如，下压)，使得弹片210直接接触金属接点220(也就是说，使得弹片210电性连接于金属接点220)。在本实施例中，使弹片210电性连接于金属接点220即意指着触发单元200被触发。换句话说，当连接头320插入输出连接端口310时，弹片210与金属接点220电性连接，供应电压VDD通过弹片210以及金属接点220而对控制器120进行供电，使得控制器120启动并发出交握信号HS与经由连接线170连接的电力装置10进行沟通，借以决定是否对电力装置10进行供电。

根据本发明的另一实施例，当连接头320并未插入输出连接端口310时，弹片210以及金属接点220之间为电性隔绝。在本实施例中，使弹片210与金属接点220电性隔绝(或是未电性连接)即意指着触发单元200未被触发。因此，此时控制器120无法接收供应电压VDD而启动，进而不会产生交握信号HS与电力装置进行沟通，由此降低电源供应装置100在无载情况(也就是说，未与电力装置10连接)下的功率损耗。

值得一提的是，本实施例中的触发单元包括弹片以及金属接点等机械的结构而没有其他电路元件，其是否被触发由物理操作决定。换言之，在本发明的实施例中，判断连接线是否耦接输出连接端口(也就是说，连接头是否插入输出连接端口)并非通过电性检测，举例来说，通过电源供应装置里的元件发出信号(例如，电流)，并根据是否接收到对应的回传信号(例如，另一电流)来判断连接线是否耦接输出连接端口。取而代之，本实施例中的触发单元完全通过物理性检测，通过连接头插入输出连接端口时，使弹片与连接头连动并最终与金属接点接触，进而判断连接头已完全插入输出连接端口(也就是说，连接线已经耦接输出连接端口)。这样做法的优点在于判断可以快速又准确，且其设置的成本低。

然而，本发明并不限于此。在其他实施例中，亦可通过其他检测元件来判断连接线是否耦接于输出连接端口，其将说明如下。

图4为根据本发明的另一实施例所述的电源供应装置的方框图。将电源供应装置400与图1的电源供应装置100相比，图1的触发单元160替换为图4的检测单元460，其余元件皆相同。

检测单元460用以判断连接线170是否耦接至输出连接端口150，而决定是否将供应电压VDD提供至控制器120使其产生交握信号HS。根据本发明的一实施例，当检测单元460判断连接线170耦接至输出连接端口150时，检测单元160将供应电压VDD提供至控制器120而对控制器120供电，并由控制器120发出交握信号HS与电力装置10进行通信。根据本发明的一实施例，为了更精准的检测是否连接线170的连接头是否插入输出连接端口150，检测单元460位于输出连接端口150之中。

根据本发明的另一实施例，当检测单元460判断连接线170并未耦接至输出连接端口150时，检测单元460不将供应电压VDD提供至控制器120，以禁能控制器120，达到节省电源供应装置400的电源消耗，进而符合效率能源规章的要求。

图5为根据本发明的另一实施例所述的检测单元的方框图。如图5所示，检测单元500包括光源510以及光线感测器520。根据本发明的一实施例，检测单元500位于图4的输出连接端口150中。

光源510用以产生光束L，光线感测器520用以检测光束L。光线感测器520还包括第一光线节点521以及第二光线节点522，第一光线节点521耦接至提供供应电压VDD的节点，第二光线节点522耦接至图4的控制器120。当光线感测器520检测到光束L时，光线感测器520将第一光线节点521以及第二光线节点522予以电性分离。当光线感测器520检测不到光束L时，光线感测器520将第一光线节点521电性耦接至第二光线节点522。

根据本发明的一实施例，当连接线170的连接头50插入输出连接端口150而位于光源510以及光线感测器520之间时，连接头50阻隔了光源510所产生的光束L，使得光线感测器520检测不到光束L而将第一光线节点521电性耦接至第二光线节点522。也就是说，此时光线感测器520将供应电压VDD提供至控制器120，使得控制器120发出交握信号HS以对电力装置10进行通信。

根据本发明的另一实施例，当连接头50并未插入输出连接端口310时，光线感测器520检测到光束L而将第一光线节点521以及第二光线节点522予以电性分离，也就是说，光线感测器520不将供应电压VDD提供至控制器120，使得控制器120不会产生交握信号HS，以降低电源供应装置400无载情况下的功率损耗。

图6为根据本发明的另一实施例所述的检测单元的方框图。如图6所示，检测单元600包括磁场产生器610以及磁场接收器620。根据本发明的一实施例，检测单元600位于图4的输出连接端口150中。

磁场产生器610用以产生磁场M，磁场接收器620用以接收磁场M。磁场接收器620还包括第一磁场节点621以及第二磁场节点622，第一磁场节点621耦接至提供供应电压VDD的节点，第二磁场节点622耦接至图4的控制器120。当磁场接收器620检测到磁场M时，磁场接收器620将第一磁场节点621以及第二磁场节点622予以电性分离。当磁场接收器620检测不到磁场M时，磁场接收器620将第一磁场节点621电性耦接至第二磁场节点622。

根据本发明的一实施例，当连接线170的连接头60插入输出连接端口150而位于磁场产生器610以及磁场接收器620之间时，连接头60阻隔了磁场产生器610所产生的磁场M，使得磁场接收器620检测不到磁场M而将第一磁场节点621电性耦接至第二磁场节点622。也就是说，此时磁场接收器620将供应电压VDD提供至控制器120，使得控制器120发出交握信号HS以对电力装置10进行通信。

根据本发明的另一实施例，当连接头60并未插入输出连接端口150时，磁场接收器620检测到磁场M而将第一磁场节点621以及第二磁场节点622予以电性分离，也就是说，磁场接收器620不将供应电压VDD提供至控制器120，使得控制器120不会产生交握信号HS，以降低电源供应装置400无载情况下的功率损耗。

通过判断连接线的连接头是否插入输出连接端口而决定是否启动控制器，进而决定是否要产生交握信号对电力装置进行沟通，可有效的降低无载时电源供应装置的功率损耗，进而符合日益严苛的效率能源规章的要求。另外，本发明判断连接线的连接头是否插入输出连接端口的实施手段为物理性操作。换言之，判断连接线是否耦接输出连接端口(也就是说，连接头是否插入输出连接端口)并非通过电性检测，而是通过物理性检测，通过连接头插入输出连接端口时，使弹片与连接头连动并最终与金属接点接触，进而判断连接头已完全插入输出连接端口(也就是说，连接线已经耦接输出连接端口)。这样做法的优点在于判断可以快速又准确，且其设置的成本低。

以上所述为实施例的概述特征。所属技术领域中技术人员应可以轻而易举地利用本发明为基础设计或调整以实行相同的目的和/或达成此处介绍的实施例的相同优点。所属技术领域中技术人员也应了解相同的配置不应背离本发明的精神与范围，在不背离本发明的精神与范围下他们可做出各种改变、取代和交替。说明性的方法仅表示示范性的步骤，但这些步骤并不一定要以所表示的顺序执行。可另外加入、取代、改变顺序和/或消除步骤以视情况而作调整，并与所公开的实施例精神和范围一致。

Claims (11)

1.一种电源供应装置，经由一连接线耦接至一电力装置，包括：

一输出连接端口，用以耦接至上述连接线；及

一控制器，其中当上述连接线耦接至上述输出连接端口时，上述控制器被启动以产生一交握信号，以跟上述电力装置进行通信，其中当通过上述交握信号判断上述电力装置可供电的对象时，上述控制器控制上述电源供应装置经由上述连接线对上述电力装置进行供电；当上述连接线未耦接至上述输出连接端口时，上述控制器被禁能且不产生上述交握信号。

2.如权利要求1所述的电源供应装置，还包括：

一电源转换器，用以当上述电力装置被判断可供电的对象时，转换一外部电压为上述电力装置所需的电压及/或电流，及用以将上述外部电压转换成一供应电压，其中上述控制器通过上述供应电压而启动。

3.如权利要求2所述的电源供应装置，还包括：

一输入连接端口，接收一外部数据；及

一数据整合单元，将上述外部数据及上述电力装置所需的电压及/或电流，经上述输出连接端口以及上述连接线提供至上述电力装置。

4.如权利要求2所述的电源供应装置，还包括：

一触发单元，其中当上述连接线耦接至上述输出连接端口时触发上述触发单元，使得上述供应电压经由上述触发单元提供至上述控制器，借以启动上述控制器。

5.如权利要求4所述的电源供应装置，其中当上述连接线未耦接至上述输出连接端口时，上述触发单元未被触发，使得上述供应电压无法经由上述触发单元提供至上述控制器，借以禁能上述控制器。

6.如权利要求4所述的电源供应装置，其中上述触发单元包含一第一连接部和一第二连接部，其中在未对上述第一连接部施力的情况下，上述第一连接部与上述第二连接部电性隔绝，而在对上述第一连接部施力的情况下，上述第一连接部移动至与上述第二连接部接触形成电性连接。

7.如权利要求4所述的电源供应装置，其中上述触发单元包括：

一弹片，耦接至提供上述供应电压的一节点；及

一金属接点，耦接至上述控制器；

其中当上述连接线未耦接上述输出连接端口时，上述弹片与上述金属接点电性隔绝。

8.如权利要求4所述的电源供应装置，其中上述触发单元包括：

一弹片，耦接至提供上述供应电压的一节点；及

一金属接点，耦接至上述控制器；

其中当上述连接线耦接上述输出连接端口时，上述连接线的一端抵接上述弹片使上述弹片作动并与上述金属接点接触，藉使上述弹片与上述金属接点形成电性耦接。

9.如权利要求2所述的电源供应装置，还包括：

一检测单元，判断上述连接线是否耦接于上述输出连接端口，其中当上述连接线耦接于上述输出连接端口时，上述检测单元将上述供应电压提供至上述控制器以启动上述控制器；当上述连接线未耦接于上述输出连接端口时，上述检测单元不提上述供应电压至上述控制器以禁能上述控制器。

10.如权利要求8所述的电源供应装置，其中上述检测单元包括：

一光源，用以产生一光束；以及

一光线感测器，用以检测上述光束，其中当上述连接线耦接于上述输出连接端口时，致使上述光线感测器未检测到上述光束，此时上述检测单元将上述供应电压提供至上述控制器。

11.如权利要求8所述的电源供应装置，其中上述检测单元包括：

一磁场产生器，用以产生一磁场；以及

一磁场接收器，用以接收上述磁场，其中当上述连接线耦接于上述输出连接端口时，致使上述磁场接收器未接收到上述磁场，此时上述检测单元将上述供应电压提供至上述控制器。

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