TW550892B - Network coupler - Google Patents

Description

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、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明關於網路用户在網路中使用之網路輪合器，其含 至少二線。 網路耦合器通常用以向内外耦合經一網路傳輸之資料。 因此其建立一網路用户與網路間之一連接。由網路用户供 應之資料由網路耦合器耦合至網路。反之，經網路傳輸之 資料再經網路耦合器耦合至網路用户並使其可應用。 已知網路耦合器受限於資料之向内外耦合。 本發明之目的爲提供一網路耦合器，其不僅適於資料傳 輸，並能轉移能量。 根據本發明，其目的之達成係因爲網路耦合器之形成， 可使其適於經網路耦合器之二線作資料傳輸，及適於以網 路鶴合器之二線向外耦合能量，因爲一電壓源之一終端與 該線耦合，因爲網路耦合器能對稱耦合能量出入二線，網 路耦合器能對稱，差動，電感或電容方式耦合出入二線， 網路耦合器以對稱方式終止二線。 爲資料轉移之目的，資料可在網路之二線上對稱及差動 轉移。例如，經網路線轉移之資料位元係以相反極性經二 線轉移。網路耦合器將此等資料以電感或電容及對稱與差 動方式，向内耦合或向外耦合。 此外，網路亦適於作能量轉移。電壓源之一終端耦合至 網路之二線。網路構成之方式可使其將能量經二線向外耦 合。耦合係以對稱方式完成，即，網路自網路之二線所摘 取之電流在二線上相等大小。此係因爲由網路代表之負荷 對網路之二線而言，係在二線上相等，故二線爲對稱終 -4· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) « 裝 ----訂— 着· 550892 A7 ---------_______ 五、發明說明（2 ) 因此可使資料及能量轉移可經由網路耦合器，或經由網 路I二線達成轉移。由於二線上之嚴格對稱之供應電流向 外耦合，及對稱差動之資料轉移，故資料轉移不受二網路 線上之擾動所干擾，該擾動可能由能量分配所引起。 此種網路耦合器可以簡單方式，及低成本構造。 如圖2顯tf之本發明之網路耦合器之實施例之特徵爲，此 一簡單結構可實現上述之條件。利用具有相同電阻或阻抗 <二第一及第二初級線圈，以自網路之二線向外耦合能 里。此係以對稱方式實施，即，響應向外耦合能量流動之 電流被分爲相等之電流於二線上。 第一初級線圈與第二初級線圈磁耦合至务I線圈。次級 線圈中’電壓僅在第一及第二初級線圈之二第一終端間之 電流不同時，才有感應電壓。因此，二線圈中之電流如爲 相同符號時，次級線圈中無感應電壓。因此，資料得以差 動經二線轉移，並在次級線圈中有感應電壓，但在同符號 時，並無伴隨之擾動，該擾動可能由負荷之變動而使供應 電壓震動而引起。 爲達到上述之對稱向外耦合，二初級線圈最好如申請專 利範園第3項方式構成。最簡單之方式，繞組以同一材料 製造，相同之切面積及相同圈數，如申請專利範圍第4項 所述。 初級線圈數與次級線圈數之間之圈數比，可限定次級線 圈終端之差動電壓之電壓比値。在本發明之另一實施例中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ----訂— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 550892 A7

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'又證明’如申請專利範圍第5項所示，、A 線圈之匝數爲多。 #’人級線圈較初紹 初級線圈可以簡單方式構造， 金屬條形成，其E數爲n叫。-在另-實施例中係』 線圈I另一較佳結構係備於 範園第8賴述。 卩H如中請專來 本發明之各種特徵將在未考 爲明顯。 考乂下〈實施例説明之後，更 圖中： 圖1爲本發明之網路耦合器之電路圖， 圖2爲-網路轉合器之構造之圖解顯示，隸合器具有二初 級線圈及一次級線圈，其爲磁耦合一起， 圖3爲圖2中之網路耦合器之略圖，其中初級線圈之租數 爲1， 圖4具有圖3之線圈之網路耦合器之第一實施，及 圖5具有圖3中之線圈之網路耦合器之第二實施。 圖1爲本發明之一網路耦合器之電路圖。 此網路搞合器可將資料經線網路之1及2分別耦合出入， 及搞合至線1及2之電壓供應終端。爲此，網路耦合器網路 Μ合器之電源供應點3應有電源供應+lJb可用，該電源供 應搞合至網路之二線1及2。 爲此目的，備有二初級線圈4及5，在理想情況下，其應 爲相同結構，即含相同之材料及相同切面積及相同匝數。 任何情況下，二初級線圈4及5應具有相同之電阻及阻抗。 -6 --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 550892 A7 " 〜----- ——__B7____ 五、發明說明（4 ) :二初^線圈4及5之第一終端分別耦合至網路之二線丨及2 、 第一終端連接至共同電源供應點3。 、由於網路耦合器之此一特殊構造，電源供應點3流動之電 （、應％机被分爲二相等之電流，流過初級線圈4及5及網 各之一線1及2中。故電源供應電流之二線丨及2之嚴格對稱 負載可達成。 在一線上對稱及差動轉移之資料亦可經由網路之線1及2 轉移。 向外轉移此等資料，圖丨中之網路耦合器包含一次級線圈 6，由一磁轉合7磁搞合至二初級線圈4及5。 單初級線圈4及5中發生差動電流時，次級線圈6中無感 應電壓。當網路之二線丨及2上之資料以對稱及差動方式轉 考夕時尤其如此，於是，次級線圈ό上有對應之感應電 壓。 反之，同理可應用在資料耦合上，資料可以不同方式以 初級線圈2，及耦合7及二初級線圈4及5耦合進入網路之線 1及2。 將資料向外耦合，以負極性傳輸資料之次級線圈6之第一 終端’連接至一放大器8之反相輸入。次級線圈6之第二終 端搞合至同一放大器之第二非反相輸入。此資料可由裝置 如放大器8予以評估。輸出處，放大器8終端1 1提供對應資 料’圖中由D__〇ut代表。 由網路镇合器之網路之二線1及2轉合資料，備有一放大器 9 ’其非反相輸入耦合至次級線圈6之第二終端，其反相輸出 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） !! i !! til (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 550892 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（5 ) _合至次級線圈6之第一終端。自第二連接點i 〇加在放大 器輸入之資料，因此可由放大器9以不同極性+ D及_ d信號 方式獲得，及經初級線圈2及磁耦合7轉移至初級線圈4及 5，俾對應之對稱差動電壓信號耦合至網路之線1及2。 圖1中之網路耦合器之構造相當簡單，其可作資料之轉移 及能量之供應。由於能量供應之電流之嚴格對稱向外耦 合，資料未受干擾。反之，資料以差動方式轉移，故電源 供應電壓亦未受干擾。 網路耦合器因此可實施所有需求，即加在經網路二線資 料轉移及能量轉移均不受干擾之需求。 圖2顯示圖1中之二初級線圈4及5，次級線圈6及磁耦合7 如何實際上實施。 爲此目的，圖2顯示一核心1 2，其能傳送一磁力線。 備有二初級線圈13及14。在圖中所示之實施例中，具有 二個繞組。次級線圈1 5繞在同一核心1 2上，該線圈在此實 施例中亦具有三個繞組。 次級線圈15之二終端分別供應正及負資料信號+d及_D。 二初級線圈1 3及1 4之第一終端連接至網路之二線1及2 , 其第二終端共同連接至電源供應點3。 圖2顯示繞組之安排及如圖1中顯示之磁耦合。該繞組可 由二組繞組繞在共同可磁化核心方式，而易於實施。 圖2中二初級線圈13及14具有之匝數爲ni，而次級線圈 之E數爲n2。2·η1與n2之匝數比可決定次級線圈15之二終 端1 6及1 7之電壓比値，該處，正資料信號+ d及負資料信 — — — — — — — — — —^ HI —---訂— — — — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 550892 A7 ----- B7____ 五、發明說明（6 ) 聲-D可供使用。 爲在此點達到足夠高之電壓，已證明選擇n2大於nl最爲 有利。 因此，一半電壓供應電流流過二初級線圈4及5之繞組 nl，最好使其具有相當大之切面積。 圖3顯示與圖2相似之略圖，其二初級線圈丨3及丨4均具有 一 Iinl = l。但次級線圈15之匝數爲“^。 經由此匝數之比値，在次級線圈丨5之終端丨6及丨7之差動 電壓爲相當大。 圖4顯示網路摘合器之第一分立實施例，其中匝數比選擇 爲與圖3所示者相同。 備有二金屬條21及22，其切面相當大及連接至共同電源 供應點2 3。如圖4 A所示，二金屬條2 1及2 2橫向通過磁心 24，因此每一構成具有一匝之線圈。 如圖4 B所示，次級線圈2 5繞在磁心2 4上。 圖4中之實施例具有一優點，即在次級線圈2 5中感應一 相當高之差動電壓，因爲，次級線圈2 5及初級線圈2 1及 22之匝數比n2:nl使然。 在初級線圈2 1及22中流動之相當大之供應電流共同饋至 電源供應點2 3，並通過金屬條2 1及2 2，其可摘取此等電 流而無任何問題。 圖4中之此一安排可容納或模造於一外殼中，例如，以综 合材料包封。僅連接點1，2，23及次級線圈2 5之二終端必 須留在外部。 __________ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I — — — — — — —in--— 訂------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 550892 A7

五、發明說明（7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 •此等終糕可以壓縮在或以插頭連接方式實現。特別在網 路之一側必須考慮一可能低之接觸電阻，以便電源供應電 流之波動不致干擾資料轉移。 將此一網路耦合器統合至一電子裝置中，選擇如圖5之第 二實施例相當有利。在此實施例中，備有二層板3丨其具有 初級繞組3 2及3 3於其二側，該繞組每一均繞在磁心3 4 上’因此具有匝數爲nl = l。次級線圈3 5亦備於板之二側， 该線圈在磁核心3 4繞數次，在二初級線圈3 2及3 3與次級 線圈3 5間之磁耦合，由其達成。 在此一安排中，三個線圈因此共同在二層板上形成，其 可進一步簡化網路耦合器之結構。 亦在此情況下’接線必須嚴格對稱及二初級線圈3 2及3 3 必須保證，流經電源供應點3 6之電流必須爲對稱之電流分 配’此點非常重要。電源供應點3 6因此對稱安排，及由一 通過接點方式實現。 備有一具有二層以上之板，其中，電壓供應點36備於另 一層上而非初級緩組3 2及3 3。 磁核心3 4可由二部份組成，該二部份係置於板3丨之二 側。亦可使用其他核心，如圖5所示。 此圖式顯示本發明之網路耦合器之簡單實施，可使經由 網路之二線作資料轉移及能量轉移，而無任何共同干擾。 ______- 10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------·裝--------訂— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 着·

Claims (1)

1. 550892 弟089120604號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(92年6月) 申請專利範圍 92· 12 修正補充 A8 B8 C8 D8 年月曰

   路二)，特徵在於該網㈣合器之構成可使其適於經網 U 2二轉移資料，及經網路之二線(1，2)向外輕 二里，-電壓源之一終端搞合網路 耦合器對健合能量進人及/或向外心於二_ 2)各 輕合器可將資料對稱’差動及電感或電容方式轉 5出及/或入二線(1，2) ’及該網路耗合器對稱將 】 2 )終止。 ’ 2· 範圍第1項之網路輕合器，其特徵為網路輕 裝 弟-初級線圈（4;13;21;32)，其具有第一 賴合至網路之第一線⑴，及第二初級線圈（mu; 33) ’其具有第-終端耦合至網路之第二線⑺，第一初 級線圈（4; U; 21; 32)之二第二終端及第二初級線圈（5. 1以2;33)在電壓供應點（3;23;36)互聯，該電壓供應點 供應電壓，網路耦合器包含—次級線圈（5; 15; 25_ 34. 35) ’經由此、線目，資料可韓合出八網路之二線 2)，核心（7;12;24;34)之二初級線圈（4;13;21;32)，（/ 14;22;33)及次級線圈（5;15;25;34;35)為磁搞合一起。 3·如申請專利範圍第2項之網路輕合器，其特徵為二初級 線圈（4; 13; 21; 32)，（5; 14; 22; 33)之構成可使流經電壓 供應點（3; 23; 36)之電流被分成二相等大之電流流經網路 之二線（1，2)。 4.如申請專利範圍第3項之網路輕合器，其特徵為二初級 、、泉圈（4; 13; 21; 32)，（5; 14; 22; 33)由相同材料組成，及 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公 55〇892

   申清專利範圍 具有相同之切面積，長度及匝數。 噙申叫專利範圍第丨項之網路耦合器，其特徵為次級線 圈（，5，25，34，35)車父初級線圈（4; 13; 21; 32)，（5; 14; 22; 33)具有較高之匝數。 如申明專利範圍第丨項之網路耦合器，其特徵為初級線 圈（4; 13;21;32)，（5; 14;22;33)具有 Ε 數n=1。 7.如申請專利範圍第i項之網路李禺合^，其特徵為初級線 圈構成為金屬條（21，22)，其最好橫過核心（24)。 8·如申叫專利範圍第丨項之網路耦合器，其特徵為備有一 具有二層板（31)之印刷電路，二初級線圈（32, 33)及次級 線圈（34, 35)以導體軌道方式印刷其上。 9· 一種具有如申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7或8 項之網路耦合器之該網路站，其特徵為由該網路站在網 路中轉移或接收之資料，由網路耦合器經網路之二線〇 2)向内及外耦合，該網路站之能源供應由能源方式保 4把源由網路搞合器經網路之二線（1，2)向外輕人， 並在電源供應點（3; 23; 36)可供使用。 10·如申請專利範圍第9項之網路站，其特徵為該網路站為 車輛之一感測器，一激勵器或控制裝置。 -2 -

   張尺度適财標準(CNS) A4規格(21GX297^jy