TWI508488B - 電流調節電路，乙太網供電系統及方法 - Google Patents

Description

電流調節電路，乙太網供電系統及方法

本發明涉及一種電流調節電路，尤其涉及一種應用在乙太網供電系統及方法之電流調節電路。

乙太網供電(Power Over Ethernet，POE)是指在現有乙太網佈線基礎架構不做任何改動的情況下，在為一些基於IP(Internet Protocol，IP)的終端傳輸資料信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術。

現有乙太網供電埠提供的供電方案最多只能提供25.5W的功率，而無法滿足一些較大功率的設備的功率需求，而採用多個POE埠利用多條POE線材並聯使用對較大功率設備供電，由於每條POE線材阻抗不同所產生的線材上電流不能相等，此時將無法達到並聯使用時最大功率輸出。

有鑑於此，需提供一種電流調節電路，其能達到複數乙太網供電埠並聯使用時最大功率輸出。

此外，還需提供一種乙太網供電系統，其能達到複數乙太網供電埠並聯使用時最大功率輸出。

此外，還需提供一種乙太網供電方法，其能達到複數乙太網供電埠並聯使用時最大功率輸出。

本發明實施方式提供的一種電流調節電路，用於將複數乙太網供電埠並聯以驅動終端設備，該電流調節電路包括複數電流調節單元，該等電流調節單元與該等乙太網埠一一對應，每一電流調節單元用於調節對應乙太網供電埠的輸出電流，每一電流調節單元包括採樣單元、均值轉換單元、電流綜合單元、比較單元、電壓轉換單元。該採樣單元與對應乙太網供電埠電性連接，用於根據該乙太網供電埠的輸出電流輸出採樣電流。該均值轉換單元與該採樣單元電性連接，用於對該採樣單元輸出的採樣電流進行轉換並輸出均值電流。該電流綜合單元與該均值轉換單元電性連接，用於對該均值轉換單元輸出的均值電流進行綜合轉換並輸出參考電流信號。該比較單元與該均值轉換單元及該電流綜合單元電性連接，用於比較該均值轉換單元輸出的均值電流與該電流綜合單元輸出的參考電流信號並輸出比較信號。該電壓轉換單元與該比較單元及該採樣單元電性連接，用於根據該比較單元輸出的比較信號調節該乙太網供電埠的輸出電流。

優選地，該電流調節單元還包括回授單元，電性連接於該比較單元與該電壓轉換單元之間，用於根據該比較單元輸出的比較信號輸出回授信號，該電壓轉換單元還用於根據該回授信號調節該乙太網供電埠的輸出電流。

優選地，該回授單元包括第一二極體、第一電阻、第二電阻及第三電阻。該第一二極體負極電性連接於該比較單元。該第一電阻一端電性連接於該第一二極體的正極，另一端電性連接於該電壓 轉換單元的第一端。該第二電阻一端電性連接於該電壓轉換單元的第二端，另一端電性連接於該第一電阻於該電壓轉換單元的公共端。該第三電阻一端電性連接於該第一電阻與該第二電阻的公共端，另一端接地。

優選地，該電流調節單元還包括隔離單元，該隔離單元電性連接於該均值轉換單元與該比較單元之間，用於隔離該均值轉換單元輸出的均值電流與該電流綜合單元輸出的參考電流信號。

優選地，該隔離單元為第一二極體，該第一二極體正極電性連接於該均值轉換單元，負極電性連接於該比較單元。

優選地，該採樣單元包括感應線圈、第一電容、第二電容。該感應線圈輸入端電性連接於該乙太網供電埠與該電壓轉換單元之間，輸出端電性連接於該均值轉換單元感應線圈。該第一電容一端電性連接於該乙太網供電埠與感應線圈之間，另一端接地。該第二電容一端電性連接於該感應線圈與該電壓轉換單元之間，另一端接地。

優選地，該乙太網供電埠包括標準類型控制器，該均值轉換單元包括微積分單元、雙模切換單元。該微積分單元電性連接於該採樣單元及該比較單元，用於對該採樣單元輸出的採樣電流進行轉換，以輸出均值電流。該雙模切換單元電性連接於該微積分單元及該乙太網供電埠之標準類型控制器，用於根據該乙太網供電埠之標準類型控制器輸出的乙太網供電埠標準類型指示信號以調整該微積分單元輸出的均值電流。

優選地，該微積分單元包括第一電阻、第二電阻、第一電容。該 第一電阻一端電性連接於該採樣單元，另一端電性連接於該比較單元。該第二電阻一端電性連接於該第一電阻的另一端，另一端接地。該第一電容一端電性連接於該第一電阻的另一端，另一端接地。該雙模切換單元包括光耦感測器、第三電阻。該光耦感測器輸入端電性連接於該乙太網供電埠之標準類型控制器，輸出端電性連接於該第一電阻的另一端與地之間。該第三電阻電性連接於該光耦感測器輸出端與該第一電阻的另一端之間。

優選地，該均值轉換單元還包括溫度補償單元，用於電性連接該微積分單元，用於根據環境溫度調整該微積分單元輸出的均值電流。

優選地，該溫度補償單元包括第一溫度補償單元、第二溫度補償單元，該第一溫度補償單元為第一熱敏電阻，該第二溫度補償單元為第二熱敏電阻。

優選地，該均值轉換單元還包括整流單元，用於電性連接於該採樣單元及該微積分單元之間，用於對該採樣單元輸出的採樣電流進行整流。

優選地，該整流單元為第一二極體，該第一二極體正極電性連接於該採樣單元，負極電性連接於該第一電阻的一端。

優選地，該比較單元包括比較器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻。該比較器包括正向輸入端、反向輸入端及輸出端，該比較器輸出端電性連接於該電壓轉換單元。該第一電阻一端電性連接於該均值轉換單元，另一端電性連接於該比較器的正向輸入端。該第二電阻一端電性連接於該第一電阻的另一端，另一 端接地。該第三電阻一端電性連接於該電流綜合單元，另一端電性連接於該比較的反向輸入端。該第四電阻一端電性連接於該第三電阻的另一端，另一端接地。

優選地，該電流綜合單元包括第一電阻、第一電容、第二電阻。該第一電阻一端電性連接於該均值轉換單元，另一端電性連接於該比較單元。該第二電阻一端電性連接於該第一電阻與該比較單元的公共端。第一電容一端電性連接於該第二電阻的另一端，另一端接地。

優選地，該電壓轉換單元包括脈衝寬度調製控制器、變壓器、電子開關元件、第一電容、第一二極體、第一電阻。該脈衝寬度調製控制器用於根據該比較單元輸出的比較信號輸出脈衝寬度調製信號，以調節該電壓轉換單元的輸入電壓，以調節該乙太網供電埠的輸出電流。該變壓器輸入端電性連接於該採樣單元與地之間，輸出端包括高壓端、低壓端。該電子開關元件包括控制極、第一電極、第二電極，該控制極電性連接於該脈衝寬度調製控制器，該第一電極電性連接於該變壓器的輸入端，該第二電極接地。該第一電容一端電性連接於該變壓器輸出端的高壓端，另一端電性連接於該變壓器輸出端的低壓端。該第一二極體正極電性連接於該變壓器輸出端的高壓端，負極電性連接於該第一電容的一端。該第一電阻與該第一電容並聯連接。

本發明實施方式提供一種乙太網供電系統，包括複數乙太網供電埠、終端設備及電流調節電路。該電流調節電路包括複數電流調節單元，該等電流調節單元與該等乙太網埠一一對應，每一電流調節單元用於調節對應乙太網供電埠的輸出電流，每一電流調節 單元包括採樣單元、均值轉換單元、電流綜合單元、比較單元、電壓轉換單元。該採樣單元與對應乙太網供電埠電性連接，用於根據該乙太網供電埠的輸出電流輸出採樣電流。該均值轉換單元與該採樣單元電性連接，用於對該採樣單元輸出的採樣電流進行轉換並輸出均值電流。該電流綜合單元與該均值轉換單元電性連接，用於對該均值轉換單元輸出的均值電流進行綜合轉換並輸出參考電流信號。該比較單元與該均值轉換單元及該電流綜合單元電性連接，用於比較該均值轉換單元輸出的均值電流與該電流綜合單元輸出的參考電流信號並輸出比較信號。該電壓轉換單元與該比較單元及該採樣單元電性連接，用於根據該比較單元輸出的比較信號調節該乙太網供電埠的輸出電流。

優選地，該乙太網供電系統還包括或閘二極體，該或閘二極體包括輸入端、輸出端，該輸入端電性連接於該等電流調節單元，該輸出端電性連接於該終端設備，用於將該等電流調節單元輸出電流彙集，以對終端設備供電。

本發明實施方式提供一種乙太網供電方法，用於乙太網供電系統中，用於將複數乙太網供電埠並聯以驅動終端設備，該乙太網供電系統包括複數電流調節單元，每一該電流調節單元均包括採樣單元、均值轉換單元、電流綜合單元、比較單元、電壓轉換單元。該乙太網供電方法包括：該採樣單元根據該乙太網供電埠的輸出電流輸出採樣電流；該均值轉換單元對該採樣單元輸出的採樣電流進行轉換並輸出均值電流；該電流綜合單元對該均值轉換單元輸出的均值電流進行綜合轉換並輸出參考電流信號；該比較單元比較該均值轉換單元輸出的均值電流與該電流綜合單元輸出的 參考電流信號並輸出比較信號；該電壓轉換單元根據該比較單元輸出的比較信號調節該乙太網供電埠的輸出電流。

優選地，該均值轉換單元包括微積分單元、雙模切換單元，該均值轉換單元對該採樣單元輸出的採樣電流進行轉換並輸出均值電流的步驟包括：該微積分單元對該採樣單元輸出的採樣電流進行轉換，以輸出均值電流；該雙模切換單元根據該乙太網供電埠之標準類型控制器輸出的乙太網供電埠標準類型指示信號以調整該微積分單元輸出的均值電流。

優選地，該均值轉換單元還包括溫度補償單元，該均值轉換單元對該採樣單元輸出的採樣電流進行轉換並輸出均值電流的步驟還包括：該溫度補償單元根據環境溫度調整該微積分單元輸出的均值電流。

優選地，該電流調節單元還包括回授單元，該電壓轉換單元根據該比較單元輸出的比較信號調節該乙太網供電埠的輸出電流的步驟包括：該回授單元根據該比較單元輸出的比較信號輸出回授信號；該電壓轉換單元根據該回授單元輸出的回授信號調節該乙太網供電埠的輸出電流。

本發明實施方式提供一種電流調節電路，用於將複數乙太網供電埠並聯以驅動終端設備，該電流調節電路包括複數電流調節單元，該等電流調節單元與該等乙太網埠一一對應，每一電流調節單元用於調節對應乙太網供電埠的輸出電流，每一電流調節單元包括採樣單元、模數轉換器、微控制單元、電壓轉換單元。採樣單元用於電性連接對應乙太網供電埠，用於根據該乙太網供電埠的輸出電流輸出採樣電流。模數轉換器用於電性連接該採樣單元， 用於將該採樣單元輸出的採樣電流轉換成數位電流信號。微控制單元用於電性連接該模數轉換器，用於將該模數轉換器輸出的數位電流信號轉換為均值電流，並對該均值電流進行綜合轉換以得到參考電流信號，後比較該均值電流與該參考電流信號以輸出比較信號。電壓轉換單元用於電性連接該微控制單元及該採樣單元，用於根據該微控制單元輸出的比較信號調節該乙太網供電埠的輸出電流。

優選地，該微控制單元還根據該乙太網供電埠之標準類型控制器輸出的乙太網供電埠標準類型指示信號調整該均值電流。

優選地，該電流調節單元還包括溫度檢測單元，用於電性連接該模數轉換器，用於將環境溫度信號轉換為電信號並傳送至該模數轉換器，該微控制單元還用於根據該環境溫度信號調整該均值電流。

本發明實施方式提供一種乙太網供電系統，包括複數乙太網供電埠、終端設備及電流調節電路。該電流調節電路包括複數電流調節單元，該等電流調節單元與該等乙太網埠一一對應，每一電流調節單元用於調節對應乙太網供電埠的輸出電流，每一電流調節單元包括採樣單元、模數轉換器、微控制單元、電壓轉換單元。採樣單元用於電性連接對應乙太網供電埠，用於根據該乙太網供電埠的輸出電流輸出採樣電流。模數轉換器用於電性連接該採樣單元，用於將該採樣單元輸出的採樣電流轉換成數位電流信號。微控制單元用於電性連接該模數轉換器，用於將該模數轉換器輸出的數位電流信號轉換為均值電流，並對該均值電流進行綜合轉換以得到參考電流信號，後比較該均值電流與該參考電流信號以 輸出比較信號。電壓轉換單元用於電性連接該微控制單元及該採樣單元，用於根據該微控制單元輸出的比較信號調節該乙太網供電埠的輸出電流。

優選地，該乙太網供電系統還包括或閘二極體，該或閘二極體包括輸入端、輸出端，該輸入端電性連接於該等電流調節單元，該輸出端電性連接於該終端設備，用於將該等電流調節單元輸出電流彙集，以對終端設備供電。

本發明實施方式提供一種乙太網供電方法，用於乙太網供電系統中，用於將複數乙太網供電埠並聯以驅動終端設備，該乙太網供電系統包括複數電流調節單元，每一該電流調節單元均包括採樣單元、模數轉換器、微控制單元、電壓轉換單元，該乙太網供電方法包括：該採樣單元根據該乙太網供電埠的輸出電流輸出採樣電流；該模數轉換器將該採樣單元輸出的採樣電流轉換成數位電流信號；該微控制單元將該模數轉換器輸出的數位電流信號轉換為均值電流，並對該均值電流進行綜合轉換以得到參考電流信號，後比較該均值電流與該參考電流信號以輸出比較信號；該電壓轉換單元根據該微控制單元輸出的比較信號調節該乙太網供電埠的輸出電流。

優選地，該微控制單元將該模數轉換器輸出的數位電流信號轉換為均值電流的步驟包括：該微控制單元將該模數轉換器輸出的數位電流信號轉換為均值電流並根據該乙太網供電埠之標準類型控制器輸出的乙太網供電埠標準類型指示信號調整該均值電流。

優選地，該電流調節單元還包括溫度檢測單元，該微控制單元將該模數轉換器輸出的數位電流信號轉換為均值電流的步驟包括： 該微控制單元將該模數轉換器輸出的數位電流信號轉換為均值電流並根據該溫度檢測單元輸出的環境溫度信號調整該均值電流。

上述電流調節電路、乙太網供電系統及方法藉由即時採樣並調整每一乙太網供電埠的輸出電流，達到並聯使用複數乙太網埠對終端設備供電時的最大功率輸出，滿足較大功率終端設備的功率需求。

10a、10b‧‧‧乙太網供電埠

10aa、10bb‧‧‧標準類型控制器

20‧‧‧電流調節電路

20a、20b、20c、20d‧‧‧電流調節單元

30‧‧‧終端設備

201a、201b‧‧‧採樣單元

202a、202b‧‧‧均值轉換單元

203a、203b‧‧‧電流綜合單元

204a、204b‧‧‧比較單元

205a、205b‧‧‧回授單元

206a、206b‧‧‧電壓轉換單元

207a、207b‧‧‧隔離單元

208a、208b‧‧‧模數轉換器

209a、209b‧‧‧微控制單元

210a、210b‧‧‧溫度檢測單元

22‧‧‧或閘二極體

R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13‧‧‧第一至第十三電阻

D1、D2、D3、D4‧‧‧第一至第四二極體

Q1‧‧‧感應線圈

Q2‧‧‧光耦感測器

Q3‧‧‧電子開關元件

C1、C2、C3、C4、C5‧‧‧第一至第五電容

RT1、RT2‧‧‧第一至第二熱敏電阻

T1‧‧‧變壓器

U1‧‧‧比較器

U2‧‧‧脈衝寬度調製控制器

圖1為本發明一實施方式中電流調節電路與乙太網供電系統的模組圖。

圖2為本發明一實施方式中乙太網供電系統的另一模組圖。

圖3為本發明一實施方式中乙太網供電系統的電路圖。

圖4為本發明一實施方式中乙太網供電系統的又一模組圖。

圖5為本發明一實施方式中乙太網供電方法的流程圖。

圖6為本發明一實施方式中乙太網供電方法的另一流程圖。

圖7為本發明一實施方式中乙太網供電方法的又一流程圖。

圖1為本發明電流調節電路20與乙太網供電系統一實施方式的模組圖。在本實施方式中，乙太網供電系統包括複數乙太網供電埠10a、10b(在本實施方式中，僅以兩個為例，但是不以兩個為限，可以包含小於或大於兩個乙太網供電埠)，電流調節電路20及終端設備30，實現利用複數乙太網供電埠10a、10b並聯連接對終端設備30供電。在本實施方式中，乙太網供電埠10a、10b系藉由 不同長度或不同阻抗的電線對應連接至供電端設備(Power Sourcing Equipment，PSE)的埠，電流調節電路20包括複數電流調節單元20a、20b，每一電流調節單元20a、20b一一對應電性連接於每一乙太網供電埠10a、10b，換言之，電流調節單元20a、20b的數量與乙太網供電埠10a、10b的數量相等。在其他的實施方式中，乙太網供電埠10a、10b及電流調節電路20也可設在終端設備30中。

圖2詳解了本發明另一實施方式中複數電流調節單元20a、20b的模組圖。在本實施方式中，終端設備30的輸入電流等於每一電流調節單元20a、20b輸出電流之和。在本實施方式中，每一電流調節單元20a、20b之間的電路圖與工作原理相似。故以下將以電流調節單元20a做詳細介紹。

電流調節單元20a包括採樣單元201a、均值轉換單元202a、電流綜合單元203a、比較單元204a、電壓轉換單元206a。採樣單元201a與乙太網供電埠10a電性連接，根據乙太網供電埠10a的輸出電流輸出採樣電流。均值轉換單元202a與採樣單元201a電性連接，對採樣單元201a輸出的採樣電流進行轉換並輸出均值電流。電流綜合單元203a與均值轉換單元202a電性連接，用於接收參考電流信號。比較單元204a與均值轉換單元202a及電流綜合單元203a電性連接，藉由比較均值轉換單元202a輸出的均值電流與電流綜合單元203a輸出的參考電流信號並輸出比較信號。電壓轉換單元206a與比較單元204a及採樣單元201a電性連接，根據比較單元204a輸出的比較信號調節乙太網供電埠10a的輸出電流。

作為本發明一實施方式的進一步改進，電流調節單元20a還包括 回授單元205a，電性連接於比較單元204a與電壓轉換單元206a之間，根據比較單元204a輸出的比較信號輸出回授信號。電壓轉換單元206a還用於根據回授單元205a輸出的回授信號調節乙太網供電埠10a的輸出電流。

作為本發明一實施方式的進一步改進，電流調節單元20a還包括隔離單元207a，電性連接於均值轉換單元202a與比較單元204a之間，用於隔離均值轉換單元202a輸出的均值電流與電流綜合單元203a輸出的參考電流信號，避免兩者之間互相影響。

作為本發明一實施方式的進一步改進，乙太網供電系統還包括或閘二極體22，包括輸入端、輸出端。或閘二極體22的輸入端電性連接於複數電流調節單元20a、20b，或閘二極體22的輸出端電性連接於終端設備30。複數電流調節單元20a、20b藉由或閘二極體22實現將所輸出之電流彙集並對終端設備30供電。

圖3詳解了本發明一實施方式中電流調節電路20的電路圖。在本實施方式中，電流調節電路20包括複數電流調節單元20a、20b，每一電流調節單元20a、20b之間的電路圖與工作原理相似。故以下將以電流調節單元20a做詳細介紹。採樣單元201a包括第一電容C1、第二電容C2、感應線圈Q1。感應線圈Q1包括第一線圈、第二線圈。第一線圈為感應線圈Q1的輸入端，第二線圈為感應線圈Q1的輸出端。第一線圈的第一端電性連接於乙太網供電埠10a，第二端電性連接於電壓轉換單元206a。第二線圈的第一端電性連接於均值轉換單元202a，第二端接地。第一電容C1一端電性連接於乙太網供電埠10a與感應線圈Q1的第一線圈的第一端，另一端接地。第二電容C2一端電性連接於感應線圈Q1的第一線圈的第二 端與電壓轉換單元206a，另一端接地。第一電容C1、第二電容C2用於對乙太網供電埠10a輸出電流進行濾波。感應線圈Q1對乙太網供電埠10a輸出電流進行採樣並傳送至均值轉換單元202a。

需要注意的是，可以依照實際情況調整採樣電流與乙太網供電埠10a輸出電流的比例大小，也即藉由調整第一線圈與第二線圈的匝數比來調整採樣單元201a輸出的採樣電流與乙太網供電埠10a輸出電流的比例大小。在本發明的其他實施方式中，也可用採樣電阻替代感應線圈Q1進行電流採樣，同時採樣單元201a即使省略第一電容C1和/或第二電容C2也可以正常工作。

均值轉換單元202a包括第二二極體D2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一熱敏電阻RT1、第二熱敏電阻RT2、光耦感測器Q2、第三電容C3。第一電阻R1一端電性連接於採樣單元201a，另一端電性連接於隔離單元207a。第二二極體D2正極電性連接於採樣單元201a，負極電性連接於第一電阻R1的一端。第二電阻R2一端電性連接於第一電阻R1的另一端，另一端接地。第一熱敏電阻RT1與第一電阻R1並聯。第二熱敏電阻RT2與第二電阻R2並聯。光耦感測器Q2包括輸入端、輸出端，光耦感測器Q2輸入端為發射部，內包含有發光二極體，光耦感測器Q2輸出端為接收部，內包含有光電三極管，光耦感測器Q2輸入端與輸出端藉由光進行耦合，藉由把光強度的變化轉換成電信號的變化來實現信號的傳送。光耦感測器Q2的兩個輸入端與乙太網供電埠10a之標準類型控制器10aa電性連接，光耦感測器Q2的第一輸出端電性連接於第三電阻R3，第二輸出端接地。第三電阻R3電性連接於第一電阻R1與光耦感測器Q2的第一輸出端之間。第三電容C3一端電性連接於隔離 單元207a，另一端接地。第一電阻R1、第二電阻R2及第三電容C3構成微積分單元，將採樣單元201a採樣並輸出的交流電流經過微積分運算轉換為均值電流並輸出。第三電阻R3與光耦感測器Q2構成雙模調節單元，根據不同的乙太網供電埠10a之標準類型來調整微積分單元輸出的均值電流，乙太網供電埠10a之標準類型控制器10aa對太網供電埠10a輸出進行IEEE802.3AT/AF(Institute of Electrical and Electronics Engineers，美國電氣及電子工程師學會)模式切換，在本實施方式中，乙太網供電埠10a為IEEE802.3AT模式時，乙太網供電埠10a之標準類型控制器10aa控制光耦感測器Q2處於導通狀態，乙太網供電埠10a為IEEE802.3AF模式時，乙太網供電埠10a之標準類型控制器10aa控制光耦感測器Q2處於截止狀態。第一熱敏電阻RT1、第二熱敏電阻RT2構成溫度補償單元，藉由偵測環境溫度來調整第一熱敏電阻RT1、第二熱敏電阻RT2的阻值，從而調整微積分單元輸出的均值電流，即實現藉由環境溫度來調整微積分單元輸出的均值電流，減小因溫度過高造成微積分單元轉換的偏移誤差。

隔離單元207a為第一二極體D1，第一二極體D1正極電性連接於均值轉換單元202a，負極電性連接於電流綜合單元203a及比較單元204a。藉由設置隔離單元207a，比較單元204a可正確比較均值轉換單元202a輸出的均值電流與電流綜合單元203a輸出的參考電流信號，避免均值轉換單元202a輸出的均值電流與電流綜合單元203a的輸出的參考電流相互間產生影響。

電流綜合單元203a包括第四電容C4、第八電阻R8、第九電阻R9。第八電阻一端電性連接於第一二極體D1的負極，另一端電性連接 於比較單元204a。第九電阻R9一端電性連接於第八電阻的另一端，另一端電性連接於電流調節單元20b。第四電容C4一端電性連接於第九電阻R9的另一端，另一端接地。第四電容C4、第八電阻R8、第九電阻R9構成轉換電路，用於將均值轉換單元202a輸出的均值電流及電流調節單元20b中的均值轉換單元202b輸出的均值電流進行綜合轉換以輸出參考電流信號並傳送至比較單元204a。藉由調節第八電阻R8、第九電阻R9的阻值可以調節均值轉換單元202a輸出的均值電流與電流綜合單元203a輸出的參考電流信號之間相差的閾值，使比較單元204a輸出比較信號。例如，可以藉由不同需求或設計具體設置第八電阻R8、第九電阻R9的阻值，使均值電流與參考電流信號之間相差值大於或等於0.5時，比較單元204a輸出比較信號，否則比較單元204a無比較信號輸出。

需要注意的是，由於在本實施方式中是以兩個乙太網供電埠10a、10b為例，故，對應的電流綜合單元203a、203b亦為兩個，每一電流綜合單元203a、203b亦電性連接在一起，實現每一乙太網供電埠10a、10b輸出電流與複數乙太網供電埠10a、10b輸出電流的最大值做比較。對於三個或三個以上的乙太網供電埠，電流綜合單元203a、203b亦電性連接在一起，故此處不再詳述。

比較單元204a包括比較器U1、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7。比較器U1包括正向輸入端、反向輸入端及輸出端，比較器U1輸出端經由回授單元205a電性連接於電壓轉換單元206a。第四電阻R4一端電性連接於第一二極體D1的負極，另一端電性連接於比較器U1的正向輸入端。第五電阻R5一端電性連接於第四電阻R4的另一端，另一端接地。第六電阻R6一端電性連 接於第八電阻R8與第九電阻R9的公共節點，另一端電性連接於比較器U1的反向輸入端。第七電阻R7電性連接於比較器U1的反向輸入端與地之間。第四電阻R4與第六電阻R6的阻值相等，第五電阻R5與第七電阻R7的阻值相等。當均值轉換單元202a輸出的均值電流大於電流綜合單元203a輸出的參考電流信號，比較器U1輸出高電平信號，否則輸出低電平信號。在本實施方式中，藉由比較單元204a來實現乙太網供電埠10a與複數乙太網供電埠10a、10b的輸出電流進行比較並得出比較結果。

回授單元205a包括第三二極體D3、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12。第三二極體D3正極電性連接於第十電阻R10，負極電性連接於比較器U1輸出端。第十電阻R10一端電性連接於第三二極體D3正極，另一端電性連接於電壓轉換單元206a。第十一電阻R11一端電性連接於電壓轉換單元206a，另一端電性連接於第十電阻R10的另一端。第十二電阻R12一端電性連接於第十一電阻R11的另一端，另一端接地。當比較器U1輸出高電平時，第十二電阻R12一端的電壓為第一固定值，當比較器U1輸出低電平時，由於第三二極體D3負極電性連接於比較器U1，正極藉由第十電阻R10與第十二電阻R12一端電性連接，第十電阻R10與第十二電阻R12轉變成並聯關係，此時第十二電阻R12一端的電壓轉變為第二固定值。藉由第十二電阻R12一端的電壓值變化形成回授信號並傳送至電壓轉換單元206a。

電壓轉換單元206a包括脈衝寬度調製控制器U2、變壓器T1、電子開關元件Q3、第五電容C5、第四二極體D4、第十三電阻R13。脈衝寬度調製控制器U2根據回授單元205a輸出的回授信號輸出脈衝 寬度調製信號，以調節電壓轉換單元206a的輸入電壓，以調節乙太網供電埠10a的輸出電流。變壓器T1輸入端電性連接於採樣單元201a與地之間，輸出端包括高壓端、低壓端。電子開關元件Q3包括控制極、第一電極、第二電極，電子開關元件Q3控制極電性連接於脈衝寬度調製控制器U2，電子開關元件Q3第一電極電性連接於變壓器T1的輸入端，電子開關元件Q3第二電極接地。第五電容C5一端電性連接於變壓器T1輸出端的高壓端，另一端電性連接於變壓器T1輸出端的低壓端。第四二極體D4正極電性連接於變壓器T1輸出端的高壓端，負極電性連接於第五電容C5的一端。第十三電阻R13與第五電容C5並聯連接。在本實施方式中，藉由比較器U1輸出的比較信號來改變第十二電阻R12一端的電壓值，進而脈衝寬度調製控制器U2藉由偵測第十二電阻R12一端的電壓值變化來產生脈衝寬度調製信號，控制電子開關元件Q3的導通與閉合，從而調節變壓器T1輸入端的電壓，從而調節乙太網供電埠10a的輸出電流。第四二極體D4與第五電容C5構成整流濾波電路，對變壓器T1輸出的電壓進行整流濾波並藉由或閘二極體22給終端設備30供電。電子開關元件Q3可為場效應管，也可為晶體三極管。或閘二極體22也可用其他的或門電路來替代實現電流信號的疊加。

需要注意的是，由於在本實施方式中是以兩個乙太網埠10a、10b為例，對於三個或三個以上的乙太網供電埠10a、10b，每一乙太網供電埠10a、10b對應電性連接的比較單元204a、204b所比較的電流信號為該乙太網供電埠10a/10b輸出的電流信號與所有乙太網供電埠10a、10b輸出的電流信號的最大值。換言之，每一乙太網供電埠10a、10b的輸出電流與所有的乙太網供電埠10a、10b的 輸出電流的最大值做比較，從而使輸出電流最大的乙太網供電埠10a、10b對應的回授單元205a、205b無回授信號輸出，進而對應的電壓轉換單元206a、206b輸入端無電壓調節，從而使其輸出電流保持不變。而其餘的乙太網供電埠10a、10b與之相反，藉由調節對應電性連接的電壓轉換單元206a、206b輸入端的電壓，從而調節該些乙太網供電埠10a、10b的輸出電流，以使每一乙太網供電埠10a、10b的輸出電流相等，實現並聯使用複數乙太網埠10a、10b對終端設備30供電時的最大功率輸出。

電流調節電路20藉由複數電流調節單元20a、20b對複數乙太網供電埠10a、10b間的輸出電流進行採樣與比較得出最大值，保持最大值的乙太網埠10a、10b輸出電流不變，調節其餘的乙太網埠10a、10b的輸出電流，使每一乙太網供電埠10a、10b的輸出電流相等。

圖4為本發明又一實施方式中複數電流調節單元20c、20d的模組圖。在本實施方式中，每一電流調節單元20c、20d之間的電路圖與工作原理完全相似。故以下將以電流調節單元20c做詳細介紹。電流調節單元20c包括採樣單元201a、電壓轉換單元206a、模數轉換器208a、微控制單元209a、溫度檢測單元210a。在本實施方式中，採樣單元201a及電壓轉換單元206a與圖2中的採樣單元201a及電壓轉換單元206a相似，因此不再詳述。模數轉換器208a將採樣單元201a輸出的採樣電流轉換成數位電流信號，以使微控制單元209a能夠讀取採樣單元201a輸出的採樣電流。微控制單元209a將模數轉換器208a輸出的數位電流信號轉換為均值電流，並對均值電流進行綜合轉換以得到參考電流信號，然後比較均值電 流與參考電流信號以輸出比較信號並傳送至電壓轉換單元206a。

作為本發明的進一步改進，微控制單元209a還根據乙太網供電埠10a之標準類型控制器10aa輸出的乙太網供電埠標準類型指示信號調整均值電流。

作為本發明的進一步改進，電流調節單元20c還包括溫度檢測單元210a，電性連接於模數轉換器208a，溫度檢測單元210a將檢測到的環境溫度信號轉換為電信號並傳送至模數轉換器208a，微控制單元209a還用於根據轉換後的環境溫度信號調整均值電流。溫度檢測單元210a可以為常用的將溫度信號轉換為電信號的溫度檢測技術，如：熱敏電阻，因此不再詳述。

作為本發明一實施方式的進一步改進，乙太網供電系統還包括或閘二極體22，包括輸入端、輸出端。或閘二極體22的輸入端電性連接於複數電流調節單元20c、20d，或閘二極體22的輸出端電性連接於終端設備30。複數電流調節單元20c、20d藉由或閘二極體22實現將所輸出之電流彙集並對終端設備30供電。

圖5為本發明一實施方式中乙太網供電方法的流程圖。首先，在步驟S5000中，採樣單元201a根據乙太網供電埠10a的輸出電流進行採樣並輸出採樣電流。在步驟S5001中，均值轉換單元202a對採樣單元201a輸出的採樣電流進行轉換以輸出均值電流。在步驟S5002中，電流綜合單元203a對均值轉換單元202a輸出的均值電流進行綜合轉換以輸出參考電流信號。在步驟S5003中，比較單元204a比較均值轉換單元202a輸出的均值電流與電流綜合單元203a輸出的參考電流信號並根據比較結果輸出比較信號。在步驟S5004中，電壓轉換單元206a根據比較單元204a輸出的比較信號 來調節乙太網供電埠的輸出電流。

圖6為本發明另一實施方式中乙太網供電方法的流程圖。本實施方式流程圖中的步驟S6000、S6002、S6003與圖5中流程圖的步驟S5000、S5002、S5003一一對應相似，因而不再詳述。在步驟S60010中，微積分單元(由圖3中第一電阻R1、第二電阻R2及第三電容C3構成)對採樣單元201a輸出的採樣電流進行轉換，以輸出均值電流。在步驟S60012中，雙模切換單元根據乙太網供電埠10a之標準類型控制器10aa輸出的乙太網供電埠標準類型指示信號來調整微積分單元輸出的均值電流。在步驟S60014中，溫度補償單元(由圖3中第一熱敏電阻RT1與第二熱敏電阻RT2構成)根據環境溫度來調整微積分單元輸出的均值電流。在步驟S60040中，回授單元205a根據比較單元204a輸出的比較信號輸出回授信號。在步驟S60042中，電壓轉換單元206a根據回授單元205a輸出的回授信號來調節乙太網供電埠的輸出電流。

圖7為本發明又一實施方式中乙太網供電方法的流程圖。在本實施方式流程圖中的步驟S7000、S7006與圖5中流程圖步驟S5000、S5004一一對應相似，因而不再詳述。在步驟S7001中，模數轉換器208a將採樣單元201a輸出的採樣電流轉換成數位電流信號。在步驟S7002中，微控制單元209a將模數轉換器208a輸出的數位電流信號轉換為均值電流，在步驟S7003中，微控制單元209a根據乙太網供電埠10a之標準類型控制器10aa輸出的乙太網供電埠標準類型指示信號調整均值電流。在步驟S7004中，微控制單元209a根據溫度檢測單元210a輸出的環境溫度信號調整均值電流。在步驟S7005中，微控制單元209a對均值電流進行綜合轉換並得 到參考電流信號，最後再比較均值電流與參考電流信號以輸出比較結果的比較信號。

上述電流調節電路、乙太網供電系統及方法藉由即時採樣並調整每一乙太網供電埠的輸出電流，達到並聯使用複數乙太網埠對終端設備供電時的最大功率輸出，滿足較大功率終端設備的功率需求。

10a、10b‧‧‧乙太網供電埠

20a、20b‧‧‧電流調節單元

201a、201b‧‧‧採樣單元

202a、202b‧‧‧均值轉換單元

203a、203b‧‧‧電流綜合單元

204a、204b‧‧‧比較單元

205a、205b‧‧‧回授單元

206a、206b‧‧‧電壓轉換單元

207a、207b‧‧‧隔離單元

22‧‧‧或閘二極體

30‧‧‧終端設備

Claims (29)

1. 一種電流調節電路，用於將複數乙太網供電埠並聯以驅動終端設備，該電流調節電路包括複數電流調節單元，該等電流調節單元與該等乙太網埠一一對應，每一電流調節單元用於調節對應乙太網供電埠的輸出電流，每一電流調節單元包括：採樣單元，用於電性連接對應乙太網供電埠，用於根據該乙太網供電埠的輸出電流輸出採樣電流；均值轉換單元，用於電性連接該採樣單元，用於對該採樣單元輸出的採樣電流進行轉換並輸出均值電流；電流綜合單元，用於電性連接該均值轉換單元，用於對該均值轉換單元輸出的均值電流進行綜合轉換並輸出參考電流信號，比較單元，用於電性連接該均值轉換單元及該電流綜合單元，用於比較該均值轉換單元輸出的均值電流與該電流綜合單元輸出的參考電流信號並輸出比較信號；及電壓轉換單元，用於電性連接該比較單元及該採樣單元，用於根據該比較單元輸出的比較信號調節該乙太網供電埠的輸出電流。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電流調節電路，其中該電流調節單元還包括回授單元，用於電性連接於該比較單元與該電壓轉換單元之間，用於根據該比較單元輸出的比較信號輸出回授信號，該電壓轉換單元還用於根據該回授信號調節該乙太網供電埠的輸出電流。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電流調節電路，其中該回授單元包括：第一二極體，負極電性連接於該比較單元；第一電阻，一端電性連接於該第一二極體的正極，另一端電性連接於該 電壓轉換單元的第一端；第二電阻，一端電性連接於該電壓轉換單元的第二端，另一端電性連接於該第一電阻於該電壓轉換單元的公共端；及第三電阻，一端電性連接於該第一電阻與該第二電阻的公共端，另一端接地。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電流調節電路，其中該電流調節單元還包括隔離單元，該隔離單元電性連接於該均值轉換單元與該比較單元之間，用於隔離該均值轉換單元輸出的均值電流與該電流綜合單元輸出的參考電流信號。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電流調節電路，其中該隔離單元為第一二極體，該第一二極體正極電性連接於該均值轉換單元，負極電性連接於該比較單元。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電流調節電路，其中該採樣單元包括：感應線圈，輸入端電性連接於該乙太網供電埠與該電壓轉換單元之間，輸出端電性連接於該均值轉換單元；第一電容，一端電性連接於該乙太網供電埠與感應線圈之間，另一端接地；及第二電容，一端電性連接於該感應線圈與該電壓轉換單元之間，另一端接地。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電流調節電路，其中該乙太網供電埠包括標準類型控制器，該均值轉換單元包括：微積分單元，用於電性連接該採樣單元及該比較單元，用於對該採樣單元輸出的採樣電流進行轉換，以輸出均值電流；及雙模切換單元，用於電性連接該微積分單元及該乙太網供電埠之標準類型控制器，用於根據該乙太網供電埠之標準類型控制器輸出的乙太網供 電埠標準類型指示信號以調整該微積分單元輸出的均值電流。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電流調節電路，其中該微積分單元包括：第一電阻，一端電性連接於該採樣單元，另一端電性連接於該比較單元；第二電阻，一端電性連接於該第一電阻的另一端，另一端接地；及第一電容，一端電性連接於該第一電阻的另一端，另一端接地；其中該雙模切換單元包括：光耦感測器，輸入端電性連接於該乙太網供電埠之標準類型控制器，輸出端電性連接於該第一電阻的另一端與地之間；及第三電阻，電性連接於該光耦感測器輸出端與該第一電阻的另一端之間。
9. 如申請專利範圍第7項所述之電流調節電路，其中該均值轉換單元還包括溫度補償單元，用於電性連接該微積分單元，用於根據環境溫度調整該微積分單元輸出的均值電流。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電流調節電路，其中該溫度補償單元包括第一溫度補償單元、第二溫度補償單元，該第一溫度補償單元為第一熱敏電阻，該第二溫度補償單元為第二熱敏電阻。
11. 如申請專利範圍第7項所述之電流調節電路，其中該均值轉換單元還包括整流單元，用於電性連接於該採樣單元及該微積分單元之間，用於對該採樣單元輸出的採樣電流進行整流。
12. 如申請專利範圍第11項所述之電流調節電路，其中該整流單元為第一二極體，該第一二極體正極電性連接於該採樣單元，負極電性連接於該微積分單元。
13. 如申請專利範圍第1項所述之電流調節電路，其中該比較單元包括：比較器，包括正向輸入端、反向輸入端及輸出端，該比較器輸出端電性 連接於該電壓轉換單元；第一電阻，一端電性連接於該均值轉換單元，另一端電性連接於該比較器的正向輸入端；第二電阻，一端電性連接於該第一電阻的另一端，另一端接地；第三電阻，一端電性連接於該電流綜合單元，另一端電性連接於該比較的反向輸入端；第四電阻，一端電性連接於該第三電阻的另一端，另一端接地。
14. 如申請專利範圍第1項所述之電流調節電路，其中該電流綜合單元包括：第一電阻，一端電性連接於該均值轉換單元，另一端電性連接於該比較單元；第二電阻，一端電性連接於該第一電阻與該比較單元的公共端；及第一電容，一端電性連接於該第二電阻的另一端，另一端接地。
15. 如申請專利範圍第1項所述之電流調節電路，其中該電壓轉換單元包括：脈衝寬度調製控制器，用於根據該比較單元輸出的比較信號輸出脈衝寬度調製信號，以調節該電壓轉換單元的輸入電壓，以調節該乙太網供電埠的輸出電流；變壓器，輸入端電性連接於該採樣單元與地之間，輸出端包括高壓端、低壓端；電子開關元件，包括控制極、第一電極、第二電極，該控制極電性連接於該脈衝寬度調製控制器，該第一電極電性連接於該變壓器的輸入端，該第二電極接地；第一電容，一端電性連接於該變壓器輸出端的高壓端，另一端電性連接於該變壓器輸出端的低壓端；第一二極體，正極電性連接於該變壓器輸出端的高壓端，負極電性連接於該第一電容的一端； 第一電阻，與該第一電容並聯連接。
16. 一種乙太網供電系統，包括：複數乙太網供電埠；終端設備；及如申請專利範圍第1-15任一項所述之電流調節電路。
17. 如申請專利範圍第16項所述之乙太網供電系統，更包括或閘二極體，該或閘二極體包括輸入端、輸出端，該輸入端電性連接於該等電流調節單元，該輸出端電性連接於該終端設備，用於將該等電流調節單元輸出電流彙集，以對該終端設備供電。
18. 一種乙太網供電方法，用於乙太網供電系統中，用於將複數乙太網供電埠並聯以驅動終端設備，該乙太網供電系統包括複數電流調節單元，每一該電流調節單元均包括採樣單元、均值轉換單元、電流綜合單元、比較單元、電壓轉換單元，該乙太網供電方法包括：該採樣單元根據該乙太網供電埠的輸出電流輸出採樣電流：該均值轉換單元對該採樣單元輸出的採樣電流進行轉換並輸出均值電流；該電流綜合單元對該均值轉換單元輸出的均值電流進行綜合轉換並輸出參考電流信號；該比較單元比較該均值轉換單元輸出的均值電流與該電流綜合單元輸出的參考電流信號並輸出比較信號；及該電壓轉換單元根據該比較單元輸出的比較信號調節該乙太網供電埠的輸出電流。
19. 如申請專利範圍第18項所述之乙太網供電方法，其中該均值轉換單元包括微積分單元、雙模切換單元，該均值轉換單元對該採樣單元輸出的採樣電流進行轉換並輸出均值電流的步驟包括：該微積分單元對該採樣單 元輸出的採樣電流進行轉換，以輸出均值電流；該雙模切換單元根據該乙太網供電埠之標準類型控制器輸出的乙太網供電埠標準類型指示信號調整該微積分單元輸出的均值電流。
20. 如申請專利範圍第19項所述之乙太網供電方法，其中該均值轉換單元還包括溫度補償單元，該均值轉換單元對該採樣單元輸出的採樣電流進行轉換並輸出均值電流的步驟還包括：該溫度補償單元根據環境溫度調整該微積分單元輸出的均值電流。
21. 如申請專利範圍第18項所述之乙太網供電方法，其中該電流調節單元還包括回授單元，該電壓轉換單元根據該比較單元輸出的比較信號調節該乙太網供電埠的輸出電流的步驟包括：該回授單元根據該比較單元輸出的比較信號輸出回授信號；該電壓轉換單元根據該回授單元輸出的回授信號調節該乙太網供電埠的輸出電流。
22. 一種電流調節電路，用於將複數乙太網供電埠並聯以驅動終端設備，該電流調節電路包括複數電流調節單元，該等電流調節單元與該等乙太網埠一一對應，每一電流調節單元用於調節對應乙太網供電埠的輸出電流，每一電流調節單元包括：採樣單元，用於電性連接對應乙太網供電埠，用於根據該乙太網供電埠的輸出電流輸出採樣電流；模數轉換器，用於電性連接該採樣單元，用於將該採樣單元輸出的採樣電流轉換成數位電流信號；微控制單元，用於電性連接該模數轉換器，用於將該模數轉換器輸出的數位電流信號轉換為均值電流，並對該均值電流進行綜合轉換以得到參考電流信號，然後比較該均值電流與該參考電流信號以輸出比較信號；電壓轉換單元，用於電性連接該微控制單元及該採樣單元，用於根據該微控制單元輸出的比較信號調節該乙太網供電埠的輸出電流。
23. 如申請專利範圍第22項所述之電流調節電路，其中該微控制單元還根據該乙太網供電埠之標準類型控制器輸出的乙太網供電埠標準類型指示信號調整該均值電流。
24. 如申請專利範圍第22項所述之電流調節電路，其中該電流調節單元還包括溫度檢測單元，用於電性連接該模數轉換器，用於將環境溫度信號轉換為電信號並傳送至該模數轉換器，該微控制單元還用於根據該環境溫度信號調整該均值電流。
25. 一種乙太網供電系統，包括：複數乙太網供電埠；終端設備；及如申請專利範圍第22-24項中任一所述之電流調節電路。
26. 如申請專利範圍第25項所述之乙太網供電系統，更包括或閘二極體，該或閘二極體包括輸入端、輸出端，該輸入端電性連接於該等電流調節單元，該輸出端電性連接於該終端設備，用於將該等電流調節單元輸出電流彙集，以對該終端設備供電。
27. 一種乙太網供電方法，用於乙太網供電系統中，用於將複數乙太網供電埠並聯以驅動終端設備，該乙太網供電系統包括複數電流調節單元，每一該電流調節單元均包括採樣單元、模數轉換器、微控制單元、電壓轉換單元，其特徵在於，該乙太網供電方法包括：該採樣單元根據該乙太網供電埠的輸出電流輸出採樣電流；該模數轉換器將該採樣單元輸出的採樣電流轉換成數位電流信號；該微控制單元將該模數轉換器輸出的數位電流信號轉換為均值電流，並對該均值電流進行綜合轉換以得到參考電流信號，然後比較該均值電流與該參考電流信號以輸出比較信號；該電壓轉換單元根據該微控制單元輸出的比較信號調節該乙太網供電埠 的輸出電流。
28. 如申請專利範圍第27項所述之乙太網供電方法，其中該微控制單元將該模數轉換器輸出的數位電流信號轉換為均值電流的步驟包括：該微控制單元將該模數轉換器輸出的數位電流信號轉換為均值電流並根據該乙太網供電埠之標準類型控制器輸出的乙太網供電埠標準類型指示信號調整該均值電流。
29. 如申請專利範圍第27項所述之乙太網供電方法，其中該電流調節單元還包括溫度檢測單元，該微控制單元將該模數轉換器輸出的數位電流信號轉換為均值電流的步驟包括：該微控制單元將該模數轉換器輸出的數位電流信號轉換為均值電流並根據該溫度檢測單元輸出的環境溫度信號調整該均值電流。