TWM535909U - 防止PoC與PoE誤接之系統與裝置 - Google Patents

Description

防止PoC與PoE誤接之系統與裝置

本新型有關於一種供電系統，更詳而言之，其為一種防止PoC與PoE誤接之系統與裝置。

乙太網供電(Power over Ethernet；PoE)是一種可以在乙太網路中透過雙絞線來傳輸電力與資料到裝置上的技術。在與一些基于IP的終端傳輸數據信號的同時，PoE供電能為此類設備提供直流供電。PoE又分為供電端(Power Source Equipment；PSE)和受電端(Powered Device；PD)。標準PoE溝通方式係利用傳遞的高壓電進行位準變化，確認後端受電系統是否為受電端(PD)；若是，則供應電源。

纜線供電(Power over Cable；PoC)係有關於一種基於同軸纜綫的視頻、同軸控制、電源叠加的技術。在同軸電纜傳輸中即傳輸高清視頻信號、同軸信號又傳輸電源，即將高清視頻、同軸等信號與供電電源複合在一起，在一根同軸纜綫上傳輸。

PoE是通過CAT.5及以上的網綫，在差分綫上傳輸數位網絡信號的同時，給PD端進行供電。PoE供電方式通常有2種方式：第一種用到8芯網綫，利用4、5、6、7號空閑端進行電源傳輸，信號與電源是分開傳輸；第二種用到4芯網綫，即利用1、6數據端即傳輸電源也傳輸數位信號，實現信號與電源叠加傳輸。PoC採用單綫傳輸方式，只採用兩芯同軸綫纜架構更簡單。

PoE的方案是傳輸網絡數據，傳輸過程數位化、網絡化，且傳輸的可靠性好。PoE傳輸前需要將圖像數位化，成本比較高同時存在網絡延時，並且傳輸距離短，最大只有100米。PoC供電系統及電源傳輸可以節約可觀的成本，而且可以縮短施工時間，同時傳輸距離遠最大可達400米。PoE供電和PoC供電兩者技術都是實現視頻信號與電源信號同步傳輸。

PoE供電和PoC供電系統都具備自我檢測和匹配的功能。PoE系統先通過PSE供電端完成對受電端PD的匹配檢測，只有符合PoE供電標準的設備才能被通過匹配，進而開始供電。PoC系統通過檢測只有前端符合PoC標準的設備才能被匹配，如果受電端發生故障，或是綫纜損壞就會自動斷電，從而避免綫纜和設備造成損壞。

透過PoE這項技術可使包括網路電話、無線基地台、網路攝影機、集線器、電腦等裝置都能採用PoE供電。由於能藉由乙太網路獲得供電的電子裝置無需額外的電源插座就可使用，所以同時能省去配置電源線的時間，並使整個裝置系統的成本相對降低。目前全球均普遍採用RJ-45網路插座，因此各種PoE裝置都具備相容性。這項技術常常被跟同樣也是在同一條電纜上接收電源與資料(例如：類比資料)的傳統電話網路(Plain Old Telephone Service；POTS)來對照。PoE不需要更改乙太網路的纜線架構即可運作，所以採用PoE系統不但節省成本易於佈線安裝，還具備了遠程通電、斷電的能力。

在乙太網供電系統中，乙太網供電設備(PSE)用於對受電設備(PD)進行供電。在實際使用中，乙太網供電設備所包含的乙太網供電埠並沒有全部連接受電設備，而未使用的乙太網供電埠雖然處於休眠狀態，其對應的晶片及週邊電路仍然會消耗電力。

乙太網供電(PoE)允許例如互聯網協定(IP)電話、無線網路分享器(Access Point)以及安全網路攝影機的受電設備(PD)通過乙太網電纜接收電力和資料。在PoE網路中，供電設備(PSE)可以通過乙太網電纜連線至一個或多個受電設備(PD)。PSE能向一個或多個PD分配電力並通過乙太網電纜將電力傳輸至一個或多個PD。乙太網電纜包括四對線，每對線為用於差分信號的雙絞線。在某些PoE網路中，乙太網電纜中的四對線只有兩對用於將電力傳輸至一個或多個PD。然而，乙太網電纜中的四對線越來越普遍地用於將電力傳輸至一個或多個PD。通過應用兩對以上的線，PoE網路能支援更高的電流，同時使電纜損耗降低。

在PoE網路中將電力分配至一個或多個PD的過程中，PSE能確定電力損耗並由此預算一個或多個PD之間的電力分配。由於不能精確地確定電力損耗，PSE可能估算電力損耗並基於估算的電力損耗而停止向一個或多個PD傳輸電力以維持PoE網路的期望功率效率。在另一個例子中，PSE可能基於對 最壞情況而不精確地向一個或多個PD分配較少電力。在PoE網路中，乙太網電纜電阻是導致電力損耗的重要原因。這樣，PSE要估算乙太網電纜電阻以確定電力損耗。例如，時域反射計可以與每單位長度乙太網電纜的平均電阻一起用於估算乙太網電纜的電阻。

此外，若使用者在不知情的狀況下將PoE與PoC的供電端相互連接，會因為電位差的不同而導致元件有被燒毀疑慮。

為了改善上述缺點，本新型改進現有的供電系統，進一步提出一具有產業利用之新型；其將詳述於後。

本新型之目的在於提供一種防止PoC與PoE誤接之系統與裝置。

為達上揭以及其他目的，本新型提供一種防止PoC與PoE誤接之系統，包含：一訊號產生電路，用以產生一受電端電源格式之一偵測訊號；一訊號反饋電路，用以接收該偵測訊號，並回傳於一反饋訊號至一供電端；一訊號偵測電路，用以偵測該反饋訊號；一第一控制開關，耦接訊號偵測電路；以及一第二控制開關，耦接訊號反饋電路。

上述系統更包括一電源隔離電路與升壓電路，耦接第一控制開關；一第三控制開關，耦接電源隔離電路與升壓電路。

上述系統更包括一第一高壓電容耦接訊號產生電路，一第二高壓電容耦接訊號偵測電路。

上述系統更包括一電源隔離電路與降壓電路，耦接第二控制開關；一第四控制開關，耦接電源隔離電路與降壓電路。

上述系統更包括一第一高壓電容耦接訊號反饋電路，一第二高壓電容耦接訊號反饋電路。

其中訊號產生電路、訊號偵測電路與第一控制開關係配置於供電端之中，而訊號反饋電路與第二控制開關係配置於受電端之中。

上述系統更包括一第一變壓器與一第二變壓器，第一變壓器電性耦接第二變壓器，第一變壓器電性耦接一第一高壓電容與一第二高壓電容，第二變壓器電性耦接一第三高壓電容與一第四高壓電容。

此些優點及其他優點從以下較佳實施例之敘述及申請專利範圍將使讀者得以清楚了解本新型。

100‧‧‧第一變壓器(Transformer)

110‧‧‧偵測訊號產生電路

120‧‧‧訊號偵測電路

130‧‧‧高壓電容

140‧‧‧高壓電容

150‧‧‧控制開關

160‧‧‧控制開關

170‧‧‧電源隔離電路與升壓電路

200‧‧‧第二變壓器

210‧‧‧訊號反饋電路

220‧‧‧高壓電容

230‧‧‧高壓電容

240‧‧‧控制開關

250‧‧‧控制開關

260‧‧‧電源隔離電路與降壓電路

300‧‧‧第三變壓器

310‧‧‧PSE供電系統

320‧‧‧電源隔離電路

400‧‧‧第四變壓器

410‧‧‧PD受電系統

420‧‧‧電源隔離電路與降壓電路

如下所述之對本新型的詳細描述與實施例之示意圖，應使本新型更被充分地理解；然而，應可理解此僅限於作為理解本新型應用之參考，而非限制本新型於一特定實施例之中。

第一圖係顯示本新型之PoC供電搭配PoC受電之一示意圖。

第二圖係顯示本新型之PoC供電搭配PoE供電之一示意圖。

第三圖係顯示本新型之PoE供電搭配PoC受電之一示意圖。

第四圖係顯示本新型之PoC供電搭配PoE受電之一示意圖。

此處本新型將針對新型具體實施例及其觀點加以詳細描述，此類描述為解釋本新型之結構或步驟流程，其係供以說明之用而非用以限制本新型之申請專利範圍。因此，除說明書中之具體實施例與較佳實施例外，本新型亦可廣泛施行於其他不同的實施例中。以下藉由特定的具體實施例說明本新型之實施方式，熟悉此技術之人士可藉由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本新型之功效性與其優點。且本新型亦可藉由其他具體實施例加以運用及實施，本說明書所闡述之各項細節亦可基於不同需求而應用，且在不悖離本新型之精神下進行各種不同的修飾或變更。

說明書中所述一實施例指的是一特定被敘述與此實施例有關之特徵、方法或者特性被包含在至少一些實施例中。因此，一實施例或多個實施例之各態樣之實施不一定為相同實施例。此外，本新型有關之特徵、方法或者特性可以適當地結合於一或多個實施例之中。

本新型提供一種防止PoC誤接PoE而燒毀元件之方法。

如第一圖所示，其顯示本新型之PoC供電搭配PoC受電之一示意圖。在本實施例之結構中：(1)PoC供電端包括一第一變壓器(Transformer)100、一偵測訊號產生電路110、一訊號偵測電路120、一高壓電容130、一高壓電容140、一控制開關150、一控制開關160以及一電源隔離電路與升壓電路170；(2)P0C受電端包括一第二變壓器200、一訊號反饋電路210、一高壓電容220、一高壓電容230、一控制開關240、一控制開關250以及一電源隔離電路與降壓電路260。其中偵測訊號產生電路110係用以產生PoC受電端電源格式之一偵測訊號。高壓電容130電性耦接訊號產生電路110，而高壓電容140則電性耦接訊 號偵測電路120。電源隔離電路與升壓電路170電性耦接控制開關150與控制開關160。訊號偵測電路120電性耦接控制開關150與控制開關160。此外，電源隔離電路與降壓電路210電性耦接控制開關240與控制開關250。訊號反饋電路210電性耦接高壓電容220與高壓電容230。訊號反饋電路210電性耦接控制開關240與控制開關250。再者，第一變壓器100電性耦接第二變壓器200，而第一變壓器100電性耦接高壓電容130與高壓電容140，且第二變壓器200電性耦接高壓電容220與高壓電容230。其中訊號反饋電路210係用以接收偵測訊號產生電路110之偵測訊號，並回傳一反饋訊號至PoC供電端。訊號偵測電路120則用以偵測訊號反饋電路210所發出之反饋訊號。

眾所週知，變壓器是應用法拉第電磁感應定律而升高或降低電壓的裝置。因此，本實施例之PoC供電系統可以於第一變壓器100與第二變壓器200之間升降電壓。其供電步驟如下所述：首先，偵測訊號產生電路110發出一PoC受電端電源格式之訊號。此訊號之頻率型態決定此PoC供電端係供電給何種裝置或設備。因此，此訊號之格式、頻率、電壓係不定的，可以隨著PoC受電端之不同的元件、裝置或設備而有所調整或變動。例如，此訊號為交流電。偵測訊號產生電路110發出之訊號通過高壓電容130，再傳送至第一變壓器100。然後，訊號再從第一變壓器100傳送至第二變壓器200。接著，經由高壓電容220而傳送至訊號反饋電路210。此偵測訊號在訊號反饋電路210之中進行偵測，以驗證訊號之格式或頻率是否與PoC受電端所設定之訊號之格式或頻率一致。舉例而言，訊號反饋電路210為一濾波器，例如RLC電路。然後，訊號反饋電路210發出一反饋訊號，並開啟控制開關250。反饋訊號透過第一變壓器100，經由纜線101而傳送至第二變壓器200。之後，反饋訊號再經過高壓電容140而傳送至訊號偵測電路120。訊號偵測電路120偵測此反饋訊號。若反饋訊號之格式或頻率與偵測訊號產生電路110所發出之格式或頻率相同，則開啟控制開關160。接著，電源隔離電路與升壓電路170開啟控制開關150以進行電源或訊號的傳送，透過第一變壓器100再經由纜線101而將電源或訊號傳送至第二變壓器200。之後，開啟控制開關240，而將電源或訊號傳送至電源隔離電路與降壓電路260。此外，若反饋訊號之格式或頻率與偵測訊號產生電路110所發出之格式或頻率不相同，則不開啟控制開關160。亦即，PoC供電端不進行電源或訊號傳送。

一般高壓電容係指1kv以上的電容、或者10kv以上的電容。高壓電容例如為：高壓陶瓷電容、高壓薄膜電容或高壓聚丙乙烯電容。上述控制開關150、160、240、250包含繼電器、功率金氧半電晶體(Power MOSFET)、或其他具備開關功能之元件。繼電器係一電子控制元件，應用於自動控制電路中。舉例而言，繼電器之種類包括：電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器、壓力繼電器、電磁式繼電器、感應式繼電器、電動式繼電器、電子式繼電器、熱繼電器或光繼電器。

如第二圖所示，其顯示本新型之PoC供電搭配PoE供電之一示意圖。在本實施例之供電系統中：(1)PoC供電端包括一第一變壓器100、一偵測訊號產生電路110、一訊號偵測電路120、一高壓電容130、一高壓電容140、一控制開關150、一控制開關160以及一電源隔離電路與升壓電路170；(2)PoE供電端包括一第三變壓器300、一PSE供電系統310以及一電源隔離電路320。其中PoC供電端的元件之間的連接可以參考前面之敘述。而PSE供電系統310電性耦接第三變壓器300與電源隔離電路320。在本實施例之中，PoE供電端不包括訊號反饋電路，而無一反饋訊號可以讓訊號偵測電路120來判讀。換言之，在本實施例中，由於遠端的PoE供電系統沒有偵測訊號反饋架構，因此不會令近端的PoC供電系統之控制開關160打開。

如第三圖所示，其顯示本新型之PoE供電搭配PoC受電之一示意圖。在本實施例之供電系統中：(1)PoE供電端包括一第三變壓器300、一PSE供電系統310以及一電源隔離電路320；(2)PoC受電端包括一第二變壓器200、一訊號反饋電路210、一高壓電容220、一高壓電容230、一控制開關240、一控制開關250以及一電源隔離電路與降壓電路260。其中PoE供電端、PoC受電端的元件之間的連接可以參考前面之敘述。在本實施例之中，PoE供電端不包括偵測訊號產生電路與訊號偵測電路，因而並無提供一偵測訊號至PoC受電端。換言之，在本實施例中，由於遠端的PoC受電系統沒有接收到偵測訊號，因此不會將近端的PoE電源送入遠端的PoC供電系統。

如第四圖所示，其顯示本新型之PoC供電搭配PoE受電之一示意圖。在本實施例之供電系統中：(1)PoC供電端包括一第一變壓器100、一偵測訊號產生電路110、一訊號偵測電路120、一高壓電容130、一高壓電容140、一控制開關150、一控制開關160以及一電源隔離電路與升壓電路170；(2)PoE 受電端包括一第四變壓器400、一PD受電系統410以及一電源隔離電路與降壓電路420。其中PoC供電端的元件之間的連接可以參考前面之敘述。而PD受電系統410電性耦接第四變壓器400與電源隔離電路與降壓電路420。在本實施例之中，PoE受電系統不包括訊號反饋電路，而無一反饋訊號可以讓訊號偵測電路120來判讀。換言之，在本實施例中，由於遠端的PoE受電系統沒有偵測訊號反饋架構，因此不會令近端的PoC供電系統之控制開關160打開。

本新型可以有效地解決傳統的習知技術所產生的問題，並實現PoC供電/受電與PoE供電/受電的防呆安裝。防呆係意謂錯誤校對(Mistake-proofing)，其是一種避免產生錯誤的方法，讓操作者不需要花費注意力、也不需要經驗與專業知識即可直覺無誤完成正確的操作。

根據上述，本新型之優點包括：(1)可用較低成本的PoC架構設計自有遠端供電系統；(2)避開使用者誤接PoC供電端與PoE供電端；(3)供電/受電元件選擇彈性增加，有助於縮減產品體積；(4)高彈性的產品混搭，實現PoC供電/受電與PoE供電/受電的防呆安裝；(5)利用遠端訊號回送(Loop Back)機制，以提升不同電源架構混搭的防護性。

上述敘述係為本新型之較佳實施例。此領域之技藝者應得以領會其係用以說明本新型而非用以限定本新型所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域之技藝者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本新型所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。

100‧‧‧第一變壓器

110‧‧‧偵測訊號產生電路

120‧‧‧訊號偵測電路

130‧‧‧高壓電容

140‧‧‧高壓電容

150‧‧‧控制開關

160‧‧‧控制開關

170‧‧‧電源隔離電路與升壓電路

200‧‧‧第二變壓器

210‧‧‧訊號反饋電路

220‧‧‧高壓電容

230‧‧‧高壓電容

240‧‧‧控制開關

250‧‧‧控制開關

260‧‧‧電源隔離電路與降壓電路

Claims (16)

1. 一種防止PoC與PoE誤接之系統，包含：一訊號產生電路，用以產生一受電端電源格式之一偵測訊號；一訊號反饋電路，用以接收該偵測訊號，並回傳於一反饋訊號至一供電端；一訊號偵測電路，用以偵測該反饋訊號；一第一控制開關，耦接該訊號偵測電路；以及一第二控制開關，耦接該訊號反饋電路。
2. 如請求項1所述之防止PoC與PoE誤接之系統，更包括一電源隔離電路與升壓電路，耦接該第一控制開關。
3. 如請求項2所述之防止PoC與PoE誤接之系統，更包括一第三控制開關，耦接該電源隔離電路與升壓電路。
4. 如請求項1所述之防止PoC與PoE誤接之系統，更包括一第一高壓電容耦接該訊號產生電路，一第二高壓電容耦接該訊號偵測電路。
5. 如請求項1所述之防止PoC與PoE誤接之系統，更包括一電源隔離電路與降壓電路，耦接該第二控制開關。
6. 如請求項5所述之防止PoC與PoE誤接之系統，更包括一第四控制開關，耦接該電源隔離電路與降壓電路。
7. 如請求項1所述之防止PoC與PoE誤接之系統，更包括一第一高壓電容耦接該訊號反饋電路，一第二高壓電容耦接該訊號反饋電路。
8. 如請求項1所述之防止PoC與PoE誤接之系統，其中該訊號產生電路、該訊號偵測電路與該第一控制開關係配置於該供電端之中。
9. 如請求項1所述之防止PoC與PoE誤接之系統，其中該訊號反饋電路與該 第二控制開關係配置於該受電端之中。
10. 如請求項1所述之防止PoC與PoE誤接之系統，更包括一第一變壓器與一第二變壓器，該第一變壓器電性耦接第二變壓器，該第一變壓器電性耦接一第一高壓電容與一第二高壓電容，該第二變壓器電性耦接一第三高壓電容與一第四高壓電容。
11. 一種防止PoC與PoE誤接之供電端裝置，包含：一訊號產生電路，用以產生一受電端電源格式之一偵測訊號；一訊號偵測電路，用以偵測一受電端回傳之一反饋訊號；一第一控制開關，耦接該訊號偵測電路；一電源隔離電路與升壓電路，耦接該第一控制開關；以及一第二控制開關，耦接該電源隔離電路與升壓電路。
12. 如請求項11所述之防止PoC與PoE誤接之供電端裝置，更包括一第一高壓電容耦接該訊號產生電路，一第二高壓電容耦接該訊號偵測電路。
13. 如請求項11所述之防止PoC與PoE誤接之供電端裝置，其中該第一控制開關與該第二控制開關係為一繼電器或功率金氧半電晶體。
14. 一種防止PoC與PoE誤接之受電端裝置，包含：一訊號反饋電路，用以接收一供電端所發出之一偵測訊號，並回傳於一反饋訊號至該供電端；一第一控制開關，耦接該訊號反饋電路；一第二控制開關，耦接該訊號反饋電路；一電源隔離電路與降壓電路，耦接該第一控制開關與該第二控制開關。
15. 如請求項14所述之防止PoC與PoE誤接之受電端裝置，更包括一第一高壓電容耦接該訊號反饋電路，一第二高壓電容耦接該訊號反饋電路。
16. 如請求項14所述之防止PoC與PoE誤接之受電端裝置，其中該第一控制開關與該第二控制開關係為一繼電器或一功率金氧半電晶體。