TWM626448U - 乙太網路電源供應器 - Google Patents

Abstract

一種乙太網路電源供應器，係通過總線正極與總線負極接收直流電壓，且耦接負載設備。乙太網路電源供應器包括第一控制模組與第二控制模組，第一控制模組用以通過總線負極提供第一控制訊號確認負載設備是否為有效負載，且第二控制模組用以根據負載設備的接入與否而導通或關斷總線正極與第一控制模組之間的電氣耦接關係。

Description

乙太網路電源供應器

本創作係有關一種乙太網路電源供應器，尤指一種具有省電功能的乙太網路電源供應器

目前市面上的產品大多因為電源供應器Power Source Equipment(PSE)與負載PowerDevice(PD)做全時的交握訊號溝通，來判斷PSE是否應該供電給正確的負載PD，因此即使負載PD在未接上的情況下，PSE仍會持續送出交握訊號做偵測，以致於電力損耗。使得目前乙太網路之電源供應器無法達到現行效率能源規章的要求(Ex：DoE,EC CoC...之類)，其電路架構示意圖如下圖1所示。

此電路設計在實現全時交握訊號溝通時，即便在負載PD system已經被抽離的情況下，電源供應器之控制器PSE controller仍會持續送出交握訊號消耗電源，因此無法達到現行效率能源規章(Ex：DoE,EC CoC...之類)對於在無負載情況下消耗功率(No Load Power)之規範。

所以，如何設計出一種乙太網路電源供應器，以在負載設備未接入乙太網路電源供應器時，電源供應器內部之PSE控制器斷電而處於停止工作的狀態，乃為本案創作人所欲行研究的一大課題。

為了解決上述問題，本創作係提供一種乙太網路電源供應器，以克服習知技術的問題。因此，本創作乙太網路電源供應器接收直流電壓，且耦接負載設備。乙太網路電源供應器包括第一控制模組與第二控制模組，且第二控制模組包括開關單元、第一控制部及第二控制部。第一控制模組通過總線正極與總線負極接收直流電壓，且通過總線負極耦接負載設備的負極端，以用以通過總線負極提供第一控制訊號確認負載設備是否為有效負載，以及用以於確認為有效負載後，由通訊端提供第二控制訊號將總線負極接地。第二控制模組耦接第一控制模組的電源端與總線正極。開關單元耦接總線正極與電源端，且用以根據負載設備的接入與否而導通或關斷電源端與總線正極的耦接關係。第一控制部耦接總線負極與開關單元，且用以根據總線負極的端點電壓而控制開關單元導通或關斷。第二控制部耦接通訊端與開關單元，且用以根據第二控制訊號而控制開關單元導通或關斷。

為了解決上述問題，本創作係提供一種乙太網路電源供應器，以克服習知技術的問題。因此，本創作乙太網路電源供應器接收直流電壓，且耦接負載設備。乙太網路電源供應器包括第一控制模組與第二控制模組，且第二控制模組包括開關單元、觸發元件及解鎖電路。第一控制模組通過總線正極與總線負 極接收直流電壓，且通過總線負極耦接負載設備的負極端，以用以通過總線負極提供第一控制訊號確認負載設備是否為有效負載，以及用以於確認為有效負載後，由通訊端提供第二控制訊號將總線負極接地。第二控制模組耦接第一控制模組的電源端與總線正極。開關單元耦接總線正極與電源端；開關單元係用以根據負載設備的接入而提供栓鎖導通狀態來導通總線正極與電源端的耦接關係，且用以根據負載設備非為有效負載而提供解鎖關斷狀態來關斷總線正極與電源端的耦接關係。觸發元件耦接總線負極與開關單元，且用以根據總線負極的端點電壓提升而觸發開關單元為栓鎖導通狀態。解鎖電路耦接通訊端與開關單元，且用以根據第二控制訊號建立解鎖電壓，以根據負極端抽離總線負極而通過解鎖電壓控制開關單元為解鎖關斷狀態。

本創作之主要目的及功效在於，乙太網路電源供應器偵測負載設備是否接入，以決定是否使第一控制模組運作。當負載設備未接入乙太網路電源供應器時，第二控制模組控制第一控制模組斷電而處於停止工作的狀態，以達成節省乙太網路電源供應器電力之消耗，且符合效率能源規章之功效。

為了能更進一步瞭解本創作為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，相信本創作之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

L:電源線

100:乙太網路電源供應器

100-1:第一端部

100-2:第二端部

100-3:第三端部

Bp:總線正極

Bn:總線負極

1:第一控制模組

1-1:電源端

12:穩壓儲能模組

14:供電控制器

VDD:電源接腳

Ec:通訊端

Ec1:第一接腳

Ec2:第二接腳

16:通訊模組

SWc:開關

C:電容

2:第二控制模組

23、22:開關單元

222:路徑開關

224:驅動開關

24:第一控制部

SW1:電晶體

25:觸發元件

26:第二控制部

SW2:電晶體

27:解鎖電路

272:第一解鎖開關

274:第二解鎖開關

276:儲能元件

D:二極體

29:驅動電路

292:第一驅動開關

294:第二驅動開關

3:資料轉換模組

200:負載設備

200-1:設備接口

Ep:正極端

En:負極端

300:外部裝置

Po:輸出電力

Vdc:直流電壓

Vcc:供電電壓

Vc:端點電壓

Vref1:第一參考電壓

Vref2:第二參考電壓

Vu:解鎖電壓

Sc1:第一控制訊號

Sc2:第二控制訊號

So:外部訊號

Se1:第一控制部有效訊號

Sn1:第一控制部無效訊號

Se2:第二控制部有效訊號

Sn2:第二控制部無效訊號

Scm1:第一比較訊號

Scm2:第二比較訊號

圖1為本創作具有省電功能的乙太網路電源供應器之電路方塊圖； 圖2為本創作具有省電功能的乙太網路電源供應器第一實施例之細部方塊圖；圖3A為本創作第一實施例的乙太網路電源供應器之第二控制模組的第一實施方式之電路方塊圖；圖3B為本創作第一實施例的乙太網路電源供應器之第二控制模組的第二實施方式之電路方塊圖；圖4為本創作具有省電功能的乙太網路電源供應器第二實施例之細部方塊圖；圖5A為本創作第二實施例的乙太網路電源供應器之第二控制模組的第一實施方式之電路方塊圖；及圖5B為本創作第二實施例的乙太網路電源供應器之第二控制模組的第二實施方式之電路方塊圖。

茲有關本創作之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下：請參閱圖1為本創作具有省電功能的乙太網路電源供應器之電路方塊圖。乙太網路電源供應器100，用以將直流電壓Vdc提供至負載設備200，以對負載設備200供電。乙太網路電源供應器100包括第一控制模組1、第二控制模組2及資料轉換模組3，且第一控制模組1耦接第二控制模組2與資料轉換模組3。第一控制模組1通過第一端部100-1耦接電源線L(直流電壓Vdc例如但不限於，可以為20V~55V，依照乙太網路電源供應器100的規格而定)，以通過總線正極Bp與總線負極Bn接收由電源線L所提供的直流電壓Vdc而運作，且 於運作時提供第一控制訊號Sc1。資料轉換模組3通過第二端部100-2耦接外部裝置300(例如但不限於，網路攝影機、中央伺服器)，以接收由外部裝置300所提供的外部訊號So，以及接收第一控制模組1所提供的第一控制訊號Sc1與直流電壓Vdc。

資料轉換模組3通過第三端部100-3耦接負載設備200，且資料轉換模組3用以將直流電壓Vdc、第一控制訊號Sc1及外部訊號So整合為聯合輸出電力Po(包括電壓、電流及訊號)，以將聯合輸出電力Po通過第三端部100-3提供至負載設備200的設備接口200-1。其中，資料轉換模組3可以包括訊號與電壓的轉換單元(圖未示)，除了將直流電壓Vdc、第一控制訊號Sc1及外部訊號So整合為聯合輸出電力Po外，還可通過這些轉換單元將電壓或訊號轉換為符合負載設備200需求的電壓或訊號。第三端部100-3耦接總線正極Bp與總線負極Bn，以通過總線正極Bp與總線負極Bn提供直流電壓Vdc至設備接口200-1的正極端Ep與負極端En，且總線負極Bn用以提供第一控制訊號Sc1至設備接口200-1的負極端En。

具體而言，本創作之主要目的及功效在於，乙太網路電源供應器100偵測負載設備200是否接入，以決定是否使第一控制模組1運作。當負載設備200未接入乙太網路電源供應器100時，第二控制模組2控制第一控制模組1關閉而不運作，以節省乙太網路電源供應器100電力之消耗，且符合效率能源規章(例如但不限於，DoE、EC CoC、MEPS、Tier...之類)。當負載設備200接入乙太網路電源供應器100時，第二控制模組2控制第一控制模組1運作，以使第一控制模組1提供第一控制訊號Sc1確認負載設備200是否為有效負載，以使乙太網路電源供應器100判斷是否應該持續對負載設備200供應負載設備200 所需求的電力。若非為有效負載，則乙太網路電源供應器100對負載設備200供應默認電力(例如但不限於，為0.44W~12.95W)，反之若為有效負載，則乙太網路電源供應器100持續對負載設備200供應負載設備200所需求的電力(例如但不限於，為0.44W~3.84W、3.84W~6.49W等，依負載設備200的需求而定)。

舉例而言，以EC CoC v5 Tier 2規章的36W為例，限制乙太網路電源供應器100於無載時的損耗要小於等於75mW。假設乙太網路電源供應器100於無載時的損耗為65mW，且第一控制模組1動作時的損耗為200mW。當不具有省電功能的乙太網路電源供應器100在無載時，損耗為65mW+200mW=265mW，因此並未小於等於75mW，並不符合能源規範。而本創作具有省電功能的乙太網路電源供應器100在無載時，因為第二控制模組2可關閉第一控制模組1，因此無載時的損耗只有65mW，符合能源規範。

請參閱圖2為本創作具有省電功能的乙太網路電源供應器第一實施例之細部方塊圖，復配合參閱圖1。第一控制模組1包括穩壓儲能模組12、供電控制器14及通訊模組16，且穩壓儲能模組12通過電源端1-1耦接第二控制模組2。其中，穩壓儲能模組12例如但不限於，可以為穩壓電路、儲能元件、轉換器等具有穩壓、儲能或電源轉換功能的元件或電路。供電控制器14的電源接腳VDD耦接穩壓儲能模組12，且通訊端Ec耦接第二控制模組2。其中，通訊端Ec可包括二個接腳(Ec1、Ec2)。通訊模組16的一端耦接通訊端Ec的第一接腳Ec1與第二接腳Ec2，且另一端耦接總線負極Bn。供電控制器14用以在工作狀態時，通過第一接腳Ec1與第二接腳Ec2分別提供第一控制訊號Sc1與第二控制訊號Sc2，以進行相應地控制。穩壓儲能模組12用以將直流電壓Vdc儲存為供電電壓Vcc，且穩定供電電壓Vcc的電壓值，以提供供電控制器14上電 且處於工作狀態的電力。值得一提，若是供電控制器14可以直接地利用直流電壓Vdc而工作時，則穩壓儲能模組12亦可省略。

第二控制模組2包括開關單元22、第一控制部24及第二控制部26，開關單元22的一端耦接電源端1-1，且另一端耦接總線正極Bp。其中，第一端部100-1至總線正極Bp的路徑上可能包括若干裝置或元件(可配合參閱圖1)，其以虛線表示。第一控制部24耦接總線負極Bn與開關單元22的控制端，且第二控制部26耦接供電控制器14的通訊端Ec的第二接腳Ec2與開關單元22的控制端。其中，總線正極Bp與總線負極Bn通過第三端部100-3耦接負載設備200。開關單元22用以根據負載設備200的接入與否而導通或關斷電源端1-1與總線正極Bp的耦接關係，以在負載設備200接入乙太網路電源供應器100時，導通電源端1-1與總線正極Bp的耦接關係，使第一控制模組1上電而處於工作狀態。第一控制部24與第二控制部26則是用以根據第一控制模組1所提供的訊號來控制開關單元22導通或關斷，以在負載設備200抽離乙太網路電源供應器100時，關斷電源端1-1與總線正極Bp的耦接關係，使第一控制模組1處於斷電而停止工作的狀態。

具體而言，當負載設備200尚未接入乙太網路電源供應器100時，第一控制部24與第二控制部26關斷電源端1-1與總線正極Bp的耦接關係，以使第一控制模組1處於斷電而停止工作的狀態而不提供第一控制訊號Sc1。當負載設備200接入乙太網路電源供應器100時，乙太網路電源供應器100與負載設備200會產生第一端部100-1、總線正極Bp、負載設備200至總線負極Bn的暫態迴路，使總線負極Bn的端點電壓Vc提升。第一控制部24根據負載設備200接入時的暫態下，總線負極Bn的端點電壓Vc提昇而提供第一控制部有效 訊號Se1至開關單元22。此時，由於供電控制器14當下仍處於斷電而停止工作的狀態，因此第二控制部26提供第二控制部無效訊號Sn2至開關單元22。開關單元22根據第一控制部有效訊號Se1而導通，以使電源端1-1與總線正極Bp電氣耦接(以虛線表示)。供電控制器14通過開關單元22接收供電電壓Vcc(或直流電壓Vdc)而處於上電且工作狀態，且供電控制器14開始提供第一控制訊號Sc1與負載設備200嘗試溝通，以判斷負載設備200是否為有效負載。

其中，第一控制訊號Sc1可以為具有交握機制的訊號，也可以為不具有交握機制的訊號。若為不具有交握機制的訊號時，則可以為偵測負載設備200的特定參數的偵測訊號，通過偵測的結果來判斷負載設備200是否為有效負載。在本新型之一實施例中，係以第一控制訊號Sc1為具有交握機制的訊號為例，以下將具體說明其控制方式。不具有交握機制的訊號則可等效地推知其控制方式，在此不再加以贅述。

當供電控制器14通過第一控制訊號Sc1與負載設備200溝通成功，判斷負載設備200為有效負載時，代表供電控制器14與負載設備200溝通完成。此時，供電控制器14結束提供第一控制訊號Sc1。通訊模組16改提供例如但不限於第一電位的第二控制訊號Sc2至通訊模組16(第一電位例如但不限於，可以為高電位)，以控制通訊模組16將總線負極Bn接地(在此同時也提供第二控制訊號Sc2給第二控制部26)。在總線負極Bn接地時，直流電壓Vdc可通過總線正極Bp與總線負極Bn提供至負載設備200，以供應負載設備200所需求的電力。此時，由於總線負極Bn接地，因此第一控制部24根據總線負極Bn的接地提供第一控制部無效訊號Sn1至開關單元22。第二控制部26則是根據第 二接腳Ec2所提供的第二控制訊號Sc2而提供第二控制部有效訊號Se2至開關單元22。開關單元22根據第二控制部有效訊號Se2而持續導通。

當供電控制器14通過第一控制訊號Sc1與負載設備200溝通未果，判斷負載設備200非為有效負載時，代表負載設備200並不符合乙太網路供電的特定規範(例如但不限於IEEE802.3的乙太網路供電規範)。此時，供電控制器14仍然結束提供第一控制訊號Sc1，改提供第一電位的第二控制訊號Sc2至通訊模組16，以控制通訊模組16將總線負極Bn接地，開關單元22也持續地被第二控制模組2控制導通。然而，供電控制器14係控制乙太網路電源供應器100提供默認認電力至負載設備200而非為負載設備200所需求的電力。

當負載設備200抽離乙太網路電源供應器100時，總線負極Bn的端點電壓Vc會轉變為例如但不限於為高電位(但亦可以為低電位，其可根據電路的實際設計而定)。供電控制器14根據總線負極Bn的端點電壓Vc轉變為高電位而提第二電位的第二控制訊號Sc2(第二電位例如但不限於，可以為低電位)至通訊模組16。第二電位的第二控制訊號Sc2可控制通訊模組16將總線負極Bn回復至尚未接入負載設備200的狀態。此時，第一控制部24根據總線負極Bn的端點電壓Vc轉變為高電位而提供第一控制部無效訊號Sn1至開關單元22。第二控制部26則是根據第二控制訊號Sc2而提供第二控制部無效訊號Sn2至開關單元22。開關單元22根據第一控制部無效訊號Sn1與第二控制部無效訊號Sn2而關斷開關單元22。

進一步而言，如圖2所示，通訊模組16例如但不限於可以使用開關SWc構成。開關SWc的一端耦接第一接腳Ec1(其之間可串接一電容C)與總線負極Bn，且開關SWc的另一端接地，以及開關SWc的控制端耦接第二接腳 Ec2。供電控制器14可在第一接腳Ec1提供第一控制訊號Sc1時，將第一控制訊號Sc1傳遞至總線負極Bn，並與負載設備200進行通訊。在通訊完成後，供電控制器14停止提供第一控制訊號Sc1，改由通訊端Ec的第二接腳Ec2提供第一電位的第二控制訊號Sc2將開關SWc導通，使總線負極Bn透過開關SWc接地。意即，此訊號電位足夠導通開關SWc。在第二接腳Ec2提供第二電位的第二控制訊號Sc2時，第二電位的第二控制訊號Sc2關斷開關SWc，使總線負極Bn回復至尚未接入負載設備200的狀態。

請參閱圖3A為本創作第一實施例的乙太網路電源供應器之第二控制模組的第一實施方式之電路方塊圖、圖3B為本創作第一實施例的乙太網路電源供應器之第二控制模組的第二實施方式之電路方塊圖，復配合參閱圖1~2。在圖3A中，第一控制部24可為第一比較器，第二控制部26可為第二比較器。第一比較器的一端耦接總線負極Bn，另一端耦接第一參考電壓Vref1，且第一比較器的輸出端耦接開關單元22。第一比較器用以比較端點電壓Vc與第一參考電壓Vref1，且根據比較結果，由第一比較器的輸出端提供第一比較訊號Scm1(即圖2的第一控制部有效訊號Se1或第一控制部無效訊號Sn1)至開關單元22，以通過第一比較訊號Scm1控制開關單元22。同樣地，第二比較器的一端耦接第二接腳Ec2，另一端耦接第二參考電壓Vref2，且第二比較器的輸出端耦接開關單元22。第二比較器用以比較第二控制訊號Sc2與第二參考電壓Vref2，且根據比較結果，由第二比較器的輸出端提供第二比較訊號Scm2(即圖2的第二控制部有效訊號Se2或第二控制部無效訊號Sn2)至開關單元22，以通過該第二比較訊號Scm2控制開關單元22。

在一實施例中，當端點電壓Vc高於第一參考電壓Vref1時，第一比較器所提供的第一比較訊號Scm1即為第一控制部有效訊號Se1。反之，則第一比較訊號Scm1即為第一控制部無效訊號Sn1。當第二控制訊號Sc2高於第二參考電壓Vref2時，第二比較器所提供的第二比較訊號Scm2即為第二控制部有效訊號Se2。反之，則第二比較訊號Scm2即為第二控制部無效訊號Sn2。值得一提，於本創作之一實施例中，第一比較器與第二比較器的電壓比較可以恰巧與上述的實施方式相反。意即，恰巧相反地，當端點電壓Vc低於第一參考電壓Vref1時，第一比較器所提供的第一比較訊號Scm1即為第一控制部有效訊號Se1，或當端點電壓Vc高於第一參考電壓Vref1時，第一比較器所提供的第一比較訊號Scm1即為第一控制部無效訊號Sn1等。因此，在一實施例中，比較器的輸入端並未標明正負，其原因在於，其係因應實際的電路及相應的控制方式來選擇。

開關單元22包括路徑開關222，路徑開關222可以由例如但不限於由MOSFET電晶體等具有開關功能的元件及電子元件(例如電阻、電容等)所組成。以電晶體為例，路徑開關222的一端耦接總線正極Bp，且另一端耦接電源端1-1。路徑開關222的控制端耦接第一控制部24與第二控制部26，以通過第一控制部24與第二控制部26所提供的訊號控制路徑開關222導通或關斷。當第一控制部24與第二控制部26的其中之一提供有效訊號時，路徑開關222導通，且當第一控制部24與第二控制部26皆提供無效訊號時，則路徑開關222關斷。

圖3B中，第一控制部24可為第一開關電路，第二控制部26可為第二開關電路。第一開關電路包括第一電晶體SW1，第一電晶體SW1的控制端耦接總線負極Bn，且一端耦接開關單元22，另一端可耦接第一端部100-1。 第一開關電路用以根據端點電壓Vc而導通或關斷第一電晶體SW1，以通過第一電晶體SW1的導通或關斷而控制開關單元22。其中，第一電晶體SW1導通或關斷的電位差異即為圖2的第一控制部有效訊號Se1與第一控制部無效訊號Sn1。同樣地，第二開關電路包括第二電晶體SW2，第二電晶體SW2的控制端耦接第二接腳Ec2，且一端耦接開關單元22，另一端可耦接第一端部100-1。第二開關電路26用以根據第二控制訊號Sc2而導通或關斷第二電晶體SW2，以通過第二晶體SW2的導通或關斷而控制開關單元22。其中，第二電晶體SW2導通或關斷的電位即為第二控制部有效訊號Se2與第二控制部無效訊號Sn2。

在一實施例中，當總線負極Bn端點電壓Vc提升時，第一電晶體SW1導通，使第一電晶體SW1一端的電位即作為第一控制部有效訊號Se1。反之，則第一電晶體SW1關斷，使第一電晶體SW1一端的電位即作為第一控制部無效訊號Sn1。當第二控制訊號Sc2為高電位時，第二電晶體SW2導通，使第二電晶體SW2一端的電位即作為第二控制部有效訊號Se2。反之，則第二電晶體SW2關斷，使第二電晶體SW2一端的電位即作為第二控制部無效訊號Sn2。值得一提，於本創作之一實施例中，第一電晶體SW1與第二電晶體SW2的導通與關斷可以恰巧與上述的實施方式相反。意即，恰巧相反地，當端點電壓Vc提升時，第一電晶體SW1關斷，使第一電晶體SW1一端的電位即作為第一控制部有效訊號Se1，或當端點電壓Vc提升時，第一電晶體SW1導通，使第一電晶體SW1一端的電位即作為第一控制部無效訊號Sn1等。

圖3B的開關單元22與圖3A差異在於，開關單元22更包括驅動開關224。驅動開關224的一端耦接路徑開關222的控制端，且驅動開關224的控制端耦接第一控制部24與第二控制部26。驅動開關224用以驅動路徑開關 222的導通或關斷。具體而言，由於第一端部100-1所接收的直流電壓Vdc可以為48V~55V的高壓，因此路徑開關222的電晶體需要使用p-MOSFET來耐受直流電壓Vdc，避免電晶體耐壓不足(若是使用合規的n-MOSFET則價格會過於昂貴)。因此，必須要使用驅動開關224來驅動路徑開關222，以使路徑開關222能夠順利地導通第一端部100-1與穩壓儲能模組12的電源端1-1。然而，若是直流電壓Vdc不高或是有合規的n-MOSFET電晶體的場合，則驅動開關224可以省略。進一步而言，若是直流電壓Vdc在一特定電壓(例如但不限於30V)以上，則較佳的可以使用圖3B的二開關222、224來做為開關單元22，以較能耐受直流電壓Vdc。反之，則在特定電壓以下，可以使用圖3A的單開關222來做為開關單元22。

請參閱圖4為本創作具有省電功能的乙太網路電源供應器第二實施例之細部方塊圖，復配合參閱圖3B。圖4與圖2的差異在於，第二控制模組2包括開關單元23、觸發元件25及解鎖電路27，開關單元23的一端耦接電源端1-1，且另一端耦接總線正極Bp。觸發元件25耦接總線負極Bn與開關單元23，且解鎖電路27耦接通訊端Ec的第二接腳Ec2與開關單元23。開關單元23用以根據負載設備200的接入而提供栓鎖導通狀態來導通總線正極Bp與電源端1-1的耦接關係，使第一控制模組1上電而處於工作狀態。解鎖電路27也用以根據負載設備200的抽離而控制開關單元23提供解鎖關斷狀態來關斷總線正極Bp與電源端1-1的耦接關係，使第一控制模組1處於斷電而停止工作的狀態。其中，觸發元件25係用以根據總線負極Bn的端點電壓Vc由低電位提升至某一特定電位以上時，觸發開關單元23為栓鎖導通狀態，且解鎖電路27係用以根據 第二控制訊號Sc2的電位來建立解鎖電壓Vu，以在負載設備200抽離乙太網路電源供應器100時，通過解鎖電壓Vu控制開關單元23為解鎖關斷狀態。

具體而言，當負載設備200尚未接入乙太網路電源供應器100時，觸發元件25與解鎖電路27關斷電源端1-1與總線正極Bp的耦接關係，以使第一控制模組1處於斷電而停止工作的狀態而不提供第一控制訊號Sc1。當負載設備200接入乙太網路電源供應器100時，乙太網路電源供應器100與負載設備200會產生第一端部100-1、總線正極Bp、負載設備200至總線負極Bn的暫態迴路，使總線負極Bn的端點電壓Vc提升。觸發元件25根據負載設備200接入時的暫態下，總線負極Bn的端點電壓Vc提昇而觸發開關單元23為栓鎖導通狀態，以使電源端1-1與總線正極Bp電氣耦接(以虛線表示)。此時，由於供電控制器14當下仍處於斷電而停止工作的狀態，因此通訊端Ec尚未輸出第二控制訊號Sc2至解鎖電路27而使解鎖電路27尚未建立解鎖電壓Vu。在供電控制器14接收供電電壓Vcc(或直流電壓Vdc)而處於上電且工作狀態後，供電控制器14開始提供第一控制訊號Sc1與負載設備200溝通，以判斷負載設備200是否為有效負載。

當供電控制器14通過第一控制訊號Sc1與負載設備200溝通成功，判斷負載設備200為有效負載時，代表供電控制器14與負載設備200溝通完成。此時，供電控制器14結束提供第一控制訊號Sc1，改提供第一電位的第二控制訊號Sc2(第一電位例如但不限於，可以為高電位)至通訊模組16，以控制通訊模組16將總線負極Bn接地。在總線負極Bn接地時，直流電壓Vdc可通過總線正極Bp與總線負極Bn提供至負載設備200，以供應負載設備200所需求的電力。由於觸發元件25在觸發開關單元23為栓鎖導通狀態後，開關單元23 已栓鎖，因此即便觸發元件25的狀態改變，開關單元23仍維持在栓鎖導通狀態。解鎖電路27則是根據通訊端Ec所提供的第一電位的第二控制訊號Sc2來建立解鎖電壓Vu。其中，當供電控制器14通過第一控制訊號Sc1與負載設備200溝通未果，判斷負載設備200非為有效負載時，其控制方式相似於圖2，在此不再加以贅述。

當負載設備200抽離乙太網路電源供應器100時，總線負極Bn的端點電壓Vc會轉變為例如但不限於高電位。供電控制器14根據總線負極Bn的端點電壓Vc轉變為高電位而提第二電位的第二控制訊號Sc2(第二電位例如但不限於，可以為低電位)至通訊模組16。第二電位的第二控制訊號Sc2可控制通訊模組16將總線負極Bn回復至尚未接入負載設備200的狀態。此時，觸發元件25仍無法觸發開關單元23改變狀態。解鎖電路27則是根據第二電位的第二控制訊號Sc2而提供解鎖電壓Vu至開關單元23。開關單元23，使開關單元23根據解鎖電壓Vu而更改為解鎖關斷狀態。值得一提，於本創作之一實施例中，圖4所未敘明的電路元件即其耦接關係與控制方式，皆可與圖2相同，在此不再加以贅述。

請參閱圖5A為本創作第二實施例的乙太網路電源供應器之第二控制模組的第一實施方式之電路方塊圖、圖5B為本創作第二實施例的乙太網路電源供應器之第二控制模組的第二實施方式之電路方塊圖，復配合參閱圖1~2。在圖5A中，觸發元件25為觸發開關。觸發開關25的一端耦接總線正極Bp，另一端耦接開關單元23與解鎖電路27，且觸發開關25的控制端耦接總線負極Bn。觸發開關25用以在端點電壓Vc由低電位提升至某一特定電位以上時導通，以觸發開關單元23為栓鎖導通狀態。在觸發開關觸發開關單元23為栓鎖導通 狀態後，無論觸發開關為導通或關斷(即在負載設備200未抽離前)，皆無法再次觸發開關單元23。

開關單元23例如但不限於，可以為雙晶栓鎖(latch)電路，且雙晶栓鎖電路主要係包括路徑開關222與驅動開關224。路徑開關222的一端耦接總線正極Bp，且另一端耦接電源端1-1。驅動開關224的一端耦接路徑開關222的控制端，且驅動開關224的控制端耦接觸發元件25與解鎖電路27。驅動開關224用以根據端點電壓Vc與第二控制訊號Sc2栓鎖導通路徑開關222或解鎖關斷路徑開關222，以控制電源端1-1是否電氣耦接(以虛線表示)總線正極Bp。在觸發元件25根據端點電壓Vc提升而導通時，驅動開關224根據觸發元件25的導通而導通，以控制路徑開關222栓鎖導通而使電源端1-1與總線正極Bp電氣耦接。在解鎖電路27收到第二電位的第二控制訊號Sc2時，解鎖電路27通過解鎖電壓Vu將驅動開關224的控制端電位拉低，以通過關斷驅動開關224而控制路徑開關222解鎖關斷。

解鎖電路27包括第一解鎖開關272、第二解鎖開關274及儲能元件276，且第一解鎖開關272的控制端耦接通訊端Ec。第二解鎖開關274的一端耦接觸發元件25與開關單元23，且第二解鎖開關274的控制端耦接第一解鎖開關272的一端。儲能元件276例如但不限於，可以為電容等具有儲能功能的元件，且儲能元件276耦接通訊端Ec與第二解鎖開關274的控制端。在供電控制器14與負載設備200溝通完成而提供第一電位的第二控制訊號Sc2時，第一解鎖開關272用以根據第二控制訊號Sc2為第一電位而導通，使第二控制訊號Sc2通過第一解鎖開關272的導通而對儲能元件276充電而建立解鎖電壓Vu。在供電控制器14根據負載設備200的抽離而提供第二電位的第二控制訊號Sc2時， 第一解鎖開關272用以根據第二控制訊號Sc2為第二電位而關斷。此時，解鎖電壓Vu提供至第二解鎖開關274的控制端，使第二解鎖開關274根據解鎖電壓Vu而導通。在第二解鎖開關274導通時，第二解鎖開關274將驅動開關224的控制端電位拉低，以通過第二解鎖開關274的導通而關斷驅動開關224，以控制路徑開關222解鎖關斷。

其中，解鎖電路27可以包括二極體D，二極體D的一端為陽極，且耦接通訊端Ec的第二接腳Ec2與第一解鎖開關272的控制端。二極體D的另一端為陰極，且耦接第二解鎖開關274的控制端。二極體D係用以避免解鎖電壓Vu在釋放時，產生電力流至第二解鎖開關274的控制端以外的路徑，以避免解鎖電路27失效的風險。值得一提，於本創作之一實施例中，上述的電路，除了可使用電晶體、電阻及電容所組成的電路來實施，也可以由邏輯閘所組成的電路。因此，上述的實施方式僅為較為簡易，且成本較低的實施方式，但並不限於僅能使用上述的電路結構實施，舉凡可以達成上述動作的電路，搭配控制程序的控制器等，皆應包含在本實施例之範疇當中。

圖5B的第二控制模組2與圖5A的差異在於，觸發元件25為單向導通元件。單向導通元件的一端耦接總線負極Bn，另一端耦接開關單元23與解鎖電路27，且單向導通元件的一端至另一端為順向。單向導通元件例如但不限於，可以為二極體、閘流體等單向導通元件。單向導通元件用以在端點電壓Vc由低電位提升至某一特定電位以上時順偏，以觸發開關單元23為栓鎖導通狀態。在單向導通元件觸發開關單元23為栓鎖導通狀態後，無論觸發開關為導通或關斷(即在負載設備200未抽離前)，皆無法再次觸發開關單元23。

除此之外，第二控制模組2更包括驅動電路29。驅動電路29耦接電源端1-1、通訊端Ec的第二接腳Ec2及解鎖電路27。驅動電路29用以根據第二控制訊號Sc2提供電源端1-1的直流電壓Vdc至解鎖電路27，以驅動解鎖電路27建立解鎖電壓Vu。具體地，由於第一控制模組1的第二接腳Ec2通常所提供的第二控制訊號Sc2的功率不高，因此若是要推動開關元件(即第一解鎖開關272)及對電容(即儲能元件276)充電則恐會有因功率不足而推不動的現象。因此，可以利用驅動電路29來引入直流電壓Vdc，以較為容易地驅動解鎖電路27。驅動電路29例如但不限於，可以為第一驅動開關292與第二驅動開關294所組成的達靈頓電路。利用達靈頓電路與第二控制訊號Sc2來引入驅動能力較強的直流電壓Vdc，以使解鎖電路27較為容易地被驅動。

值得一提，於本創作之一實施例中，圖3A~3B的實施方式可相互交替應用，且圖5A~5B的實施方式可相互交替應用，且圖5A~5B包括穩壓儲能模組12較為細部的實施方式，其可以根據電路實際需求而選用。此外，於本創作之一實施例中，圖2的第一實施例與圖4的第二實施例差異在於，圖2的電路並沒有栓鎖的功能。因此，未避免負載設備200接入乙太網路電源供應器100至負載設備200抽離之間，第二控制模組2不可預期的將開關單元22短暫關斷的狀況，導致供電控制器14沒電而導致乙太網路電源供應器100失效的狀況。因此圖2的電路搭配穩壓儲能模組12為較佳的實施方式，可通過穩壓儲能模組12在開關單元22短暫關斷的狀況，仍可維持供電控制器14運作所需的電力。另外一方面，由於圖4的第二實施例具有栓鎖的功能，在開關單元23為栓鎖鎖導通狀態後，無論觸發開關為導通或關斷(即在負載設備200未抽離前)，皆無法再次觸發開關單元23。因此，圖4的電路可以無需搭配穩壓儲能模組12。

惟，以上所述，僅為本創作較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本創作之特徵並不侷限於此，並非用以限制本創作，本創作之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本創作申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包括於本創作之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本創作之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

L:電源線

100:乙太網路電源供應器

100-1:第一端部

100-2:第二端部

100-3:第三端部

Bp:總線正極

Bn:總線負極

1:第一控制模組

2:第二控制模組

3:資料轉換模組

200:負載設備

200-1:設備接口

Ep:正極端

En:負極端

300:外部裝置

Po:輸出電力

Vdc:直流電壓

Sc1:第一控制訊號

So:外部訊號

Claims (14)

1. 一種乙太網路電源供應器，接收一直流電壓，且耦接一負載設備，該乙太網路電源供應器包括：一第一控制模組，通過一總線正極與一總線負極接收該直流電壓，且通過該總線負極耦接該負載設備的一負極端，以用以通過該總線負極提供一第一控制訊號確認該負載設備是否為一有效負載，以及用以於確認為該有效負載後，由一通訊端提供一第二控制訊號將該總線負極接地；及一第二控制模組，耦接該第一控制模組的一電源端與該總線正極，且包括：一開關單元，耦接該總線正極與該電源端，且用以根據該負載設備的接入與否而導通或關斷該電源端與該總線正極的耦接關係；一第一控制部，耦接該總線負極與該開關單元，且用以根據該總線負極的一端點電壓而控制該開關單元導通或關斷；及一第二控制部，耦接該通訊端與該開關單元，且用以根據該第二控制訊號而控制該開關單元導通或關斷。
2. 如請求項1所述之乙太網路電源供應器，其中該第一控制部為一第一比較器，該第一比較器的一端耦接該總線負極，另一端耦接一第一參考電壓，且該第一比較器的一輸出端耦接該開關單元；該第一比較器用以比較該端點電壓與該第一參考電壓而由該輸出端提供一第一比較訊號，以通過該第一比較訊號控制該開關單元。
3. 如請求項1所述之乙太網路電源供應器，其中該第一控制部為一第一開關電路，且該第一開關電路包括一第一電晶體；該第一電晶體的一控制端耦接該總線負極，且一端耦接該開關單元；該第一開關電路用以根據該端點電 壓而導通或關斷該第一電晶體，以通過該第一電晶體的導通或關斷而控制該開關單元。
4. 如請求項1所述之乙太網路電源供應器，其中該第二控制部為一第二比較器，該第二比較器的一端耦接該通訊端，另一端耦接一第二參考電壓，且該第二比較器的一通訊端輸出端耦接該開關單元；該第二比較器用以比較該第二控制訊號與該第二參考電壓而提供一第二比較訊號，以通過該第二比較訊號控制該開關單元。
5. 如請求項1所述之乙太網路電源供應器，其中該第二控制部為一第二開關電路，且該第二開關電路包括一第二電晶體；該第二電晶體的一控制端耦接該通訊端，且一端耦接該開關單元；該第二開關電路用以根據該第二控制訊號而導通或關斷該第二電晶體，以通過該第二電晶體的導通或關斷而控制該開關單元。
6. 如請求項1所述之乙太網路電源供應器，其中該開關單元包括：一路徑開關，該路徑開關的一端耦接該總線正極，且另一端耦接該電源端，該路徑開關的一控制端耦接該第一控制部與該第二控制部；其中，該第一控制部與該第二控制部用以通過控制該路徑開關的該控制端而控制該路徑開關導通或關斷。
7. 如請求項6所述之乙太網路電源供應器，其中該開關單元更包括：一驅動開關，一端耦接該路徑開關的該控制端，該驅動開關的一控制端耦接該第一控制部與該第二控制部； 其中，該第一控制部與該第二控制部用以通過控制該驅動開關的該控制端而控制該驅動開關導通或關斷該路徑開關。
8. 一種乙太網路電源供應器，接收一直流電壓，且耦接一負載設備，該乙太網路電源供應器包括：一第一控制模組，通過一總線正極與一總線負極接收該直流電壓，且通過該總線負極耦接該負載設備的一負極端，以用以通過該總線負極提供一第一控制訊號確認該負載設備是否為一有效負載，以及用以於確認為該有效負載後，由一通訊端提供一第二控制訊號將該總線負極接地；及一第二控制模組，耦接該第一控制模組的一電源端與該總線正極，且包括：一開關單元，耦接該總線正極與該電源端；該開關單元係用以根據該負載設備的接入而提供一栓鎖導通狀態來導通該總線正極與該電源端的耦接關係，且用以根據該負載設備非為該有效負載而提供一解鎖關斷狀態來關斷該總線正極與該電源端的耦接關係；一觸發元件，耦接該總線負極與該開關單元，且用以根據該總線負極的一端點電壓提升而觸發該開關單元為該栓鎖導通狀態；及一解鎖電路，耦接該通訊端與該開關單元，且用以根據該第二控制訊號建立一解鎖電壓，以根據該負極端抽離該總線負極而通過該解鎖電壓控制該開關單元為該解鎖關斷狀態。
9. 如請求項8所述之乙太網路電源供應器，其中該觸發元件為一觸發開關，該觸發開關的一端耦接該總線正極，另一端耦接該開關單元與該解鎖電路，且該觸發開關的一控制端耦接該總線負極。
10. 如請求項8所述之乙太網路電源供應器，其中該觸發元件為一單向導通元件，該單向導通元件的一端耦接該總線負極，另一端耦接該開關單元與該解鎖電路，且該單向導通元件的一端至另一端為順向。
11. 如請求項8所述之乙太網路電源供應器，其中該解鎖電路包括：一第一解鎖開關，該第一解鎖開關的控制端耦接該通訊端；一第二解鎖開關，一端耦接該觸發元件與該開關單元，且該第二解鎖開關的控制端耦接該第一解鎖開關的一端；及一儲能元件，耦接該通訊端與該第二解鎖開關的控制端；其中，該第一解鎖開關用以根據該第二控制訊號為一第一電位而導通，且該第二控制訊號通過該第一解鎖開關的導通而對該儲能元件充電，以建立該解鎖電壓；該第一解鎖開關用以根據該第二控制訊號為一第二電位而關斷，且該第二解鎖開關用以根據該解鎖電壓而導通，以通過該第二解鎖開關的導通而控制該開關單元為該解鎖關斷狀態。
12. 如請求項11所述之乙太網路電源供應器，其中該解鎖電路更包括：一二極體，一端耦接該通訊端與該第一解鎖開關的該控制端，且另一端耦接該儲能元件。
13. 如請求項8所述之乙太網路電源供應器，其中該開關單元包括：一路徑開關，一端耦接該總線正極，且另一端耦接該電源端；及一驅動開關，一端耦接該路徑開關的一控制端，且該驅動開關的一控制端耦接該觸發元件與該解鎖電路； 其中，解鎖電路用以通過控制該驅動開關的該控制端而控制該路徑開關解鎖關斷，且該觸發元件用以通過控制該驅動開關的該控制端而控制該路徑開關栓鎖導通。
14. 如請求項8所述之乙太網路電源供應器，其中該第二控制模組更包括：一驅動電路，耦接該電源端、該通訊端及該解鎖電路，且用以根據該第二控制訊號提供該直流電壓至該解鎖電路，以驅動該解鎖電路建立該解鎖電壓。

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