TWI779955B - 乙太網路電源供應器及其省電控制方法 - Google Patents

Abstract

一種乙太網路電源供應器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及其省電控制方法

本發明係有關一種乙太網路電源供應器及其控制方法，尤指一種具有省電功能的乙太網路電源供應器及其省電控制方法。

目前市面上的產品大多因為電源供應器Power Source Equipment(PSE)與負載Power Device(PD)做全時的第一控制訊號溝通，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仍會持續送出第一控制訊號做偵測，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第一控制訊號溝通時，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仍會持續送出第一控制訊號消耗電源，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及其省電控制方法，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，本發明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，本發明乙太網路電源供應器，通過總線正極與總線負極耦接負載設備的正極端與負極端並接收直流電壓。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路徑控制電路、第一控制迴路及第二控制迴路。第一控制模組包括電源端，且另一端耦接總線負極並用以控制乙太網路電源供應器供給負載設備的電力。第二控制模組耦接第一控制模組、總線正極與總線負極。路徑控制電路用以導通或關斷電源端與總線正極的耦接關係。第一控制迴路耦接總線負極與路徑控制電路，且用以根據負極端接入總線負極的接入暫態階段提供第一控制訊號而導通路徑控制電路。第二控制迴路耦接第一控制模組與路徑控制電路，且用以根據第一控制模組提供的第二控制訊號而導通路徑控制電路。其中，總線負極根據負極端接入或抽離總線負極而提供第一控制訊號；第一控制模組提供第二控制訊號；第二控制模組中係用以根據負極端抽離總線負極而關斷路徑控制電路；以及第一控制模組用以根據路徑控制電路的導通而處於上電工作狀態，用以根據路徑控制電路的關斷而處於斷電停止工作狀態。

為了解決上述問題，本發明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，本發明乙太網路電源供應器通過總線正極與總線負極耦接負載設備的正極端與負極端並接收直流電壓。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路徑控制電路、第一控制迴路及第二控制迴路。第一控制模組包括電源端，且另一端耦接總線負極並用以控制乙太網路電源供應器供給負載設備的電力。第二控制模組耦接第一控制模組、總線正極與總線負極，且路徑控制電路用以導通或關斷電源端與總線正極的耦接關係。第一控制迴路耦接總線負極與路徑控制電路，且用以根據負極端接入總線負極而提供第一控制迴路有效訊號觸發路徑控制電路由關斷狀態進入導通狀態，且第一控制模組對應為上電工作狀態。第二控制迴路耦接第一控制模組與路徑控制電路，且用以根據負極端抽離總線負極而提供第二控制迴路無效訊號觸發路徑控制電路由導通狀態進入關斷狀態，且第一控制模組對應為斷電狀態。其中，在第一控制模組對應為上電工作狀態時，第一控制模組根據負極端抽離總線負極使第二控制迴路提供第二控制迴路無效訊號。

為了解決上述問題，本發明係提供一種乙太網路電源供應器的省電控制方法，以克服習知技術的問題。因此，本發明乙太網路電源供應器接收直流電壓，且耦接負載設備的正極端與負極端。乙太網路電源供應器包括第一控制模組，且第一控制模組通過總線正極與總線負極接收直流電壓，以及通過總線負極耦接負極端，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。省電控制方法包括下列步驟：(a)偵測負載設備的接入與否而導通或關斷第一控制模組的電源端與總線正極之間的路徑控制電路。(b)根據負極端接入總線負極而通過第一控制迴路導通路徑控制電路。(c)根據總線負極接地而改由通過 第二控制迴路導通路徑控制電路。(d)根據負極端抽離總線負極而關斷路徑控制電路。

本發明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發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、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，並非用來對本發明加以限制者。

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

2:第二控制模組

22:路徑控制電路

222:路徑開關

224:驅動開關

24:第一控制迴路

SW1:第一開關元件

26:第二控制迴路

SW2:第二開關元件

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

Sc1:第一控制訊號

Sc2:第二控制訊號

Sc3:第三控制訊號

Sc4:第四控制訊號

So:外部訊號

Se1:第一控制迴路有效訊號

Sn1:第一控制迴路無效訊號

Se2:第二控制迴路有效訊號

Sn2:第二控制迴路無效訊號

圖1為本發明具有省電功能的乙太網路電源供應器之電路方塊圖；圖2為本發明具有省電功能的乙太網路電源供應器之細部方塊圖；圖3A為本發明第二控制模組第一實施方式之電路方塊圖；圖3B為本發明第二控制模組第二實施方式之電路方塊圖；圖4為本發明第二控制模組第三實施方式之電路方塊圖；及圖5為本發明乙太網路電源供應器的省電控制方法之方法流程圖。

茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下：

請參閱圖1為本發明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。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。

具體而言，本發明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，以決定是否供電給第一控制模組1並使其運作。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斷電而處於停止工作的狀態，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上電且處於工作狀態，以使第一控制模組1控制乙太網路電源供應器100供給負載設備的電力。

請參閱圖2為本發明具有省電功能的乙太網路電源供應器之細部方塊圖，復配合參閱圖1。第一控制模組1包括電源端1-1，且另一端耦接總線負極Bn並用以控制乙太網路電源供應器100供給負載設備200的電力。第二控制模組2包括路徑控制電路22、第一控制迴路24及第二控制迴路26。其中，總線負極Bn根據負載設備200負極端En接入或抽離總線負極Bn而輸出第一控 制訊號Sc1，第一控制訊號Sc1可以是但不限於總線負極Bn的直流電壓Vdc。路徑控制電路22耦接第一控制模組1的電源端1-1與總線正極Bp，用以導通或關斷電源端1-1與總線正極Bp的耦接關係。第一控制迴路24耦接總線負極Bn與路徑控制電路22，且用以根據總線負極Bn提供的第一控制訊號Sc1而導通路徑控制電路22。第二控制迴路26耦接第一控制模組1與路徑控制電路22，且用以根據第一控制模組1提供的第二控制訊號Sc2而導通路徑控制電路22。

具體而言，當負載設備200尚未接入乙太網路電源供應器100而使負極端En是未接入總線負極Bn的狀態時，總線負極Bn所提供第一控制訊號Sc1所對應的直流電壓Vdc是負極端En未接入總線負極Bn且總線負極Bn未接地狀態，且第一控制模組1處於斷電而停止工作的狀態而不提供第二控制訊號Sc2，因而第一控制迴路24與第二控制迴路26分別依據第一控制訊號Sc1與第二控制訊號Sc2的狀態使路徑控制電路22關斷電源端1-1與總線正極Bp的耦接關係。

再者，當負載設備200接入乙太網路電源供應器100而使負極端En是接入總線負極Bn的狀態時，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迴路的接入暫態階段，使總線負極Bn的端點電壓Vc提升並作為第一控制訊號Sc1提供至第一控制迴路24，第一控制迴路24根據接入暫態階段的第一控制訊號Sc1而提供第一控制迴路有效訊號Se1至路徑控制電路22。以及，於接入暫態階段時的第二控制迴路26根據第一控制模組1仍處於斷電停止工作的狀態而提供第二控制迴路無效訊號Sn2至路徑控制電路22。因此，路徑控制電路22根據第一控制迴路有效訊號Se1而導通，以在電源端1-1與總線正極Bp電氣耦接，第一控制模 組1通過路徑控制電路22接收供電電壓Vcc(或直流電壓Vdc)而處於上電工作狀態。

基於前述實施例，在接入暫態階段且第一控制模組1處於上電工作狀態，前述且第一控制模組1開始提供第三控制訊號Sc3通過總線負極Bn與負極端En而和負載設備200進行交握通訊，並依據此交握通訊結果控制乙太網路電源供應器100電力供給負載設備200的狀態。其中，第一控制模組1和負載設備200交握通訊係包括判斷負載設備200為有效負載或無效負載。第一控制模組1和負載設備200交握通訊在判斷負載設備200為有效負載的狀況下，控制乙太網路電源供應器100供給電力負載設備200，而脫離接入暫態階段進入供給電力階段。以及，在判斷負載設備200無效負載的狀況下，控制乙太網路電源供應器100停止供給電力負載設備200，而脫離供給電力階段進入無供給電力階段。

請參閱圖1及圖2，基於前述實施例，另一具體實施例為第一控制模組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具有電源接腳VDD與通訊端Ec，電源接腳VDD通過穩壓儲能模組12耦接電源端1-1，通訊端Ec耦接第二控制模組2與通訊模組16。其中，通訊端Ec可包括第一接腳Ec1與第二接腳Ec2，第一接腳Ec1耦接第二控制迴路26，第二接腳Ec2通過通訊模組16耦接總線負極Bn。以及，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分別提供第二控制訊號Sc2與第三控制訊號Sc3，以進行相應地控制。

另外，前述之穩壓儲能模組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。

前述之第二控制模組2中，第一控制迴路24耦接總線負極Bn與路徑控制電路22的控制端，且第二控制迴路26耦接供電控制器14第一接腳Ec1與路徑控制電路22的控制端。其中，第一控制迴路24根據負極端En接入總線負極Bn接入暫態階段的第一控制訊號Sc1而提供第一控制迴路有效訊號Se1至路徑控制電路22，使路徑控制電路22導通電源端1-1與總線正極Bp電氣耦接關係，且供電控制器14則進一步處於上電工作狀態。處於上電工作狀態的供電控制器14透過第二接腳Ec2提供第三控制訊號Sc3經由通訊模組16耦接總線負極Bn而與負載設備200進行交握通訊，供電控制器14依據交握通訊結果對應由第一接腳Ec1輸出第二控制訊號Sc2。第二控制迴路26根據第一接腳Ec1輸出的第二控制訊號Sc2而提供第二控制迴路有效訊號Se2至路徑控制電路22，路徑控制電路22依據第二控制迴路有效訊號Se2導通電源端1-1與總線正極Bp電氣耦接關係，使供電控制器14繼續維持上電工作狀態，且供電控制器14控制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而處於供給電力階段。以及，第二控制迴路26根據第一接腳Ec1未輸出第二控制訊號Sc2而提供第二控制迴路無效訊號Sn2至路徑控制電路22，路徑控制電路22依據第二控制迴路無效訊號Sn2關斷電源端1-1與總線正極Bp電氣耦接關係，使供電控制器14進入斷電的停止工作狀態，且供電控制器14控制乙太網路電源供應器100停止將直流電壓Vdc提供至負載設備200而處於無供給電力階段。

前述供電控制器14第二接腳Ec2提供第三控制訊號Sc3經由通訊模組16耦接總線負極Bn而與負載設備200進行交握通訊，以確認負載設備200為有效負載或為無效負載，且供電控制器14依據負載設備200為有效負載而透過第一接腳Ec1輸出第二控制訊號Sc2，供電控制器14依據負載設備200為無效負載而透過第一接腳Ec1輸出第四控制訊號Sc4。其中，第二控制迴路26根據第一接腳Ec1輸出的第二控制訊號Sc2而提供第二控制迴路有效訊號Se2至路徑控制電路22，路徑控制電路22依據第二控制迴路有效訊號Se2導通電源端1-1與總線正極Bp電氣耦接關係，使供電控制器14繼續維持上電工作狀態，且供電控制器14控制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而處於供給電力階段。以及，第二控制迴路26根據第一接腳Ec1輸出第四控制訊號Sc4而提供第二控制迴路無效訊號Sn2至路徑控制電路22，路徑控制電路22依據第二控制迴路無效訊號Sn2關斷電源端1-1與總線正極Bp電氣耦接關係，使供電控制器14進入斷電的停止工作狀態，且供電控制器14控制乙太網路電源供應器100停止將直流電壓Vdc提供至負載設備200而處於無供給電力階段。

再者，前述供電控制器14依據負載設備200為有效負載而將總線負極Bn耦接接地，且供電控制器14依據負載設備200為無效負載而將總線負極Bn關斷接地。

前述具體實施例中，通訊模組16可以係進一步包括開關SWc，且第一接腳Ec1耦接開關SWc的控制端，開關SWc一端接地且另一端耦接總線負極Bn。以及，第二接腳Ec2則透過通訊模組16耦接總線負極Bn。因此，供電控制器14依據負載設備200為有效負載而提供第二控制訊號Sc2將開關SWc 導通，使總線負極Bn耦接接地。以及，供電控制器14依據負載設備200為無效負載而提供第四控制訊號Sc4將開關SWc關斷，使總線負極Bn關斷接地。

前述供電控制器14依據乙太網路供電規範(例如但不限於IEEE802.3的乙太網路供電規範)進行判斷負載設備200為有效負載或無效負載。其中，供電控制器14開始提供第三控制訊號Sc3通過總線負極Bn與負極端En而和負載設備200進行交握通訊，並依據此交握通訊結果控制乙太網路電源供應器100供給與負載設備200的電力。因此，當供電控制器14依據負載設備200為有效負載並處於供給電力階段時，供電控制器14控制供給負載設備200的功率是依據乙太網路供電規範定義。

另外，前述乙太網路供電規範也可由使用者自訂有效負載與無效負載定義，以及也可由使用者自訂有效負載時所供給的功率範圍定義。

前述第一控制迴路24係依據第一控制訊號Sc1所對應的總線負極Bn端點電壓Vc而對應提供第一控制迴路有效訊號Se1或第一控制迴路無效訊號Sn1。其中，第一控制訊號Sc1對應負極端En接入總線負極Bn且總線負極Bn尚未接地的接入暫態階段，第一控制迴路24係依據第一控制訊號Sc1而提供第一控制迴路有效訊號Se1至路徑控制電路22，路徑控制電路22依據第一控制迴路有效訊號Se1而導通使供電控制器14處於上電工作狀態。第一控制訊號Sc1對應負極端En接入總線負極Bn且總線負極Bn為接地而脫離接入暫態階段的狀態時，第一控制迴路24係依據第一控制訊號Sc1而提供第一控制迴路無效訊號Sn1至路徑控制電路22。以及，第一控制訊號Sc1對應負極端En抽離總線負極Bn的狀態時，第一控制迴路24係依據第一控制訊號Sc1而提供第一控制迴路無效訊號Sn1至路徑控制電路22。因此，當第一控制迴路24提供第一 控制迴路有效訊號Se1，且第二控制迴路26提供第二控制迴路無效訊號Sn2，使路徑控制電路22導通電源端1-1與總線正極Bp電氣耦接關係，且供電控制器14為上電工作狀態，但仍為無供給電力階段。當第一控制迴路24提供第一控制迴路無效訊號Sn1，且第二控制迴路26提供第二控制迴路有效訊號Se2，使路徑控制電路22導通電源端1-1與總線正極Bp電氣耦接關係，且供電控制器14為上電工作狀態，同時為供給電力階段。以及，當第一控制迴路24提供第一控制迴路無效訊號Sn1，且第二控制迴路26提供第二控制迴路無效訊號Sn2，使路徑控制電路22關斷電源端1-1與總線正極Bp電氣耦接關係，且供電控制器14進入斷電停止工作狀態。

具體而言，當負載設備200接入乙太網路電源供應器100中的總線負極Bn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迴路的接入暫態階段，使總線負極Bn的端點電壓Vc提升，因而。第一控制迴路24根據負載設備200接入暫態階段，總線負極Bn的端點電壓Vc提昇而提供第一控制迴路有效訊號Se1至路徑控制電路22。同時，由於供電控制器14當下仍處於斷電而停止工作的狀態，因此第二控制迴路26提供第二控制迴路無效訊號Sn2至路徑控制電路22。接續，路徑控制電路22根據第一控制迴路有效訊號Se1而導通，以在電源端1-1與總線正極Bp電氣耦接。同時，供電控制器14通過路徑控制電路22接收供電電壓Vcc(或直流電壓Vdc)而處於上電工作狀態，且供電控制器14第二接腳Ec2開始提供第三控制訊號Sc3與負載設備200嘗試溝通，以判斷負載設備200為有效負載或無效負載。

前述當供電控制器14通過第三控制訊號Sc3與負載設備200交握通訊，並判斷負載設備200為有效負載時，供電控制器14提供第二控制訊號Sc2(例如但不限於可以為高電位訊號)至通訊模組16，以控制通訊模組16將總線負極Bn接地而處於供給電力階段。在供給電力階段，電控制器14也提供第二控制訊號Sc2至第二控制迴路26，且總線負極Bn接地後，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接地而脫離接入暫態階段並進入供給電力階段，因此第一控制迴路24根據供給電力階段以提供第一控制迴路無效訊號Sn1至路徑控制電路22。第二控制迴路26則是根據第二接腳Ec2所提供的第二控制訊號Sc2而提供第二控制迴路有效訊號Se2至路徑控制電路22，使路徑控制電路22根據第二控制迴路有效訊號Se2而持續導通。

進一步而言，前述通訊模組16例如但不限於可以使用開關SWc構成，供電控制器14可在通訊端Ec的第二接腳Ec2提供第三控制訊號Sc3時，將第三控制訊號Sc3傳遞至總線負極Bn，在通訊完成後，供電控制器14通訊端Ec的第一接腳Ec1提供第二控制訊號Sc2將開關SWc導通，使總線負極Bn透過開關SWc接地。意即，第二控制訊號Sc2可以為高電位訊號，且此訊號電位足夠導通開關SWc。另外，在負載設備200抽離乙太網路電源供應器100時，通訊端Ec第一接腳Ec1提供第四控制訊號Sc4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為本發明第二控制模組第一實施例之電路方塊圖、圖3B為本發明第二控制模組第二實施例之電路方塊圖，復配合參閱圖1~2。在圖3A中，第一控制迴路24與第二控制迴路26可以為具有比較電位功能的電 路。以比較器所構成的電路為例，第一控制迴路24可耦接第一參考電壓Vref1，且第二控制迴路26可耦接第二參考電壓Vref2。第一控制迴路24比較的總線負極Bn所提供訊號與第一參考電壓Vref1，且根據比較結果提供第一控制迴路有效訊號Se1，使第一控制迴路24提供第一控制迴路有效訊號Se1導通路徑控制電路22。以及，第二控制迴路26比較第一接腳Ec1所提供的訊號與第二參考電壓Vref2，且根據比較結果提供第二控制迴路有效訊號Se2，使第二控制迴路26提供第二控制迴路有效訊號Se2導通路徑控制電路22。其中，當總線負極Bn所提供訊號電位高於第一參考電壓Vref1，使第一控制迴路24提供第一控制迴路有效訊號Se1導通路徑控制電路22，且當第一接腳Ec1所提供訊號電位高於第二參考電壓Vref2，使第二控制迴路26提供第二控制迴路有效訊號Se2導通路徑控制電路22。

另外，第一控制迴路24可進一步比較總線負極Bn端點電壓Vc所對應的第一控制訊號Sc1與第一參考電壓Vref1而提供第一控制迴路有效訊號Se1。以及，第二控制迴路26可進一步比較第一接腳Ec1所提供第二控制訊號Sc2與第二參考電壓Vref2而提供第二控制迴路有效訊號Se2。

再者，第一控制迴路24可進一步比較總線負極Bn端點電壓Vc所對應的第一控制訊號Sc1高於第一參考電壓Vref1時而提供第一控制迴路有效訊號Se1，且第一控制訊號Sc1低於第一參考電壓Vref1時而提供第一控制迴路無效訊號Sn1。以及，第二控制迴路26可進一步比較第一接腳Ec1所提供第二控制訊號Sc2高於第二參考電壓Vref2而提供第二控制迴路有效訊號Se2，且第二控制訊號Sc2低於第二參考電壓Vref2時而提供第二控制迴路無效訊號Sn2。

前述第一實施例中，其中當第一接腳Ec1所提供第二控制訊號Sc2或未提供第二控制訊號Sc2時的電位低於第二參考電壓Vref2時，第二控制迴路則提供第二控制迴路無效訊號Sn2。

前述第一實施例中，其中當第一接腳Ec1所提供第二控制訊號Sc2的電位低於第二參考電壓Vref2時，第二控制迴路則提供第二控制迴路無效訊號Sn2。

前述第一實施例中，路徑控制電路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迴路24與第二控制迴路26，以通過第一控制迴路24與第二控制迴路26所提供的訊號控制路徑開關222導通或關斷。當第一控制迴路24與第二控制迴路26的其中之一提供有效訊號時，路徑開關222導通，且當第一控制迴路24與第二控制迴路26皆提供無效訊號時，則路徑開關222關斷。

圖3B中，第一控制迴路24與第二控制迴路26可以為例如但不限於由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)所組成的開關電路。第一控制迴路24可以為第一開關元件SW1組成的開關電路，且第二控制迴路26也可以為第二開關元件SW2組成的開關電路，其中第一開關元件SW1與第二開關元件SW2可以為例如但不限於由MOSFET電晶體等具有開關功能的元件。當第一控制迴路24收到線負極Bn所提供的第一控制訊號Sc1時，第一開關元件SW1對應提供第一控制迴路有效訊號Se1使路徑控制電路22導通，以產生電源端1-1與總線正極Bp之間的電氣耦接關係。當第二控 制迴路26收到第二控制訊號Sc2時，第二開關元件SW2對應提供第二控制迴路有效訊號Se2使路徑控制電路22導通，以產生電源端1-1與總線正極Bp之間的電氣耦接關係。

前述實施例中，第一開關元件SW1與第二開關元件SW2為電晶體的實施中，可根據對應端點電壓Vc所對應的第一控制訊號Sc1，且透過第一控制訊號Sc1驅動第一開關元件SW1控制端使第一開關元件SW1導通或關斷，第一控制迴路24並依據第一開關元件SW1導通或關斷而對應提供第一控制迴路有效訊號Se1或第一控制迴路無效訊號Sn1。以及，可根據第一接腳Ec1所提供的第二控制訊號Sc2驅動第二開關元件SW2控制端使第二開關元件SW2導通或關斷，第二控制迴路26並依據第二開關元件SW2導通或關斷而對應提供第二控制迴路有效訊號Se2或第二控制迴路無效訊號Sn2。

另外，可進一步根據第一接腳Ec1所提供的第二控制訊號Sc2及第四控制訊號Sc4驅動第二開關元件SW2控制端，並分別對應使第二開關元件SW2導通及關斷，因此使第二控制迴路26依據第二控制訊號Sc2提供第二控制迴路有效訊號Se2，且第二控制迴路26依據第四控制訊號Sc4提供第二控制迴路無效訊號Sn2。

前述之實施例中，當第一控制迴路24提供第一控制迴路有效訊號Se1或第二控制迴路26提供第二控制迴路有效訊號Se2時，路徑開關222導通而產生電源端1-1與總線正極Bp之間的電氣耦接關係，且當第一控制迴路24提供第一控制迴路無效訊號Sn1同時第二控制迴路26提供第二控制迴路無效訊號Sn2時，則路徑開關222關斷。

前述之實施例中，前述第一控制迴路24可以係根據總線負極Bn端點電壓Vc提昇所對應的第一控制訊號Sc1而導通。

值得一提，於本發明之一實施例中，路徑控制電路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迴路24與第二控制迴路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為本發明第二控制模組第三實施例之電路方塊圖，復配合參閱圖3B。於本發明之第三實施例中，路徑控制電路22更進一步構成一自鎖電路，且當第一控制迴路24提供第一控制迴路有效訊號Se1時，使路徑控制電路22導通電源端1-1與總線正極Bp之間的電氣耦接關係，且在路徑控制電路22維持導通狀態中，第一控制迴路24停止提供第一控制迴路有效訊號Se1時，路徑控制電路22維持導通狀態。以及，在路徑控制電路22維持導通狀態中且第一控制迴路24停止提供第一控制迴路有效訊號Se1時，當第二控制迴路26 提供第二控制迴路無效訊號Sn2時，路徑控制電路22關斷電源端1-1與總線正極Bp之間的電氣耦接關係。

更進一步說明，第一控制迴路24提供第一控制迴路有效訊號Se1，使觸發路徑控制電路22由關斷狀態進入導通狀態，且在路徑控制電路22處於導通狀態時，第一控制迴路24停止或間斷提供第一控制迴路有效訊號Se1並不會改變路徑控制電路22的導通狀態。以及，第二控制迴路26提供第二控制迴路無效訊號Sn2，使觸發路徑控制電路22由導通狀態進入關斷狀態。

前述之路徑控制電路22的路徑開關222與驅動開關224中，驅動開關224可進一步為一端耦接路徑開關222的控制端，且驅動開關224的控制端耦接第一控制迴路24、第二控制迴路26與路徑開關222，使第一控制迴路24與路徑開關222用以驅使驅動開關224導通，第二控制迴路26用以驅使驅動開關224關斷，而驅動開關224進一步用以驅使路徑開關222導通或關斷。因此，當第一控制迴路24提供第一控制迴路有效訊號Se1而驅使驅動開關224導通時，驅動開關224進一步用以驅使路徑開關222導通，使路徑控制電路22導通電源端1-1與總線正極Bp之間的電氣耦接關係，且在路徑控制電路22維持導通狀態中，第一控制迴路24停止提供第一控制迴路有效訊號Se1時，已經導通的路徑開關222進一步用以驅使驅動開關224導通，使路徑開關222與驅動開關224持續相互驅使為導通，而鎖定路徑控制電路22維持在導通狀態，使路徑控制電路22也維持導通電源端1-1與總線正極Bp之間的電氣耦接關係。以及，在路徑控制電路22維持導通狀態中且第一控制迴路24停止提供第一控制迴路有效訊號Se1時，當第二控制迴路26提供第二控制迴路無效訊號Sn2而關斷驅動開關 224，關斷的驅動開關224也進一步關斷路徑控制電路22，最後使路徑控制電路22關斷電源端1-1與總線正極Bp之間的電氣耦接關係。

請參閱圖5為本發明乙太網路電源供應器的省電控制方法之方法流程圖，復配合參閱圖1~4。本發明之省電控制方法主要係用以在負載設備200未接入乙太網路電源供應器100時，控制第一控制模組1斷電而處於停止工作的狀態，以節省乙太網路電源供應器100電力之消耗。因此，省電控制方法包括，偵測負載設備的接入與否而導通或關斷第一控制模組的電源端與總線正極之間的路徑控制電路(S100)。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斷電而處於停止工作的狀態，且當負載設備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上電而處於工作狀態。然後，根據負極端接入總線負極而通過第一控制迴路導通路徑控制電路(S200)。較佳的實施方式為，第一控制迴路24根據負載設備200接入時的暫態階段下，總線負極Bn的端點電壓Vc提昇而提供第一控制迴路有效訊號Se1至路徑控制電路22。路徑控制電路22根據第一控制迴路有效訊號Se1而導通，以在電源端1-1與第一端部總線正極Bp電氣耦接。

然後，根據總線負極接地而改由通過第二控制迴路導通路徑控制電路(S300)。較佳的實施方式為，在總線負極Bn接地而脫離負極端En接入總線負極Bn暫態階段時，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，以對負載設備200供電。此時，由於總線負極Bn接地，因此第二控制迴路26根據通訊端Ec的第一接腳Ec1所提供的第二控制訊號Sc2而提供第二控制迴路有效訊號Se2至路徑控制電路22。路徑控制電路22根據第二控 制迴路有效訊號Se2而持續導通。最後，根據負極端抽離總線負極而關斷路徑控制電路(S400)。較佳的實施方式為，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。供電控制器14根據總線負極Bn的端點電壓Vc電位的轉變而改提供第四控制訊號Sc4至通訊模組16。第一控制迴路24根據總線負極Bn的端點電壓Vc電位的轉變而提供第一控制迴路無效訊號Sn1至路徑控制電路22。第二控制迴路26則是根據第四控制訊號Sc4而提供第二控制迴路無效訊號Sn2至路徑控制電路22。路徑控制電路22根據第一控制迴路無效訊號Sn1與第二控制迴路無效訊號Sn2而關斷路徑控制電路22。

值得一提，於上述的實施例中，並不限定各個電路中所包含的具體電路元件及其耦接關係，舉凡可達成上述功能的電路、控制器(搭配內部軟體控制)等實施方式，皆應包含在本實施例之範疇當中。此外，於本發明之一實施例中，上述步驟的細部流程可參照圖2所描述的內容，在此不再加以贅述。

惟，以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包括於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，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

Sh:第一控制訊號

So:外部訊號

Claims (22)

1. 一種乙太網路電源供應器，通過一總線正極與一總線負極耦接一負載設備的一正極端與一負極端並接收一直流電壓，該乙太網路電源供應器包括：一第一控制模組，包括一電源端，且另一端耦接該總線負極並用以控制該乙太網路電源供應器供給該負載設備的電力；及一第二控制模組，耦接該第一控制模組、該總線正極與該總線負極，且包括：一路徑控制電路，用以導通或關斷該電源端與該總線正極的耦接關係；一第一控制迴路，耦接該總線負極與該路徑控制電路，且用以根據該負極端接入該總線負極的接入暫態階段提供一第一控制訊號而導通該路徑控制電路；及一第二控制迴路，耦接該第一控制模組與該路徑控制電路，且用以根據該第一控制模組提供的一第二控制訊號而導通該路徑控制電路；其中，該總線負極根據該負極端接入或抽離該總線負極而提供該第一控制訊號；該第一控制模組提供該第二控制訊號；該第二控制模組中係用以根據該負極端抽離該總線負極而關斷該路徑控制電路；以及該第一控制模組用以根據該路徑控制電路的導通而處於上電工作狀態，用以根據該路徑控制電路的關斷而處於斷電停止工作狀態。
2. 如請求項1所述之乙太網路電源供應器，其中該第一控制模組處於上電工作狀態且將該總線負極接地，並脫離接入暫態階段，以通過該總線正極與該總線負極提供該直流電壓至該負載設備。
3. 如請求項2所述之乙太網路電源供應器，其中該第一控制模組於確認該負載設備為有效負載而提供該第二控制訊號且將該總線負極接地，且於確認該負載設備無效負載而提供一第四控制訊號將該總線負極關斷接地。
4. 如請求項3所述之乙太網路電源供應器，其中該第一控制訊號係該總線負極的一端點電壓，該第一控制迴路比較該第一控制訊號與一第一參考電壓，且根據該第一控制訊號與該第一參考電壓比較結果係對應該負極端插入該總線負極狀態而導通該路徑控制電路；以及該第二控制迴路比較該第二控制訊號及一第二參考電壓，且根據該第二控制訊號與該第二參考電壓的比較結果係對應該負載設備為有效負載狀態而導通該路徑控制電路。
5. 如請求項4所述之乙太網路電源供應器，其中該第一控制模組於確認該負載設備無效負載而提供該第四控制訊號且將該總線負極中斷接地；該第二控制迴路比較該第四控制訊號及該第二參考電壓；以及根據該第一控制訊號與該第一參考電壓比較結果係對應該負極端抽離該總線負極狀態，且該第四控制訊號與該第二參考電壓的比較結果係對應該負載設備無效負載狀態，該第二控制模組關斷該路徑控制電路。
6. 如請求項3所述之乙太網路電源供應器，其中該第二控制迴路比較該第二控制訊號及一第二參考電壓，且根據該第二控制訊號與該第二參考電壓的比較結果係對應該負載設備為有效負載狀態而導通該路徑控制電路。
7. 如請求項6所述之乙太網路電源供應器，其中該第一控制模組於確認該負載設備無效負載而提供該第四控制訊號且將該總線負極中斷接地；以及該第二控制迴路比較該第四控制訊號及一第二參考電壓，且該第四控制訊 號與該第二參考電壓的比較結果係對應該負載設備無效負載狀態而關斷該路徑控制電路。
8. 如請求項3所述之乙太網路電源供應器，其中該第一控制迴路係包括一第一開關元件所構成的開關電路；該第一控制訊號係該總線負極的一端點電壓，該第一開關元件根據該負載設備的接入暫態階段的該第一控制訊號而導通，且該第二控制模組根據該第一開關元件的導通而導通該路徑控制電路。
9. 如請求項3所述之乙太網路電源供應器，其中該第二控制迴路係包括一第二開關元件所構成的開關電路；該第二開關元件收到該第二控制訊號而導通，該第二控制模組根據該第二開關元件的導通而導通該路徑控制電路。
10. 如請求項9所述之乙太網路電源供應器，其中該第一控制模組於確認該負載設備無效負載而提供該第四控制訊號，且該第一控制模組將該總線負極中斷接地；該第二開關元件收到該第四控制訊號而關斷；以及根據該第一控制訊號係對應該負極端抽離該總線負極狀態且該第二開關元件為關斷，該第二控制模組關斷該路徑控制電路。
11. 如請求項3所述之乙太網路電源供應器，其中該第一控制模組包括：一供電控制器，耦接該路徑控制電路與該第二控制模組，且用以根據該路徑控制電路的導通而接收該直流電壓，以處於上電工作狀態而提供該第二控制訊號；及一通訊模組，耦接該供電控制器與該總線負極，且傳輸一第三控制訊號至該總線負極進行交握機制。
12. 如請求項11所述之乙太網路電源供應器，其中該供電控制器透過該通訊模組傳輸該第三控制訊號至該總線負極而進行交握機制並用以於確認為該有效負載而提供該第二控制訊號控制該通訊模組將該總線負極接地，及用以於確認該負載設備無效負載狀態或該負極端抽離該總線負極狀態而提供該第四控制訊號。
13. 如請求項12所述之乙太網路電源供應器，其中該第一控制訊號係該總線負極的一端點電壓，且根據該第一控制訊號係對應該負極端插入該總線負極狀態而導通該路徑控制電路；其中，該第一控制迴路根據該第一控制訊號係對應用以根據該負極端接入該總線負極的接入暫態階段，且該第二控制迴路根據該第二控制訊號係對應該負載設備為有效負載狀態，該第二控制模組導通該路徑控制電路；及該第一控制迴路根據該第一控制訊號係對應脫離接入暫態階段或該負極端抽離該總線負極狀態，且該第二控制迴路根據該第四控制訊號係對應該負載設備無效負載狀態，該第二控制模組關斷該路徑控制電路。
14. 如請求項3所述之乙太網路電源供應器，其中該路徑控制電路包括：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控制端，且該驅動開關控制端耦接該第一控制迴路與該第二控制迴路；其中，該第一控制迴路與該第二控制迴路用以驅動該路徑開關導通或關斷，且該驅動開關用以驅動該路徑開關導通或關斷；該第一控制迴路根據該負極端接入該總線負極的暫態階段所對應的該第一控制訊號或該第二控制迴路根據第 二控制訊號而導通該驅動開關，且導通狀態的該驅動開關驅動該路徑開關導通，並進一步導通該電源端與該總線正極的耦接關係；及該第二控制模組中的該第一控制迴路與該第二控制迴路係用以根據該負極端抽離該總線負極而關斷該驅動開關，且關斷狀態的該驅動開關驅動該路徑開關關斷，並進一步關斷該電源端與該總線正極的耦接關係。
15. 一種乙太網路電源供應器，通過一總線正極與一總線負極耦接一負載設備的一正極端與一負極端並接收一直流電壓，該乙太網路電源供應器包括：一第一控制模組，包括一電源端，且另一端耦接該總線負極並用以控制該乙太網路電源供應器供給該負載設備的電力；及一第二控制模組，耦接該第一控制模組、該總線正極與該總線負極，且包括：一路徑控制電路，用以導通或關斷該電源端與該總線正極的耦接關係；一第一控制迴路，耦接該總線負極與該路徑控制電路，且用以根據該負極端接入該總線負極而提供一第一控制迴路有效訊號觸發該路徑控制電路由關斷狀態進入導通狀態，且該第一控制模組對應為上電工作狀態；及一第二控制迴路，耦接該第一控制模組與該路徑控制電路，且用以根據該負極端抽離該總線負極而提供一第二控制迴路無效訊號觸發該路徑控制電路由導通狀態進入關斷狀態，且該第一控制模組對應為斷電狀態；其中，在該第一控制模組對應為上電工作狀態時，該第一控制模組根據該負極端抽離該總線負極使該第二控制迴路提供該第二控制迴路無效訊號。
16. 如請求項15所述之乙太網路電源供應器，其中該路徑控制電路包括： 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控制端，且該驅動開關控制端耦接該第一控制迴路、該第二控制迴路與該路徑開關；其中，該第一控制迴路有效訊號觸發該驅動開關為導通狀態，使該驅動開關驅動該路徑開關為導通狀態，且根據導通狀態的該路徑開關使該驅動開關維持導通狀態，該路徑控制電路對應維持導通該電源端與該總線正極的耦接關係；及該第二控制迴路無效訊號觸發該驅動開關為關斷狀態，使該驅動開關驅動該路徑開關為關斷狀態，且根據關斷狀態的該路徑開關使該驅動開關維持關斷狀態，該路徑控制電路對應維持關斷該電源端與該總線正極的耦接關係。
17. 一種乙太網路電源供應器的省電控制方法，該乙太網路電源供應器接收一直流電壓，且耦接一負載設備的一正極端與一負極端；該乙太網路電源供應器包括一第一控制模組，且該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，以及通過該總線負極耦接該負極端，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；該省電控制方法包括下列步驟：偵測該負載設備的接入與否而導通或關斷該第一控制模組的一電源端與該總線正極之間的一路徑控制電路；根據該負極端接入該總線負極而通過一第一控制迴路導通該路徑控制電路；根據該總線負極接地而改由通過一第二控制迴路導通該路徑控制電路；及根據該負極端抽離該總線負極而關斷該路徑控制電路。
18. 如請求項17所述之省電控制方法，更包括下列步驟： 該第一控制迴路根據該總線負極的一端點電壓提昇而提供一第一控制迴路有效訊號；該第二控制迴路根據該第一控制模組係處於斷電而停止工作的狀態而提供一第二控制迴路無效訊號；及根據該第一控制迴路有效訊號與該第二控制迴路無效訊號導通該路徑控制電路。
19. 如請求項18所述之省電控制方法，其中該第一控制模組根據該路徑控制電路導通而處於上電且工作狀態，且通過提供該第一控制訊號確認該負載設備是否為該有效負載。
20. 如請求項18所述之省電控制方法，其中該第一控制模組於溝通完成而提供一第二控制訊號將該總線負極接地，且該省電控制方法更包括下列步驟：該第一控制迴路根據該總線負極接地而提供一第一控制迴路無效訊號；該第二控制迴路根據該第二控制訊號而提供一第二控制迴路有效訊號；及根據該第一控制迴路無效訊號與該第二控制迴路有效訊號導通該路徑控制電路。
21. 如請求項18所述之省電控制方法，其中該第一控制模組根據該負極端抽離該總線負極而提供一第四控制訊號，且該省電控制方法更包括下列步驟：該第一控制迴路根據該總線負極的一端點電壓處於第一電位而提供一第一控制迴路無效訊號；該第二控制迴路根據該第四控制訊號而提供一第二控制迴路無效訊號；及 根據該第一控制迴路無效訊號與該第二控制迴路無效訊號關斷該路徑控制電路。
22. 如請求項18所述之省電控制方法，其中該第一控制模組確認該負載設備非為該有效負載而提供一第二控制訊號將該總線負極接地，且控制乙太網路電源供應器提供一默認電力至該負載設備。

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