CN113555865B - 供电设备与连线检查方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及供电设备与连线检查方法。供电设备包含控制逻辑电路以及分别经由网络缆线中的第一与第二导线对耦接至受电装置的多个电流源电路。控制逻辑电路于第一期间控制该些电流源电路中的一者经由第一导线对从受电装置汲取电流,以侦测第一导线对的第一电压以及第二导线对的第二电压,于第二期间控制该些电流源电路分别经由第一与第二导线对从受电装置汲取复数个电流,以侦测第一导线对的第三电压与第二导线对的第四电压,并根据第一至第四电压确认受电装置是否为单特征或双特征。
Description
技术领域
本案是关于供电设备,尤其是关于应用于以太网络供电的供电设备与其连线检查方法。
背景技术
以太网络供电(Power over Ethernet,POE)的技术可允许网络缆线同时传输数据与受电装置(powered device)所需的电源。于IEEE 802.3bt规范中,受电装置可分为单特征(single signature)受电装置与双特征(dual signature)受电装置。为了能够正确配置电源,供电设备应在连线过程中正确检测出受电装置是单特征受电装置或是双特征受电装置。
发明内容
于一些实施例中,供电设备包含复数个电流源电路以及控制逻辑电路。复数个电流源电路用以分别经由网络缆线中的第一导线对与第二导线对耦接至受电装置。控制逻辑电路用以于第一期间控制该些电流源电路中的第一电流源电路经由第一导线对从受电装置汲取电流,以侦测第一导线对的第一电压以及第二导线对的第二电压,于第二期间控制该些电流源电路分别经由第一导线对与第二导线对从受电装置汲取复数个电流,以侦测第一导线对的第三电压与第二导线对的第四电压,并根据第一电压、第二电压、第三电压与第四电压确认受电装置是否为单特征受电装置或双特征受电装置。
于一些实施例中,连线检查方法包含下列操作:于第一期间控制第一电流源电路经由网络缆线中的第一导线对从受电装置汲取一电流,以侦测第一导线对的第一电压以及网络缆线的第二导线对的一第二电压;于第二期间控制第一电流源电路与第二电流源电路分别经由第一导线对与第二导线对从受电装置汲取复数个电流,以侦测第一导线对的第三电压与第二导线对的第四电压;以及根据第一电压、第二电压、第三电压与第四电压确认受电装置是否为单特征受电装置或双特征受电装置。
有关本案的特征、实作与功效,兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。
附图说明
图1A为根据本案一些实施例绘制一种供电设备的示意图;
图1B为根据本案一些实施例绘制图1A中的受电装置的示意图;
图1C为根据本案一些实施例绘制图1A中的受电装置的示意图;
图2A为根据本案一些实施例绘制图1A的相关讯号的波形示意图;
图2B为根据本案一些实施例绘制图1A的相关讯号的波形示意图;以及
图3为根据本案一些实施例绘制一种连线检查方法的流程图。
具体实施方式
本文所使用的所有词汇具有其通常的意涵。上述的词汇在普遍常用的字典中的定义,在本案的内容中包含任一于此讨论的词汇的使用例子仅为示例,不应限制到本案的范围与意涵。同样地,本案亦不仅以于此说明书所示出的各种实施例为限。
关于本文中所使用的『耦接』或『连接』,均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触,或是相互间接作实体或电性接触,亦可指二或多个元件相互操作或动作。如本文所用,用语『电路系统(circuitry)』可为由至少一电路(circuit)所形成的单一系统,且用语『电路』可为由至少一个晶体管与/或至少一个主被动元件按一定方式连接以处理讯号的装置。
如本文所用,用语『与/或』包含了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。在本文中,使用第一、第二与第三等等的词汇,是用于描述并辨别各个元件。因此,在本文中的第一元件也可被称为第二元件,而不脱离本案的本意。为易于理解,于各图式中的类似元件将被指定为相同标号。
图1A为根据本案一些实施例绘制一种供电设备100的示意图。于一些实施例中,供电设备100可适用于以太网络供电(Power over Ethernet,POE)系统。例如,供电设备100可经由网络缆线NC耦接至受电装置(powered device)100A,其中网络缆线NC可为具有RJ45连接器的双绞线。供电设备100可经由网络缆线NC提供电能与/或传输数据至受电装置100A。网络缆线NC包含多个线对,其中每一导线对对应于一通道。例如,导线LA与导线LB为对应于第一通道的第一导线对,导线LC与导线LD为对应于第二通道的第二导线对。
供电设备100包含插槽105、多个电流源电路110a以及110b、控制逻辑电路120以及模拟数字转换器(analog to digital converter,ADC)电路130。插槽105用以与网络缆线NC连接,以连接至受电装置100A。
多个电流源电路110a以及110b分别耦接至导线LB以及导线LD,以连接至受电装置100A。插槽105中连接导线LA以及导线LC的多个变压器用以接收电压Vps。于一些实施例中,电流源电路110a与/或电流源电路110b为可变电流源电路。于一些实施例中,电流源电路110a与/或电流源电路110b可为主动式(active)电流源电路或被动式(passive)电流源电路。
上述关于插槽105的设置方式用于示例,且本案并不以此为限。举例来说,于另一些实施例中,插槽105中连接导线LA(或导线LC)的变压器可连接至主动式电流源电路,且插槽105中连接导线LB(或导线LD)的变压器接收一低电压(例如为地电压)。于又一些实施例中,插槽105中连接导线LA(或导线LC)的变压器可连接至第一电流源电路,且插槽105中连接导线LB(或导线LD)的变压器可连接至第二电流源电路,其中第一电流源电路或第二电流源电路中至少一者为主动式电流源电路。
控制逻辑电路120可选择性地控制电流源电路110a或电流源电路110b中的至少一对应者经由第一通道或第二通道中的至少一对应者从受电装置100A汲取电流,以进行连线检查。藉由汲取电流的操作,控制逻辑电路120可侦测到第一导线对(即导线LA与导线LB)在期间T1的电压Vpri1与在期间T2的电压Vpri2,并可侦测第二导线对(即导线LC与导线LD)在期间T1的电压Vsec1与在期间T2的电压Vsec2。控制逻辑电路120可根据电压Vpri1、电压Vpri2、电压Vsec1以及电压Vsec2确认受电装置100A是单特征(single signature)受电装置或是双特征(dual signature)受电装置。
于一些实施例中,控制逻辑电路120可由执行后述图3的连线检查方法300的一或多个数字电路实施。例如,控制逻辑电路120可为微控制器(microcontroller)电路、数字讯号处理电路等等。上述关于控制逻辑电路120的实施方式用于示例,且本案并不以此为限。
ADC电路130耦接至插槽105,以接收多个电压Vpri1、Vpri2、Vsec1以及Vsec2。ADC电路130将多个电压Vpri1、Vpri2、Vsec1以及Vsec2分别转换为多个数字码DC1~DC4。控制逻辑电路120可根据多个数字码DC1~DC4获得多个电压Vpri1、Vpri2、Vsec1以及Vsec2的信息,并确认受电装置100A是单特征受电装置或是双特征受电装置。
图1B为根据本案一些实施例绘制图1A中的受电装置100A的示意图。受电装置100A包含插槽105A、整流电路125A、整流电路125B、特征电阻Rsig1、分类电路135A与其他电路137A。插槽105A用以与网络缆线NC连接,以连接至供电装备100。整流电路125A耦接至第一导线对,以对接收到的电流进行整流。整流电路125B耦接至第二导线对,以对接收到的电流进行整流。
于此例中,受电装置100A为单特征受电装置。第一导线对与第二导线对共享同一特征电阻Rsig1以及分类电路135A。特征电阻Rsig1为IEEE 802.3bt规范中用于特征检测的电阻,分类电路135A为IEEE 802.3bt规范中用于分类检测的电路。其他电路137A为受电装置100A的负载电路,例如可为(但不限于)控制器电路、直流对直流转换器电路等等。
图1C为根据本案一些实施例绘制图1A中的受电装置100A的示意图。相较于图1B,图1C的受电装置100A更包含特征电阻Rsig2、分类电路135B与其他电路137B。于此例中,受电装置100A为双特征受电装置。第一导线对与第二导线对各自连接至独立的特征电阻与分类电路。例如,第一导线对耦接至特征电阻Rsig1以及分类电路135A,且第二导线对耦接至特征电阻Rsig2以及分类电路135B。特征电阻Rsig2可为IEEE 802.3bt规范中用于特征检测的电阻,分类电路135B可为IEEE 802.3bt规范中用于分类检测的电路。类似于其他电路137A,其他电路137B为受电装置100A的负载电路,例如可为(但不限于)控制器电路、直流对直流转换器电路等等。
图2A为根据本案一些实施例绘制图1A的相关讯号的波形示意图。一并参照图1A、图1B以及图2A,以易于理解控制逻辑电路120的操作。于期间T1,控制逻辑电路120控制电流源电路110a经由第一导线对从受电装置100A汲取电流(后称电流CUR1,其电流方向以实线标示)。于期间T1,控制逻辑电路120控制电流源电路110b不经由第二导线对从受电装置100A汲取电流(后称电流CUR2)。换言之,于期间T1,电流CUR2为0。如图1B所示,在期间T1,电流CUR1将沿着整流电路125A中的二极管D1、特征电阻Rsig1以及整流电路125A中的二极管D2流回导线LB。于此条件下,如图2A所示,第一导线对在期间T1的电压Vpri1相当于特征电阻Rsig1的压差,即Vpri1=CUR1×Rsig1。
再者,由于控制逻辑电路120未控制电流源电路110b对第二导线对汲取电流,整流电路125B中的二极管D3的阳极的电位会经由供电设备100中的一电路(例如为一电阻;未示出)固定为0伏特(V)。于此条件下,第二导线对在期间T1的电压Vsec1为0V。此外,二极管D3与二极管D4皆不导通,故不会影响电流CUR1的流向。
于期间T2,控制逻辑电路120控制电流源电路110a经由第一导线对从受电装置100A汲取电流CUR1(其电流方向以虚线标示)。于期间T2,控制逻辑电路120控制电流源电路110b经由第二导线对从受电装置100A汲取电流CUR2(其电流方向以虚线标示)。于此例中,第一导线对与第二导线对共享同一特征电阻Rsig1。因此,于期间T2内流回第一导线对与第二导线对中每一者的电流为电流CUR1与电流CUR2的总和。于此条件下,如图2A所示,第一导线对在期间T2的电压Vpri2相当于特征电阻Rsig1的压差,即Vpri2=(CUR1+CUR2)×Rsig1。同样地,第二导线对在期间T2的电压Vsec2相当于特征电阻Rsig1的压差,即Vsec2=(CUR1+CUR2)×Rsig1。
于一些实施例中,控制逻辑电路120可比较电压Vpri1与电压Vpri2,并比较电压Vpri2与电压Vsec2,以确认受电装置100A是否为单特征装置。如图2A所示,若电压Vpri1小于电压Vpri2且电压Vpri2相同于电压Vsec2,控制逻辑电路120可确认受电装置100A为单特征装置。
图2B为根据本案一些实施例绘制图1A的相关讯号的波形示意图。一并参照图1A、图1C以及图2B,以易于理解控制逻辑电路120的操作。如前所述,于期间T1,控制逻辑电路120控制电流源电路110a经由第一导线对从受电装置100A汲取电流CUR1(其电流方向以实线标示),并控制电流源电路110b不经由第二导线对从受电装置100A汲取电流CUR2。于此条件下,如图2B所示,第一导线对在期间T1的电压Vpri1相当于特征电阻Rsig1的压差,即Vpri1=CUR1×Rsig1。类似于前述图2A,第二导线对在期间T1的电压Vsec1为0V。
于期间T2,控制逻辑电路120控制电流源电路110a经由第一导线对从受电装置100A汲取电流CUR1(其电流方向以虚线标示),并控制电流源电路110b经由第二导线对从受电装置100A汲取电流CUR2(其电流方向以虚线标示)。于此例中,第一导线对与第二导线对分别耦接至特征电阻Rsig1与特征电阻Rsig2。因此,于期间T2,流回第一导线对的电流为电流CUR1,且流回第二导线对的电流为电流CUR2。于此条件下,如图2B所示,在期间T2,第一导线对的电压Vpri2相当于特征电阻Rsig1的压差,即Vpri2=CUR1×Rsig1。同样地,在期间T2,第二导线对的电压Vsec2相当于特征电阻Rsig2的压差,即Vsec2=(CUR2)×Rsig2。
于一些实施例中,控制逻辑电路120可比较电压Vpri1与电压Vsec1,并比较电压Vpri1与电压Vpri2,以确认受电装置100A是否为双特征装置。如图2B所示,若电压Vpri1相同于电压Vpri2且电压Vpri1大于电压Vsec1,控制逻辑电路120可确认受电装置100A为双特征装置。
于一些实施例中,如先前图1A与图2A(或图2B)所示,控制逻辑电路120更用以将预设临界值TH1与电压Vpri1(或电压Vpri2)与电压Vsec2中一对应者进行比较,以确认第一导线对与第二导线对中的一对应者是否为开路。举例而言,若第一导线对为开路(例如为未连接至供电装置100A的状态),第一导线对相对于供电设备100的等效阻抗为无限大。于此条件下,若控制逻辑电路120控制电流源电路110a经由第一导线对汲取电流,第一导线对的电压Vpri1将快速变高而大于预设临界值TH1。如此,控制逻辑电路120可确认第一导线对为开路。依此类推,若第二导线对为开路,第二导线对的电压Vsec2将快速变高而大于预设临界值TH1。如此,控制逻辑电路120可确认第二导线对为开路。
于一些实施例中,预设临界值TH1可预先储存于控制逻辑电路120中的一暂存器(未示出)。于一些实施例中,预设临界值TH1可经由一输入输出接口(未示出)输入至控制逻辑电路120。
于一些实施例中,控制逻辑电路120可根据上述操作来侦测非标准型的受电装置。于一些实施例中,若控制逻辑电路120确认受电装置100A不为单特征受电装置、双特征受电装置或是非标准型的受电装置,控制逻辑电路120将判定受电装置100A为无效的受电装置,并停止连线程序。非标准型的受电装置可为未包含整流电路的装置与/或导致部分导线对会出现开路的装置。举例而言,受电装置100A为仅包含部分电路(例如为整流电路125A、特征电阻Rsig1、分类电路135A与/或其他电路137A)的双特征受电装置。当此受电装置100A与供电设备100连接时,第二导线对因未连接至受电装置100A中的电路(例如为整流电路125B、特征电阻Rsig2、分类电路135B与/或其他电路137B)故为开路。于此情况下,控制逻辑电路120可依据电压Vpri1以及电压Vpri2确认受电装置100A为双特征受电装置,并可根据电压Vsec2与预设临界值TH1确认第二导线对为开路。据此,控制逻辑电路120可判断受电装置100A为非标准型受电装置。
图3为根据本案一些实施例绘制一种连线检查方法300的流程图。于一些实施例中,连线检查方法300可由(但不限于)图1A的控制逻辑电路120执行。
于操作S310,于第一期间控制第一电流源电路经由网络缆线中的第一导线对从受电装置汲取电流,以侦测第一导线对的第一电压以及网络缆线中的第二导线对的第二电压。于操作S320,于第二期间控制第一电流源电路与第二电流源电路分别经由第一导线对与第二导线对从受电装置汲取复数个电流,以侦测第一导线对的第三电压与第二导线对的第四电压。于操作S330,根据第一电压、第二电压、第三电压与第四电压确认受电装置是否为单特征受电装置或双特征受电装置。
上述连线检查方法300的多个操作的说明可参考前述多个实施例,故于此不再赘述。上述多个操作仅为示例,并非限定需依照此示例中的顺序执行。在不违背本案的各实施例的操作方式与范围下,在连线检查方法300下的各种操作当可适当地增加、替换、省略或以不同顺序执行。或者,在连线检查方法300下的一或多个操作可以是同时或部分同时执行。
综上所述,本案一些实施例中的供电设备与连线检查方法可利用汲取电流的方式来侦测受电装置的装置类型以及判断网络缆线是否有开路的情形。
虽然本案的实施例如上所述,然而该些实施例并非用来限定本案,本技术领域具有通常知识者可依据本案的明示或隐含的内容对本案的技术特征施以变化,凡此种种变化均可能属于本案所寻求的专利保护范畴,换言之,本案的专利保护范围须视本说明书的申请专利范围所界定者为准。
【符号说明】
100:供电设备
100A:受电装置
105:插槽
110a,110b:电流源电路
120:控制逻辑电路
130:模拟数字转换器电路
DC1~DC4:数位码
LA,LB,LC,LD:导线对
NC:网络缆线
TH1:预设临界值
Vpri1,Vpri2,Vsec1,Vsec2,Vps:电压
105A:插槽
125A,125B:整流电路
Rsig1,Rsig2:特征电阻
135A,135B:分类电路
137A,137B:其他电路
D1~D4:二极管
CUR1,CUR2:电流
T1,T2:期间
300:连线检查方法
S310,S320,S330:操作
Claims (8)
1.一种供电设备,包含:
复数个电流源电路,用以分别经由一网络缆线中的一第一导线对以及一第二导线对耦接至一受电装置;以及
一控制逻辑电路,用以于一第一期间控制该些电流源电路中的一第一电流源电路经由该第一导线对从该受电装置汲取一电流,以侦测该第一导线对的一第一电压以及该第二导线对的一第二电压,于一第二期间控制该些电流源电路分别经由该第一导线对与该第二导线对从该受电装置汲取复数个电流,以侦测该第一导线对的一第三电压与该第二导线对的一第四电压,并根据该第一电压、该第二电压、该第三电压与该第四电压确认该受电装置是否为一单特征受电装置或一双特征受电装置,
其中该控制逻辑电路用以比较该第一电压与该第三电压,并比较该第三电压与该第四电压,以确认该受电装置是否为该单特征受电装置,以及
其中该控制逻辑电路用以比较该第一电压与该第三电压,并比较该第一电压与该第二电压,以确认该受电装置是否为该双特征受电装置。
2.根据权利要求1所述的供电设备,其中该控制逻辑电路用以于该第一期间控制该些电流源电路中的一第二电流源电路不从该受电装置汲取一电流,其中该第二电流源电路经由该第二导线对耦接至该受电装置。
3.根据权利要求1所述的供电设备,其中若该第一电压小于该第三电压且该第三电压相同于该第四电压,该控制逻辑电路确认该受电装置为该单特征受电装置。
4.根据权利要求1所述的供电设备,其中若该第一电压相同于该第三电压且该第一电压大于该第二电压,该控制逻辑电路确认该受电装置为该双特征受电装置。
5.根据权利要求1所述的供电设备,其中该控制逻辑电路更用以将一预设临界值与该第一电压与该第二电压中的一对应者比较,以确认该第一导线对与该第二导线对中的一对应者是否为开路。
6.根据权利要求5所述的供电设备,其中若该第一电压与该第二电压中的该对应者大于该预设临界值,该控制逻辑电路确认该第一导线对与该第二导线对中的该对应者为开路。
7.根据权利要求5所述的供电设备,其中若该控制逻辑电路确认该受电装置为该单特征受电装置或该双特征受电装置并确认第一导线对与该第二导线对中的该对应者为开路,该控制逻辑电路判断该受电装置为一非标准型受电装置。
8.一种连线检查方法,包含:
于一第一期间控制一第一电流源电路经由一网络缆线中的一第一导线对从一受电装置汲取一电流,以侦测该第一导线对的一第一电压以及该网络缆线的一第二导线对的一第二电压;
于一第二期间控制该第一电流源电路与一第二组电流源电路分别经由该第一导线对与该第二导线对从该受电装置汲取复数个电流,以侦测该第一导线对的一第三电压与该第二导线对的一第四电压;以及
根据该第一电压、该第二电压、该第三电压与该第四电压确认该受电装置是否为一单特征受电装置或一双特征受电装置,
其中基于该第一电压与该第三电压的比较结果以及该第三电压与该第四电压的比较结果来确认该受电装置是否为该单特征受电装置,以及
其中基于该第一电压与该第三电压的比较结果以及该第一电压与该第二电压的比较结果来确认该受电装置是否为该双特征受电装置。
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