专利名称：高压绝缘防护与电压及输出功率自动调节的网络供电系统的制作方法
技术领域：
本发明关于一种网络供电系统，尤指具有高压绝缘防护与电压及输出功率自动调 节的网络供电系统。
背景技术：
电力于局域网络(Power over Ethernet,P0E)的技术通过一条双绞线传输网络数 据与电力于一受电装置。利用上述的技术时，可将供电设备利用双绞线连接大量的受电设 备，例如网络摄影机。系统架设者可随意将受电装置摆放所欲摆设的位置，而不需顾虑附近 是否有电源插座，或是另外设置电源线连接该受电设备，可大幅减少受电装置另外布设电 源线路的成本。然而，当受电装置消耗功率到达一定的数目时，该供电设备的升压电路需转换大 量的功率，会造成升压电路本身的温度升高，进而使升压电路的输出功率降低，造成所有的 受电装置供电不足，无法稳定的运作。另外，由于供电设备直接以双绞线供应电力与传输数据于该受电装置，若只要其 中一台受电装置故障、短路或遭遇雷击等状况，会产生大量的高压电传经由双绞线传输于 供电设备，造成供电设备的损坏及后端操作人员发生感电的危险。
发明内容
为了改善上述现有的缺点，本发明的目的是提供一种具有高压绝缘防护与电压及 输出功率自动调节的网络供电系统，其利用一温度传感器感测变压及高压隔离模块的温 度，并以一处理模块并依据该温度控制配电模块停止对至少一受电装置供电，以降低该变 压及高压隔离模块的温度，当温度降低时以提高该变压及高压隔离模块的输出功率及效 率。另外并于该网络供电系统中设置具有高压绝缘防护(Hi-Pot & Isolation)的装置，以 防止高压电对该网络供电系统及操作人员造成损害。为了达到上述的目的，本发明提供一种高压绝缘防护与电压及输出功率自动调节 的网络供电系统，其包括一变压及高压隔离模块、一温度传感器、一配电模块、与一处理模 块。该变压及高压隔离模块用以接收一第一电能后输出一第二电能。该温度传感器用以感 测该变压及高压隔离模块的温度，以测量出一警戒温度。该配电模块与该变压及高压隔离 模块耦接，以接受该第二电能，并对多个受电装置传送电力。该处理模块分别与该配电模块 及该温度传感器耦接，并用以读取该警戒温度。其中该处理模块依据该警戒温度控制该配 电模块，以使该配电模块停止对该些受电装置的至少之一提供电力。并且还进一步包含一第一信号隔离器，耦接于该温度传感器与该处理模块之间、 一第二信号隔离器，耦接于该配电模块与该处理模块之间、以及一高压隔离模块，耦接于” 变压及高压隔离”模块与处理模块之间，以阻隔两者间的高压电传输。综上所述，本发明可于由停止供应不常使用或不具重要性的受电装置电力，以使 得其它正常运作的较高优先及重要的受电装置具有足够充足的电力，能稳定的运作，并于
4“变压及高压隔离”模块的温度逐渐降低后，恢复之前停止供电的受电装置，以使本发明具 有电压自动调整及输出功率依据操作温度自动调节输出的功能。另由上述的信号隔离器、 高压隔离模块，以使本发明具有高压绝缘防护的功能，以防止供电设备的损坏及后端操作 人员感电危险。 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1，本发明的具有高压绝缘防护与电压及输出功率自动调节的网络供电系统图。
其中，附图标记
网络供电系统1000
变压及高压隔离模块100
配电模块200
网络模块300
收发模块310、310a
网络信号输出隔离器320
局域网络供电信号输出隔离器400
温度传感器500
处理模块600
信号隔离器700、700a
高压隔离模块800
受电装置2000
第一电能Il
第二电能12
传输线Ll
具体实施例方式下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述请参阅图1，本发明的具高压绝缘防护与电压及输出功率自动调节的网络供电系 统1000图。其中该网络供电系统1000可使用电力于局域网络(Powerover Ethernet,Ρ0Ε) 的技术通过一条2对或4对双绞线传输网络数据与电力于一受电装置2000。其中该受电装 置2000可为一具有网络通讯功能的受电装置2000，其可为一网络摄影机(IP camera)、网 络电话机(VoIP phone)、无线网络基地台(Wireless AP)、全球互通微波存取设备(WiMAX) 等装置，但不以上述的装置为限。该网络供电系统1000包含一变压及高压隔离模块100、一配电模块200、一网络模 块300、多个收发模块310、多个网络信号输出隔离器320、多个局域网络供电信号输出隔离 器400、一温度传感器500、与一处理模块600。该变压及高压隔离模块100是用以接收一第一电能II，并将该第一电能Il的电 压转换后输出一第二电能12。其中该第一电能Il可为一直流电或一交流电(AC)，该交流 电的电压值介於80V至240V，频率50或60Hz，该第二电能12经由该变压及高压隔离模块100转换后可为一直流电。于本实施例中该第一电能Il可为一直流电，其电压值介于12V 至70V，该第二电能12亦为一直流电，其电压值介于48V至60V。该变压及高压隔离模块 100可为一直流升压电路，举例而言，该第一电能Il的电压值为24V，经由该变压及高压隔 离模块100升压后该第二电能12的电压值可为60V。该变压及高压隔离模块100可具有 高压绝缘的功能，以隔绝高压电自图中第二电能12侧进入第一电能Il侧或是由第一电能 Il侧进入第二电能12侧，进而隔绝高压电进入配电模块200及该处理模块600，或是隔离 自网络传输线Ll传导进入的高压，如高压突波(surge)或是雷击感应信号(Lightning)，以 避免造成系统损坏及人员伤害。本发明所述的高压电的产生主要可有三个原因一为电力系统负载切换所产生的 切换突波(Switching Surge)；一为自然界所产生的，如闪电直接或间接击中建筑物所产生 的闪电突波(Lightning Surge)，另一为经由短路或是供电故障产生的高压电。该瞬间高压 电的电压值可高达数千伏远大于第二电能12的电压值，因此会对本发明的网络供电系统 1000及受电装置2000造成损害并造成使用人发生感电危险及其相关设备损害。因此若该 传输线Ll线路遭受雷击感电产生高压电经由该变压及高压隔离模块100和高压隔离800 模块可将高压电隔绝。上述的高压绝缘的功能，于现有技术中具有多种方法达到，于本发明中并不局限 为何种方法，由于该高压绝缘为一现有技术，在此亦不加以累述。该配电模块200与该变压及高压隔离模块100、该局域网络供电信号输出隔离器 400、与该处理模块600耦接，该配电模块200用以接收该第二电能12，以将该第二电能12 通过该局域网络供电信号输出隔离器400配送电力于该些受电装置2000。该网络模块300可与因特网(network)及处理模块600耦接，以于该受电装置 2000与因特网间相互传输网络数据，该网络模块300所接收的网络数据可于该处理模块 600中处理，以通过因特网对本发明的网络供电系统1000作一控制，例如对于该配电模块 200的关闭与启动。该收发模块310 (transceiver)可与该网络模块300及该局域网络供电信号输出 隔离器400耦接，该收发模块310可传送接收由与其耦接的受电装置2000的网络数据并 传送于网络模块300，或是接收由该网络模块300的网络数据传送于与其耦接的受电装置 2000。该局域网络供电信号输出隔离器400，耦接于该网络模块300与该配电模块200， 用以从该网络模块300接收该网络数据与从该配电模块200接收电力，并将该网络数据与 该电力通过一条传输线Li，传输于与其耦接的受电装置2000。其中该传输线Ll可为一双 绞线，该双绞线可为一局域网络线。该局域网络供电信号输出隔离器400另可用以隔离由该受电装置2000所传送的 高压电，进入该配电模块200或是该收发模块310。该局域网络供电信号输出隔离器400的 高压隔离的技术，如前所述，亦可为一现有技术。该网络信号输出隔离器320可与收发模块310a与网络模块300耦接，并传送接收 因特网数据予收发模块310a，并通过收发模块310a将数据传送接收于网络模块300，以达 到本网络供电系统1000可与因特网互连功能。该网络信号输出隔离器320另可用以隔离由该因特网所传送的高压电，进入该收发模块310a与该网络模块300。该网络信号输出隔离器320的高压隔离的技术，如前所述， 亦可为一现有技术。该温度传感器500可于该变压及高压隔离模块100耦接，并用以感测该变压及高 压隔离模块100的温度，以测量出一警戒温度。该温度传感器500于现有技术中亦有多种 可感测温度的方法，于本发明中并不局限为何种方法。该处理模块600可为一中央处理芯片及其相关电路所构成，该处理模块600分别 与该配电模块200、该温度传感器500与该网络模块300耦接，并用以读取该警戒温度。该 处理模块600依据该警戒温度控制该配电模块200，以使该配电模块200停止对该些受电装 置2000的至少之一提供电力。由于当使用过多的受电装置2000或是使用时间过长等因素，会使该变压及高压 隔离模块100转换第一电能Il的电流量升高，进而使变压及高压隔离模块100的温度升 高。由于变压及高压隔离模块100的温度升高，会造成变压及高压隔离模块100的转换功率 及效率下降，举例而言，若该变压及高压隔离模块100转换1000安培的电流，于正常温度下 可转换出900安培的电流，但随者变压及高压隔离模块100的温度升高，所转换出的电流量 会递减，进而不能提供所有的受电装置2000足够的电力，因此会造成所有的受电装置2000 的运作不稳定。本发明可于处理模块600中设定于该警戒温度于一安全数值以上，于不同的温度 下所需停止供应受电装置2000电力的数量。由于该变压及高压隔离模块100所需转换的 电流量减少，因此该变压及高压隔离模块100的温度会逐渐降低，并进而逐渐提高对电压 及电流的输出功率及效率。当该温度传感器500所感测的警戒温度逐渐下降时，该处理模块600可依据设定 逐一提供受电装置2000电力，当该温度传感器500所感测的该警戒温度在一安全数值以下 时，该处理模块600控制该配电模块200自动对所有该些受电装置2000恢复提供电力。另外，每一受电装置2000可由处理模块600设定使用优先级，当该处理模块600 控制配电模块200停止对该些受电装置2000的至少之一提供电力时，优先从使用优先级较 低者开始停止供应电力。因此本发明可于由停止供应不常使用或不具重要性的受电装置2000电力，以使 得其它正常运作的较高优先及重要的受电装置2000具有足够充足的电力，能稳定的运作， 并于变压及高压隔离模块100的温度逐渐降低后，恢复之前停止供电的受电装置，以使本 发明具有电压及输出功率自动调节的功能，以防止供电设备的损坏及后端操作人员感电危险。上述对于处理模块600的设定，可经由网络模块300传送操作指令于该处理模块 600加以设定，以使本发明的网络供电系统1000具有远程操作的功能。于本发明中可于还进一步包含多个信号隔离器700与至少一高压隔离模块800， 信号隔离器700 (第一信号隔离器)可耦接于该温度传感器500与该处理模块600之间，信 号隔离器700a (第二信号隔离器)耦接于该配电模块200与该处理模块600之间。上述的 信号隔离器700、700a并不限制装设于上述位置。上述的信号隔离器700、700a可由光耦合器(photo coupler)所构成，光耦合器 的运作原理为由光电耦合器的输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流
7的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输 出端引出。由于光电耦合器的输入端与输出端彼此绝缘，因此产生电化隔离(galvanic isolation)的效果，能隔绝高压电以保护电路回路，削弱环境噪声。上述的光耦合器是为一 现有技术，在此不作更进一步解释。高压隔离模块800耦接于变压及高压隔离模块100与处理模块600之间，以阻隔 两者间的高压电传输。上述的高压隔离模块800并不限制装设于上述位置。该高压隔离模 块800隔离高压电的技术于现有技术上可具有多种，于本发明并不予以限制。由上述的信号隔离器700、高压隔离模块800与变压及高压隔离模块100、网络信 号输出隔离器320及局域网络供电信号输出隔离器400的具有高压电隔离功能，可使本发 明的网络供电系统1000具有高压绝缘防护的功能。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
一种高压绝缘防护与电压及输出功率自动调节的网络供电系统，其特征在于，包含一变压及高压隔离模块，用以接收一第一电能后输出一第二电能；一温度传感器，用以感测该变压及高压隔离模块的温度，以测量出一警戒温度；一配电模块，与该变压及高压隔离模块耦接，以接受该第二电能，并对多个受电装置传送电力，以及控制分配电力予受电模块；一处理模块，分别与该配电模块及该温度传感器耦接，并用以读取该警戒温度；其中该处理模块依据该警戒温度控制该配电模块，以使该配电模块停止对该些受电装置的至少之一提供电力。
2.根据权利要求1所述的网络供电系统，其特征在于，该变压及高压隔离模块，用以将 该第一电能升压为第二电能。
3.根据权利要求1所述的网络供电系统，其特征在于，该第一电能为一直流电。
4.根据权利要求1所述的网络供电系统，其特征在于，该第一电能为一交流电，其电压 值介于80V至240V，频率50或60Hz。
5.根据权利要求1所述的网络供电系统，其特征在于，该第二电能为一直流电。
6.根据权利要求1所述的网络供电系统，其特征在于，该第一电能的电压值介于12V至70V。
7.根据权利要求1所述的网络供电系统，其特征在于，该第二电能的电压值介于48V至60V。
8.根据权利要求1所述的网络供电系统，其特征在于，该变压及高压隔离模块具有高 压绝缘的功能，以隔绝高压电进入配电模块，或是隔离自网络传输线传导进入的高压。
9.根据权利要求1所述的网络供电系统，其特征在于，该警戒温度在一安全数值以下， 该处理模块控制该配电模块对所有该些受电装置提供电力。
10.根据权利要求1所述的网络供电系统，其特征在于，还进一步包含 一网络模块，用以传输网络数据于该些受电装置；以及一局域网络供电信号输出隔离器，耦接于该网络模块与该配电模块，用以从该网络模 块接收该网络数据与从该配电模块接收电力，并将该网络数据与该电力传输于该受电装置。
11.根据权利要求9所述的网络供电系统，其特征在于，该局域网络供电信号输出隔离 器通过一条传输线传输该网络数据与该电力于该受电装置。
12.根据权利要求10所述的网络供电系统，其特征在于，该传输线为一2对或4对双绞线。
13.根据权利要求9所述的网络供电系统，其特征在于，该局域网络供电信号输出隔离 器用以藕合由配电模块所传送电压及电流予受电装置。
14.根据权利要求9所述的网络供电系统，其特征在于，还进一步包含一网络信号输出 隔离器，与该网络模块耦接，并用以隔离由因特网所传送的高压电，进入该网络模块。
15.根据权利要求1所述的网络供电系统，其特征在于，还进一步包含一第一信号隔离 器，耦接于该温度传感器与该处理模块之间。
16.根据权利要求15所述的网络供电系统，其特征在于，该第一信号隔离器为一光耦o
17.根据权利要求1所述的网络供电系统，其特征在于，还进一步包含一第二信号隔离 器，耦接于该配电模块与该处理模块之间。
18.根据权利要求17所述的网络供电系统，其特征在于，该第二信号隔离器为一光耦ο
19.根据权利要求1所述的网络供电系统，其特征在于，还进一步包含一高压隔离模 块，耦接于变压及高压隔离模块与处理模块之间，以阻隔两者间的高压电传输。
20.根据权利要求1所述的网络供电系统，其特征在于，该受电装置为一具有网络通讯 功能的受电装置。
21.根据权利要求1所述的网络供电系统，其特征在于，该些受电装置为一网络摄影 机、网络电话机、无线网络基地台、或全球互通微波存取设备。
全文摘要
一种高压绝缘防护与电压及输出功率自动调节的网络供电系统，是利用一温度传感器感测变压及高压隔离模块的温度，并以一处理模块依据该温度控制配电模块停止对至少一受电装置供电，以降低该变压及高压隔离模块的温度，以提高该变压及高压隔离模块的输出功率。
文档编号G05B19/04GK101964541SQ20091015149
公开日2011年2月2日 申请日期2009年7月23日 优先权日2009年7月23日
发明者范维乾 申请人:惠通科技股份有限公司