以太网供电受电装置自动维持电力特征制造方法及图纸

在以太网供电PoE系统的所描述实例中，受电装置PD(300)具有用以测量所述PD中的来自供电设备PSE(302、304)的负载电流的电路。电路将所述所测量负载电流与第一阈值进行比较。电路(U3)自动产生负载脉冲以发信号通知所述PSE应维持到所述PD的电力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般来说涉及以太网供电(PoE)，且更特定来说，涉及睡眠模式中的维持电力特征(MPS)操作。
技术介绍
以太网供电是允许电力连同数据一起沿以太网电缆传递的系统。此准许单个以太网电缆(例如类别5或类别6电缆)给装置(例如无线接入点、IP相机及IP电话)提供数据连接及电力两者而无需运行单独电力及数据电缆。此在安装新系统时或在需要对现有系统做出改变时可节省相当大的成本，这是因为其消除对电工在安装系统时安装局部AC电力点或在网络上的装置被移动且不再接近电源插座时移动AC电力点的需要。这些系统通常受IEEE标准(例如IEEE标准802.3或当前版本IEEEStd802.3-2012)制约。较新系统中可用的较高电力量已导致其用于备用电源(其必须总是起作用的)及LED照明系统(其中即使简单地关断灯，仍必须维持一些至关重要的功能性)。IEEE标准要求在电流消耗降至低于预定限制(例如5mA或10mA)的情况下移除从PSE到PD的电力。为维持到PD的电力，PD可提供维持电力特征(MPS)，MPS是使PSE确保PD仍需要电力的电特征。有效MPS由以下各项组成：最小DC电流，例如10mA或每325ms递送至少一次的持续至少75ms的10mA脉冲；及与0.05μF并联的低于26.3KΩ的AC阻抗。并且，新IEEE标准802.3bt将很可能使用相同技术，但利用不同电流电平及时序值。并且，802.3bt将可能移除AC阻抗要求。当前系统使由PD汲取的电力维持高于最小值或需要来自外部源的激活信号来提供电流脉冲以满足MPS要求。
技术实现思路
在所描述实例中，以太网供电(PoE)系统包含受电装置(PD)，所述PD具有PD接口电路，所述PD接口电路包含用以测量所述PD中的来自供电设备(PSE)的负载电流的电路。电路将所测量负载电流与第一阈值进行比较。电路(响应于所述用以比较的电路)自动产生负载脉冲以发信号通知所述PSE应维持到所述PD的电力。在至少一个实例中，在以太网供电(PoE)系统中，用于受电装置(PD)的接口电路可耦合到供电设备(PSE)，所述接口电路具有：比较器，其耦合到第一电阻器，电流在所述PSE连接到所述PD内的负载时从所述PSE流动穿过所述第一电阻器，所述比较器测量跨越所述第一电阻器的电压降以确定负载电流且产生表示所述负载电流的输出信号。时序逻辑响应于所述输出信号而产生开关控制信号及启用信号。开关响应于开关控制信号中的一者而将第二电阻器插入于所述第一电阻器的电流路径中以产生更准确电流脉冲，从而满足MPS要求。误差放大器耦合到所述电流路径且响应于所述启用信号而自动产生具有充足量值的负载脉冲，所述负载脉冲连同由所述PD汲取的负载电流一起以信号形式通知所述PSE应维持到所述PD的电力。在至少一个实例中，以太网供电(PoE)系统的受电装置(PD)具有比较器，所述比较器测量所述PD中的负载电流且将所述负载电流与参考进行比较并产生输出信号。时序逻辑电路响应于所述输出信号而产生启用信号。误差放大器响应于所述启用信号而基于参考产生输出电压。耦合到所述误差放大器的输出的电阻器在耦合到供电设备(PSE)时汲取电流脉冲以自动发信号通知所述PSE应维持到所述PD的电力。在用于操作以太网供电(PoE)受电装置(PD)的方法的至少一个实例中，所述PD具有LED一般照明负载，所述方法检测低于预定限制的负载电流。自动产生维持电力特征(MPS)脉冲以发信号通知给所述PD供电的供电装置(PSE)应维持到所述PD的电力。附图说明图1(现有技术)是常规系统的图式。图2是在I_in太低的情况下自动产生的MPS脉冲的图式。图3是根据实例性实施例的系统的示意性框图。图4是第一实施例的示意性图式。图5是第二实施例的示意性图式。图6展示PD的LED负载。具体实施方式在所描述实例中，PD内的电路自动确定对MPS信号的需要而不需要外部产生的信号，且提供MPS脉冲以维持到PD的电力同时最小化所消耗电力。图1展示常规系统100。电力从PSE流动穿过PD前端102到达PD系统104及电容器110(其为负载(未展示)的一部分)。流动到负载的电力由PoE热交换开关108控制。如果负载电流小于维持从PSE到PD的电力所需的电流，那么外部电路(未展示)产生供应到电路106的MPS信号以致使电路106在从PSE的输入线上产生维持电力电流脉冲。外部产生的脉冲可由微处理器产生，所述微处理器位于与PD接口电路(PD前端电路102)分开的集成电路中，因此需要额外集成电路。此给最终用户增加成本，且其增加复杂性，这是因为最终用户现在必须以最小化由测量装置(例如电阻性分流器)消耗的电力的方式提供测量电力消耗且产生MPS信号的电路。一种常规技术在用户按压使IP电话睡眠的按钮时从应用电路接收信号。产生MPS脉冲直到其接收到同样从用户按压按钮产生的唤醒信号为止。图2展示到PD的输入电流的波形200。在图2中，当电流I_in202降至低于维持到PD的电力所需的值时，根据实例性实施例的各方面自动产生具有某一量值、持续时间及脉冲频率的MPS脉冲，如204处所展示。图3是PD内的系统300的示意性框图。在图3中，框306含有在图4及5中更详细地展示的电路。PD沿着以太网电缆内的四对电线中的两对或四对电线(标记为302及304)从PSE接收电力。电容器及齐纳二极管对抗电压尖峰。在起动时，PSE寻找电阻器Rdet，电阻器Rdet用于确定是否检测到有效电阻(由IEEE标准定义)，所述有效电阻指示PD正请求来自PSE的电力。PSE接着增加电压且确定通过电阻器Rcls汲取的电流量，所述电流量确定如由IEEE标准所定义应提供多少电力。在将输入电压增加到操作电压之后，通过以受控方式将RTN拉到Vss而接通DC到DC转换器308以控制涌入电流，如同所有热交换装置。接着，允许电流达到其全电流限制。在端子PG处提供“电力良好”信号。DC/DC转换器308(图3)可并非PD接口电路的一部分，而是用于将受控电压提供到负载。举例来说，此负载可为LED照明器件。电容器Cbulk在起动期间由DC到DC转换器使用且用于使去往转换器的电压VDD输入保持稳定。图4展示电路400(其在图3中展示为306，但电路306可具有未展示的其它功能)的实施例。图4具有电流限制放大器U1，电流限制放大器U1的非反相输入耦合到电流限制参考(未展示)且其反相输入耦合到FET晶体管Q1与感测电阻器Rsense之间的节点。晶体管Q1的另一端子连接到返回电压RTN，且感测电阻器的另一端子连接到VSS。来自PD的负载的电流流动穿过RTN到达VSS，从而产生跨越用于测量负载电流的Rsense的电压降。如果跨越电阻器的电压超过预定参考(电流限制参考)，那么使用晶体管Q1限制负载电流。晶体管Q1与电阻器Rsense之间的节点还耦合到比较器U2的非反相输入。比较器U2的反相输入耦合到自动MPS参考(未展示)。如果跨越电阻器Rsense的电压降至低于自动MPS参考，那么比较器U2向时序逻辑406提供信号，时序逻辑406又将启用信号提供到放大器U3。放大器U3的非反相输入耦合到MPS电流参考(未展示)且其反相输入耦合到晶体管Q3与电阻器Rext之间的节点。晶体管Q3的另一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PD接口电路，在以太网供电PoE系统中，受电装置PD具有所述PD接口电路，所述PD接口电路包括：用以测量所述PD中的来自供电设备PSE的负载电流的构件；用以将所测量负载电流与第一阈值进行比较的构件；响应于所述用以比较的构件而自动产生负载脉冲以发信号通知所述PSE应维持到所述PD的电力的构件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.29 US 62/057,028;2015.09.28 US 14/867,6351.一种PD接口电路，在以太网供电PoE系统中，受电装置PD具有所述PD接口电路，所述PD接口电路包括：用以测量所述PD中的来自供电设备PSE的负载电流的构件；用以将所测量负载电流与第一阈值进行比较的构件；响应于所述用以比较的构件而自动产生负载脉冲以发信号通知所述PSE应维持到所述PD的电力的构件。2.根据权利要求1所述的PD接口电路，其中所述用以测量所述负载电流的构件与PD接口包含于同一集成电路内。3.根据权利要求1所述的PD接口电路，其中所述用以自动产生负载脉冲的构件包含时序逻辑，所述时序逻辑用以为产生所述负载脉冲的电路产生启用信号，所述负载脉冲的量值由耦合到比较器的输出的外部电阻器控制。4.根据权利要求3所述的PD接口电路，其中晶体管耦合于所述电路的输出与所述外部电阻器之间。5.一种具有根据权利要求1所述的接口电路的PD。6.根据权利要求1所述的PD接口，其中所述PD接口电路给一般LED照明器件提供电力。7.一种在以太网供电PoE系统中用于可耦合到供电设备PSE的受电装置PD的接口电路，其包括：比较器，其耦合到第一电阻器，电流在所述PSE连接到所述PD内的负载时从所述PSE流动穿过所述第一电阻器，所述比较器测量跨越所述第一电阻器的电压降以确定负载电流且产生表示所述负载电流的输出信号；时序逻辑，其响应于所述输出信号而产生开关控制信号及启用信号；开关，其响应于开关控制信号中的一者而将第二电阻器插入于所述第一电阻器的电流路径中以产生更准确电流脉冲，从而满足MPS要求；及误差放大器，其耦合到所述电流路径且响应于所述启用信号而自动产生具有充足量值的负载脉冲，所述负载脉冲连同由所述PD汲取的负载电流一起以信号形式通知所述PSE应维持到所述PD的电力。8.一种具有根据权利要求7所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：琼·皮卡德，大卫·N·艾布拉姆森，卡尔·H·雅各布斯，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US