受電設(shè)備和包括受電設(shè)備的功率分配系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及功率分配系統(tǒng)，其包括用于供應(yīng)功率的電源設(shè)備、用于接收所供應(yīng)功 率的受電設(shè)備、以及連接到電源設(shè)備和受電設(shè)備以用于在電源設(shè)備與受電設(shè)備之間傳送功 率和數(shù)據(jù)的電導(dǎo)體。本發(fā)明還涉及用于在功率分配系統(tǒng)中使用并且包括電負(fù)載和用于向電 負(fù)載提供電負(fù)載功率的電負(fù)載功率提供單元的受電設(shè)備，以及用于向受電設(shè)備的電負(fù)載提 供電負(fù)載功率的方法和計(jì)算機(jī)程序。
【背景技術(shù)】
[0002] 在依照PoE標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802. 3at的通過(guò)以太網(wǎng)供電（PoE)的系統(tǒng)中，電源裝置 (PSE)設(shè)備經(jīng)由一個(gè)或若干個(gè)以太網(wǎng)電纜為一個(gè)或若干受電設(shè)備供電。PSE設(shè)備例如是開 關(guān)，并且受電設(shè)備例如是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP)相機(jī)、IP電話、無(wú)線接入點(diǎn)、照明器、傳感器、風(fēng)扇 等等。依照標(biāo)準(zhǔn)，受電設(shè)備的功率攝取僅限于相對(duì)小的功率水平，其小于由PSE設(shè)備的每一 個(gè)端口可供應(yīng)的功率水平，以便補(bǔ)償以太網(wǎng)電纜中的可能的損耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于在比如PoE系統(tǒng)之類的功率分配系統(tǒng)中使用 的受電設(shè)備，其可以具有較大的功率攝取。本發(fā)明的另一目的是提供一種具有受電設(shè)備的 功率分配系統(tǒng)，以及用于向受電設(shè)備的電負(fù)載提供電負(fù)載功率的方法和計(jì)算機(jī)程序。
[0004] 在本發(fā)明的第一方面中，呈現(xiàn)了用于在功率分配系統(tǒng)中使用的受電設(shè)備，其中系 統(tǒng)包括用于向受電設(shè)備供應(yīng)功率的電源設(shè)備以及連接到電源設(shè)備和受電設(shè)備以用于在電 源設(shè)備與受電設(shè)備之間傳送功率和數(shù)據(jù)的電導(dǎo)體，其中受電設(shè)備包括： -電負(fù)載， -用于測(cè)量由受電設(shè)備接收的電壓的電壓測(cè)量單元，以及 -用于將所供應(yīng)的功率變換成電負(fù)載功率并且用于將電負(fù)載功率提供給電負(fù)載的電 負(fù)載功率提供單元，其中電負(fù)載功率提供單元適配成使得電負(fù)載功率的功率水平依賴于所 測(cè)量的電壓。
[0005] 由于受電設(shè)備包括用于測(cè)量由受電設(shè)備接收的電壓的電壓測(cè)量單元，其中由電負(fù) 載功率提供單元向受電設(shè)備的電負(fù)載提供的電負(fù)載功率的功率水平依賴于所測(cè)量的電壓， 所以電負(fù)載功率并且因而受電設(shè)備的功率攝取可以適配于電壓，該電壓實(shí)際上由受電設(shè)備 接收并且可能由于比如電纜損耗之類的損耗而減小。這允許受電設(shè)備的攝取功率的增加， 如果由受電設(shè)備所接收的電壓足夠高的話。
[0006] 功率分配系統(tǒng)優(yōu)選地是PoE系統(tǒng)，其中電源設(shè)備和受電設(shè)備是PoE設(shè)備并且電導(dǎo) 體是以太網(wǎng)電纜。也可以被視為PSE設(shè)備的電源設(shè)備可以是比如開關(guān)之類的端跨設(shè)備或者 比如PoE注入器之類的中跨設(shè)備。電負(fù)載可以是比如發(fā)光二極管（LED)之類的光源、傳感 器、風(fēng)扇等等。
[0007] 電負(fù)載功率提供單元適配成使得電負(fù)載功率的功率水平線性地依賴于所測(cè)量的 電壓。特別地，電負(fù)載功率提供單元可以適配成使得電負(fù)載功率的功率水平線性地依賴于 所測(cè)量的電壓，如果所測(cè)量的電壓小于第一閾值并且大于第二閾值的話。電負(fù)載功率提供 單元可以適配成使得如果所測(cè)量的電壓大于第一閾值，則功率水平具有第一恒定值。此外， 電負(fù)載功率提供單元還可以適配成使得如果所測(cè)量的電壓在第二閾值以下，則功率水平具 有第二恒定值。第二閾值可以是大約40V的較小閾值，特別地42. 5V，并且第一閾值可以是 大約57V的較大閾值，特別地57. 0V。功率水平的第二恒定值可以是大約25W，特別地25. 5W， 并且功率水平的第一恒定值可以是大約34W，特別地34. 2W。線性依賴性允許受電設(shè)備的攝 取功率向當(dāng)前所測(cè)量電壓（g卩，向相應(yīng)損耗)的線性適配。此外，第一恒定值確保受電設(shè)備的 最大功率攝取不大于預(yù)定義的最大功率，由此減少過(guò)載狀況的可能性。
[0008] 在實(shí)施例中，電負(fù)載功率提供單元被適配成使得電負(fù)載功率的功率水平在第一范 圍的所測(cè)量電壓內(nèi)以第一斜率線性地依賴于所測(cè)量電壓，并且電負(fù)載功率的功率水平在第 二范圍的所測(cè)量電壓內(nèi)以第二斜率線性地依賴于所測(cè)量電壓。例如，第一斜率可以在加電 期間使用，直到最小功率水平，特別地，達(dá)到以上提及的功率水平的第二恒定值，并且第二 斜率可以使用在例如以上提及的所測(cè)量電壓的第一閾值和以上提及的所測(cè)量電壓的第二 閾值之間，以便使受電設(shè)備的攝取功率線性地適配于實(shí)際測(cè)量到的電壓。因而，第一范圍的 所測(cè)量電壓可以包括小于第二閾值的電壓，并且第二范圍的所測(cè)量電壓可以包括第一和第 二閾值之間的電壓。
[0009] 電壓測(cè)量單元可以適配成提供指示所測(cè)量電壓的測(cè)量信號(hào)，其中電負(fù)載功率提供 單元可以適配成對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行低通濾波。測(cè)量信號(hào)可以直接被低通濾波，或者測(cè)量信號(hào) 可以通過(guò)對(duì)比如控制信號(hào)之類的信號(hào)低通濾波而被間接地低通濾波，該控制信號(hào)可能已經(jīng) 從測(cè)量信號(hào)導(dǎo)出和/或依賴于測(cè)量信號(hào)。通過(guò)低通濾波，可以減少對(duì)噪聲和干擾的可能的 反應(yīng)，由此改進(jìn)對(duì)電負(fù)載功率的生成和提供的控制。
[0010] 受電設(shè)備可以包括用于分離由電導(dǎo)體傳送的數(shù)據(jù)和功率的功率-數(shù)據(jù)分離器，其 中電壓測(cè)量單元可以適配成測(cè)量功率-數(shù)據(jù)分離器后面的電壓。功率-數(shù)據(jù)分離器優(yōu)選地 包括分離功率和數(shù)據(jù)信號(hào)的磁路，數(shù)據(jù)信號(hào)還可以被視為通信信號(hào)。功率-數(shù)據(jù)分離器可 以集成到受電設(shè)備的插孔中，電導(dǎo)體可以連接至受電設(shè)備。此外，受電設(shè)備可以包括用于整 流所分離的功率的整流器，其中電壓測(cè)量單元可以適配成測(cè)量整流器后面的電壓。受電設(shè) 備優(yōu)選地還包括用于標(biāo)識(shí)系統(tǒng)中的受電設(shè)備并且用于與電源設(shè)備協(xié)商功率類別的受電設(shè) 備控制器。
[0011] 在另外的優(yōu)選實(shí)施例中，電負(fù)載功率提供單元包括用于將所供應(yīng)的功率變換成電 負(fù)載功率并且用于將電負(fù)載功率提供給電負(fù)載的電負(fù)載驅(qū)動(dòng)器，以及用于依賴于所測(cè)量的 電壓而確定電負(fù)載功率的功率水平并且用于將指示所確定的功率水平的功率控制信號(hào)發(fā) 送給電負(fù)載驅(qū)動(dòng)器的電負(fù)載功率控制器，其中電負(fù)載驅(qū)動(dòng)器適配成依照功率控制信號(hào)將所 供應(yīng)的功率變換成電負(fù)載功率。電負(fù)載驅(qū)動(dòng)器優(yōu)選地適配成通過(guò)生成用于驅(qū)動(dòng)電負(fù)載的對(duì) 應(yīng)電負(fù)載驅(qū)動(dòng)電流而生成電負(fù)載功率。電負(fù)載功率提供單元可以適配成對(duì)控制信號(hào)低通濾 波。
[0012] 在本發(fā)明的另外方面中，呈現(xiàn)一種功率分配系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括： -用于供應(yīng)功率的電源設(shè)備， -如權(quán)利要求1中所定義的用于接收所供應(yīng)的功率的受電設(shè)備，以及 -連接到電源設(shè)備和受電設(shè)備以用于在電源設(shè)備與受電設(shè)備之間傳送功率和數(shù)據(jù)的 電導(dǎo)體。
[0013] 在本發(fā)明的另一方面中，呈現(xiàn)了一種用于將電負(fù)載功率提供給如權(quán)利要求12中 所定義的系統(tǒng)內(nèi)的如權(quán)利要求1中所定義的受電設(shè)備的電負(fù)載的方法，其中該方法包括： -通過(guò)受電設(shè)備的電壓測(cè)量單元測(cè)量由受電設(shè)備所接收的電壓，以及 -通過(guò)電負(fù)載功率提供單元將所供應(yīng)的功率變換成電負(fù)載功率并且將電負(fù)載功率提 供給電負(fù)載，其中電負(fù)載功率的功率水平依賴于所測(cè)量的電壓。
[0014] 在本發(fā)明的另外方面中，呈現(xiàn)了一種用于將電負(fù)載功率提供給如權(quán)利要求12中 所定義的系統(tǒng)內(nèi)的如權(quán)利要求1中所定義的受電設(shè)備的電負(fù)載的計(jì)算機(jī)程序，其中計(jì)算機(jī) 程序包括程序代碼構(gòu)件，該程序代碼構(gòu)件用于在計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行于控制受電設(shè)備的計(jì)算機(jī) 上時(shí)使得受電設(shè)備實(shí)行如權(quán)利要求14中所定義的方法的步驟。
[0015] 應(yīng)當(dāng)理解到，權(quán)利要求1的受電設(shè)備、權(quán)利要求12的功率分配系統(tǒng)、權(quán)利要求14 的方法和權(quán)利要求15的計(jì)算機(jī)程序具有相似和/或同樣的優(yōu)選實(shí)施例，特別地如從屬權(quán)利 要求中所定義的。
[0016] 應(yīng)當(dāng)理解到，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例還