通过通信链路供电的系统中高端和低端电流感测的组合技术方案

一种通过通信链路(14和16之间)向负载(LOAD)供电的系统，具有用于测量高端电流值的高端电流感测电路，用于测量低端电流值的低端电流感测电路，和控制电路(18)，所述控制电路响应所述高端电流值和低端电流值，以检测故障状态，检测来自负载的信息，和/或通过在高端电流和低端电流之间产生规定的不平衡向负载传递信息。

【技术实现步骤摘要】
通过通信链路供电的系统中高端和低端电流感测的组合本申请要求美国临时专利申请号60/646,509的优先权，该申请的申请日为2005年1月25日，专利技术名称为“支持先进的以太网供电系统的系统和方法(SYSTEMANDMETHODFORSUPPORTINGADVANCEDPOWEROVERETHERNETSYSTEM)”。
本专利技术涉及供电系统，更具体地讲，涉及用于组合通过通信链路供电的系统，例如以太网供电(PoE)系统中的高端和低端电流感测的电路和方法。
技术介绍
近年来，以太网已成为局域网最常用的方法。IEEE802.3组织，以太网标准的发起人，已经开发了该标准的延伸形式，称作IEEE802.3af，定义了通过以太网电缆供电。IEEE802.3af标准定义了以太网供电(PoE)系统，该系统涉及通过非屏蔽的双绞线将电力从供电设备(PSE)传输到位于链路相对侧的用电设备(PD)。传统上，网络设备例如IP电话，无线LAN接入点，个人计算机和网络摄像机需要两个连接：一个连接到LAN，而另一个连接到供电系统。PoE消除了需要额外插口和接线，以向网络设备供电。取而代之的是，通过用于数据传输的以太网电缆供电。如IEEE802.3af标准所定义的，PSE和PD是非数据实体，允许网络设备使用与数据传输所用同类的电缆供电和获得电力。PSE是在物理连接点电连接至电缆的设备，它向链路供电。PSE通常与以太网交换机，路由器，集线器或其它网络交换设备或中跨供电设备(midspandevice)相连。PD是获取供电或者请求供电的设备。PD可与诸如数字IP电话，无线网络接入点，PDA或笔记本电脑扩展坞，移动电话充电器和HVAC恒温器等设备相连。PSE的主要功能是为请求供电的PD搜寻链路，可选地对PD分级，如果检测到PD则向所述链路供电，监控链路上的供电，并且当不再请求和需要供电时切断电源。PD通过呈现由IEEE802.3af标准所定义的PoE检测信号来参与PD检测过程。如果所述检测信号是有效的，PD可以选择向PSE呈现分级信号，以表示在上电时它会提取多少电力。PD可被分为级别0至级别4。级别1的PD要求PSE提供至少4.0W，级别2的PD要求PSE提供至少7.0W，而级别0，3或4的PD要求至少15.4W。根据PD的确定级别，PSE向PD提供所需的电力。当向负载供电时，PSE可以通过监控其输出电流相对于某个限流阈值，例如PSE在短路状态的最大输出电流(ILIM)，过载电流检测范围(ICUT)，和IDLE状态电流(IMin)，来检查过电流和电流不足状态。PSE的输出电流可通过监控接在电源导线和负载之间的感测电阻两端的电压进行测量。在传统的PoE系统中，每个PD的电流是通过使用连接到电源导线的单个感测电阻来测量的。例如，在由本专利技术主题的受让人，LinearTechnologyCorporation(凌特公司)开发的4258以太网供电控制器中，用于每个端口的单感测电阻连接到-48V电源输入端。不过，为了检测某些故障状态，例如绝缘系统中的故障，并且为了支持通过通信链路供电的系统的某些先进特征，希望提供一种先进的电流感测系统，它会给出PSE和PD之间电流的更多信息。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新型的系统和方法，用于在通过通信链路供电的系统中进行电流感测。例如，本专利技术的电流感测系统和方法可用于PoE系统。根据本专利技术的一个方面，通过通信链路供电的系统包括用于测量高端电流值的高端电流感测电路，用于测量低端电流值的低端电流感测电路，和响应高端电流值和低端电流值的组合的控制电路。例如，通过响应高端电流值和低端电流值之间的差，所述控制电路可检测到故障状态。当检测到故障状态时，可切断通过通信链路的供电和/或可向用户发出指示信号。另外，高端电流值和低端电流值之间的差也可用来确定来自负载的信息，例如连接到PSE的PD类型。例如，控制电路可确定PD是否具有接地连接。此外，本专利技术的高端和低端电流感测可用于支持PSE和PD之间的数据传输，所述数据传输通过提供高端电流值和低端电流值之间的受控不平衡来执行。根据本专利技术的一个实施例，所述系统可包括供电设备，例如PSE，用于通过通信链路向负载供电。高端电流感测电路包括连接在负载和一对电源线的正极电源线之间的阻抗，而低端电流感测电路包括连接在负载和所述一对电源线的负极电源线之间的阻抗。所述高端电流感测电路和低端电流感测电路可提供DC电流感测。根据本专利技术的一种方法，执行下述步骤以通过通信链路供电：-感测与供电设备相连的高端电路中的高端电流，-感测与供电设备相连的低端电路中的低端电流，和-比较所述高端电流和低端电流以检测故障状态，检测来自负载的信息，和/或通过在高端电流和低端电流之间产生指定的不平衡向负载传输信息。根据本专利技术的另一方面，局域网包括至少一对网络节点，网络集线器，和将网络节点连接到网络集线器以提供数据通信的通信电缆。所述网络集线器具有供电设备，用于通过通信电缆向负载供电。所述供电设备包括用于测量高端电流值的高端电流感测电路和用于测量低端电流值的低端电流感测电路。如果高端电流值和低端电流值之间的差超过预定值，可提供故障检测电路用于检测故障。另外，供电设备可在高端电流值和低端电流值之间产生受控的不平衡，和/或检测到由负载产生的这种不平衡，以在供电设备和负载之间传输信息。通过下面的详细说明，本领域技术人员会更易于理解本专利技术的其他优点和方面，其中本专利技术的实施例仅通过实施本专利技术的最佳方式的形式示出和描述。正如所要披露的，本专利技术能够以其他和不同的实施例实施，并且它的若干细节能够以各种显而易见的方式进行改进，所有这样的改进不偏离本专利技术的构思。因此，附图和说明被视为是说明性的，而不是限制性的。附图说明以下对本专利技术实施例的详细说明通过结合以下附图能够得到最佳的理解，其中特征不一定按比例绘制，而是以最佳示出相关部件的形式绘制，其中：图1是示出本专利技术的PoE系统的方框图；图2是示出本专利技术的电流感测机构的示意图。具体实施方式本专利技术将通过使用PoE系统中电流感测机构的示例进行说明。不过，显而易见，本文描述的构思可用于通过通信链路供电的任何系统中的电流感测。例如，本专利技术的电流感测电路可用在局域网(LAN)中，所述局域网具有多个节点，网络集线器和将节点连接到网络集线器以提供数据传输的通信电缆。所述网络集线器可包括供电设备，而所述通信电缆可用于从供电设备向负载供电。图1示出了简化的方块图，示出以太网供电(PoE)系统10包括供电设备(PSE)12，它具有多个端口1至4可通过各自的链路连接到用电设备(PD)1至4，其中每个链路可用以太网电缆内2或4组双绞线提供。尽管图1示出了PSE12的四个端口，本领域的技术人员会认识到，可以提供任意数目的端口。PSE12可根据IEEE802.3af标准与每个PD相互作用。具体地讲，PSE12和PD参与PD检测过程，在该过程中，PSE12探测链路以检测PD。如果检测到PD，PSE12检查PD检测信号，以确定它是有效还是无效的。有效和无效的检测信号在IEEE802.3af标准中有定义。有效的PD检测信号表示PD处于会接受供电的状态，而无效的PD检测信号表示PD处于不会接受供电的状态。如果信号是有效的，PD可以选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以太网供电(PoE)系统，包括：供电设备(PSE)，所述供电设备用于通过双绞线链路向位于双绞线链路相对侧的用电设备(PD)供电，第一和第二电源导线，向供电设备(PSE)供电，设置在用电设备(PD)和第一电源导线之间的高端供电线，设置在用电设备(PD)和第二电源导线之间的低端供电线，设置在高端供电线的高端感测电阻，设置在低端供电线的低端感测电阻，高端电流感测电路，用于跨高端感测电阻两端测量电压以确定在用电设备(PD)和第一电源导线之间的高端电流；低端电流感测电路，用于跨低端感测电阻两端测量电压以确定在用电设备(PD)和第二电源导线之间的低端电流；控制电路，用于确定已确定的高端电流和已确定的低端电流之间的差以便检测关于以太网供电(PoE)系统的信息。

【技术特征摘要】
2005.01.25 US 60/646,509;2005.11.07 US 11/267,2611.一种以太网供电(PoE)系统，包括：供电设备(PSE)，所述供电设备用于通过双绞线链路向位于双绞线链路相对侧的用电设备(PD)供电，第一和第二电源导线，向供电设备(PSE)供电，设置在用电设备(PD)和第一电源导线之间的高端供电线，设置在用电设备(PD)和第二电源导线之间的低端供电线，设置在高端供电线的高端感测电阻，所述高端感测电阻通过第一电源导线接地，设置在低端供电线的低端感测电阻，所述低端感测电阻通过第二电源导线连接到负电压电源，高端电流感测电路，被设置成测量跨高端感测电阻两端电压以确定在用电设备(PD)和第一电源导线之间的高端电流；低端电流感测电路，被设置成测量跨低端感测电阻两端电压以确定在用电设备(PD)和第二电源导线之间的低端电流；控制电路，被设置成1)确定已确定的高端电流和已确定的低端电流之间的差，2)从用电设备(PD)断开低端供电线来响应低端电流达到第一电流阈值，3)从用电设备(PD)断开高端供电线来响应高端电流达到第二电流阈值，并且4)根据已确定的高端电流和已确定的低端电流之间的差来检测用电设备(PD)的类型。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制电路被设置成当检测到已确定的高端电流和已确定的低端电流之间的规定差值时，确定用电设备(PD)是具有接地连接的设备。3.根据权利要求1所述的系统，其中确定已确定的高端电流和已确定的低端电流之间的差，以便检测用电设备(PD)中的故障。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述控制电路被设置成如果已确定的高端电流和已确定的低端电流之间的差超过规定值，则检测到用电设备(PD)中的故障。5.一种以太网供电(PoE)系统，包括：供电设备(PSE)，用于通过双绞线链路向位于双绞线链路相对侧的用电设备(PD)供电，第一和第二电源导线，向供电设备(PSE)供电，设置在用电设备(PD)和第一电源导线之间的高端供电线，设置在用电设备(PD)和第二电源导线之间的低端供电线，设置在高端供电线的高端感测电阻，所述高端感测电阻通过第一电源导线接地，设置在低端供电线的低端感测电阻，所述低端感测电阻通过第二电源导线连接到负电压电源，高端电流感测电路，被设置成测量跨高端感测电阻两端电压，以确定在用电...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·德韦利，J·L·奚斯，
申请(专利权)人：凌特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US