專(zhuān)利名稱(chēng)：高功率以太網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)的電纜電阻確定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高功率以太網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)的電纜電阻確定。
背景技術(shù)：
以太網(wǎng)供電(PoE)允許諸如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)電話(huà)、無(wú)線LAN接入點(diǎn)以及安全網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的受電設(shè)備(powered device) (PD)通過(guò)以太網(wǎng)電纜接收電力和數(shù)據(jù)。在PoE網(wǎng)絡(luò)中，供電設(shè)備(power sourcing equipment) (PSE)可以通過(guò)以太網(wǎng)電纜連接至一個(gè)或多個(gè)受電設(shè)備(PD)。PSE能向一個(gè)或多個(gè)F1D分配電力并通過(guò)以太網(wǎng)電纜將電力傳輸至一個(gè)或多個(gè)H)。以太網(wǎng)電纜包括四對(duì)線，每對(duì)線為用于差分信號(hào)的雙絞線。在某些PoE網(wǎng)絡(luò)中，以太網(wǎng)電纜中的四對(duì)線只有兩對(duì)用于將電力傳輸至一個(gè)或多個(gè)H)。然而，以太網(wǎng)電纜中的四對(duì)線越來(lái)越普遍地用于將電力傳輸至一個(gè)或多個(gè)H)。通過(guò)應(yīng)用兩對(duì)以上的線，PoE網(wǎng)絡(luò)能支持更高的電流同時(shí)電纜損耗降低。在PoE網(wǎng)絡(luò)中將電力分配至一個(gè)或多個(gè)H)的過(guò)程中，PSE能確定電力損耗并由此預(yù)算一個(gè)或多個(gè)ro之間的電力分配。由于不能精確地確定電力損耗，例如，pse可能估算電力損耗并基于估算的電力損耗停止向一個(gè)或多個(gè)F1D傳輸電力以維持PoE網(wǎng)絡(luò)的期望功率效率。作為另一個(gè)實(shí)例，PSE可能基于對(duì)最壞情況而不精確地向一個(gè)或多個(gè)H)分配較少電力。在PoE網(wǎng)絡(luò)中，以太網(wǎng)電纜電阻是導(dǎo)致電力損耗的重要原因。這樣，PSE要估算以太網(wǎng)電纜電阻以確定電力損耗。例如，時(shí)域反射計(jì)可與每單位長(zhǎng)度以太網(wǎng)電纜的平均電阻一起用于估算以太網(wǎng)電纜的電阻。

發(fā)明內(nèi)容
本公開(kāi)涉及高功率PoE網(wǎng)絡(luò)中的電纜電阻確定，基本上如至少一個(gè)附圖所示或結(jié)合至少一個(gè)附圖的描述那樣，在權(quán)利要求中更完整地闡述。本公開(kāi)的一個(gè)方面涉及一種用于確定帶電電纜的電阻的供電設(shè)備，所述供電設(shè)備包括:使第一電流流經(jīng)所述供電設(shè)備的第一和第二輸出端的第一電源電壓；使第二電流流經(jīng)所述供電設(shè)備的第三和第四輸出端的第二電源電壓；從所述第一電流偏置所述第二電流以在所述第二電源電壓和所述第一電源電壓之間產(chǎn)生偏置電壓進(jìn)而確定所述帶電電纜的所述電阻的電流調(diào)制電路。根據(jù)本公開(kāi)的供電設(shè)備中，優(yōu)選所述電流調(diào)制電路利用可變電阻開(kāi)關(guān)從所述第一電流偏置所述第二電流以調(diào)節(jié)所述第二電流。根據(jù)本公開(kāi)的供電設(shè)備中，優(yōu)選所述可變電阻開(kāi)關(guān)包括調(diào)節(jié)了 Rdson的至少一個(gè)
晶體管。根據(jù)本公開(kāi)的供電設(shè)備中，優(yōu)選所述電流調(diào)制電路強(qiáng)制所述偏置電壓維持在低于預(yù)定的最大值。根據(jù)本公開(kāi)的供電設(shè)備中，優(yōu)選所述供電設(shè)備通過(guò)所述帶電電纜將所述第一和第二電源電壓施加至受電設(shè)備。
根據(jù)本公開(kāi)的供電設(shè)備中，優(yōu)選所述供電設(shè)備用于以太網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)。
本公開(kāi)的另一方面涉及一種確定由以太網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)中供電設(shè)備所用的帶電電纜的電阻的方法，所述方法包括:施加第一電源電壓以使第一電流流經(jīng)所述供電設(shè)備的第一和第二輸出端；施加第二電源電壓以使第二電流流經(jīng)所述供電設(shè)備的第三和第四輸出端；從所述第一電流偏置所述第二電流以在所述第二電源電壓和所述第一電源電壓之間產(chǎn)生偏置電壓進(jìn)而確定所述帶電電纜的所述電阻。
在上述方法中，優(yōu)選利用可變電阻開(kāi)關(guān)從所述第一電流偏置所述第二電流以調(diào)節(jié)所述第二電流。
在上述方法中，優(yōu)選所述可變電阻開(kāi)關(guān)包括Rdson經(jīng)調(diào)節(jié)的至少一個(gè)晶體管。
在上述方法中，優(yōu)選包括強(qiáng)制所述偏置電壓維持在低于預(yù)定的最大值。
在上述方法中，優(yōu)選所述第一和第二電源電壓通過(guò)所述帶電電纜施加至受電設(shè)備。
在上述方法中，優(yōu)選電流調(diào)制電路用所述偏置電壓確定所述帶電電纜的所述電阻。
在上述方法中，優(yōu)選電流調(diào)制電路用所述第一電流和所述第二電流確定所述帶電電纜的所述電阻。
本公開(kāi)的又一方面涉及一種用于確定帶電電纜的電阻的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:受電設(shè)備；供電設(shè)備，通過(guò)所述帶電電纜將第一電源電壓施加至所述受電設(shè)備并使第一電流流經(jīng)所述帶電電纜中的第一和第二導(dǎo)電對(duì)；所述供電設(shè)備通過(guò)所述帶電電纜將第二電源電壓施加至所述受電設(shè)備并使第二電流流經(jīng)所述帶電電纜中的第三和第四導(dǎo)電對(duì)；電流調(diào)制電路，從所述第一電流偏置所述第二電流以在所述第二電源電壓和所述第一電源電壓之間產(chǎn)生偏置電壓進(jìn)而確定所述帶電電纜的所述電阻。
在上述系統(tǒng)中，優(yōu)選所述電流調(diào)制電路利用可變電阻開(kāi)關(guān)從所述第一電流偏置所述第二電流以調(diào)節(jié)所述第二電流。
在上述系統(tǒng)中，優(yōu)選所述可變電阻開(kāi)關(guān)包括調(diào)節(jié)了 Rdson的至少一個(gè)晶體管。
在上述系統(tǒng)中，優(yōu)選所述電流調(diào)制電路強(qiáng)制所述偏置電壓維持在低于預(yù)定的最大值。
在上述系統(tǒng)中，優(yōu)選所述電流調(diào)制電路位于所述供電設(shè)備內(nèi)。
在上述系統(tǒng)中，優(yōu)選所述電流調(diào)制電路用所述偏置電壓確定所述帶電電纜的所述電阻。
在上述系統(tǒng)中，優(yōu)選所述帶電電纜是帶電的以太網(wǎng)電纜。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于確定帶電電纜(powered cable)電阻的方法的示例性流程圖。
圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于確定帶電電纜電阻的系統(tǒng)的示例圖。
圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于確定帶電電纜電阻的系統(tǒng)的示例圖。
具體實(shí)施方式
下文中的說(shuō)明含有有關(guān)本發(fā)明實(shí)施方式的具體信息。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明可以用不同于本文所討論的具體方式進(jìn)行實(shí)施。本申請(qǐng)中的附圖及其所附的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是示例性實(shí)施方式。除非另有說(shuō)明，附圖中相同或相應(yīng)的元件可以由相同或相應(yīng)的參考號(hào)表示。此外，本申請(qǐng)中的附圖及圖示是大致的而不是按比例示出的，并且未與實(shí)際的相關(guān)尺寸對(duì)應(yīng)。圖1示出了用于確定以太網(wǎng)供電(PoE)網(wǎng)絡(luò)中由供電設(shè)備(PSE)所用的帶電電纜電阻的方法的示例性流程圖100。流程圖100所示的方法和技術(shù)足以說(shuō)明本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式，然而，本發(fā)明的其他實(shí)施方式可以運(yùn)用不同于流程圖100所示的方法和技術(shù)。此外，盡管流程圖100就圖2A和2B所示的以太網(wǎng)供電(PoE)網(wǎng)絡(luò)200進(jìn)行說(shuō)明，但是公開(kāi)的發(fā)明概念并不限于圖2A和2B所示PoE網(wǎng)絡(luò)200的具體特征。此外，盡管示出的各種特征可能包含在特定元件中，但是這些特征可以在不同實(shí)施方式中出現(xiàn)其外部。作為一個(gè)實(shí)例，在各種實(shí)施方式中，圖2A和2B所示的電流調(diào)制電路216和/或電源208可以設(shè)置在PSE 202的外部。現(xiàn)在參考圖1所示的流程圖100和圖2A所示的PoE網(wǎng)絡(luò)200，流程圖100包括將第一電源電壓施加至帶電以太網(wǎng)電纜的第一和第二導(dǎo)電對(duì)以使第一電流流經(jīng)PSE的第一和第二輸出端(output terminal)(流程圖100中的170)。PoE網(wǎng)絡(luò)200包括用于確定帶電以太網(wǎng)電纜206 (或者更概括地講“帶電電纜206”)的電阻Rc的PSE 202。如圖2A所示，PoE網(wǎng)絡(luò)200包括PSE 202、受電設(shè)備(PD) 204以及帶電以太網(wǎng)電纜206。PSE 202包括電源208、開(kāi)關(guān)210、開(kāi)關(guān)控制器212、可變電阻開(kāi)關(guān)214、電流調(diào)制電路216以及輸出端218a、218b、218c和218d (在本文中也統(tǒng)稱(chēng)為“輸出端218”)。帶電以太網(wǎng)電纜206包括導(dǎo)電對(duì)(conductive pair) 220、222、224和226。受電設(shè)備204包括二極管橋228和230以及負(fù)載232。PSE 202能用于PoE網(wǎng)絡(luò)200以通過(guò)帶電以太網(wǎng)電纜206向PD 204提供電力和數(shù)據(jù)。例如，ro 204可能是IP電話(huà)、無(wú)線LAN接入點(diǎn)和安全網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。在PoE網(wǎng)絡(luò)200中，PSE 202通過(guò)帶電以太網(wǎng)電纜206連接至H) 204。PSE 202可以向H) 204分配電力并通過(guò)帶電以太網(wǎng)電纜206將電力傳輸至H) 204。在本實(shí)施方式中，帶電以太網(wǎng)電纜206包括四對(duì)線(即導(dǎo)電對(duì)220、222、224和226),每對(duì)線為用于差分信號(hào)(differential signaling)的雙絞線(twisted pair)。例如，每個(gè)輸出端218利用PSE 202內(nèi)各自的變壓器來(lái)產(chǎn)生差分信號(hào)(differential signal)，然后這些不同信號(hào)又由H) 204內(nèi)另一個(gè)變壓器以本領(lǐng)域已知的方式結(jié)合。應(yīng)注意的是，盡管運(yùn)用帶電以太網(wǎng)電纜206對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式不要求以太網(wǎng)電纜，并且可以包括多于或少于四個(gè)導(dǎo)電對(duì)。此外，在某些實(shí)施方式中，任何導(dǎo)電對(duì)可以由單線或多于三根的線代替。此外，在某些實(shí)施方式中可以不用差分信號(hào)?？鐜щ娨蕴W(wǎng)電纜206的導(dǎo)電對(duì)220和222施加第一 Vsupply以使電流I1流經(jīng)PSE202的輸出端218a和218b。圖2A示出了 PSE 202，其包括第一 Vsupply以使電流I1流經(jīng)PSE202的輸出端218a和218b。例如，如圖2A所示，PSE 202和H) 204由帶電以太網(wǎng)電纜206連接。帶電以太網(wǎng)電纜206的導(dǎo)電對(duì)220 —端連接至輸出端218a，而另一端由H) 204接收。還是如圖2A所示，輸出端218a耦接至電源208的正極端子，并且導(dǎo)電對(duì)220由二極管橋228的輸入(input)234a接收。負(fù)載232稱(chēng)接至二極管橋228的整流正軌跡(rectified positive rail)236a。類(lèi)似地，帶電以太網(wǎng)電纜206的導(dǎo)電對(duì)222 —端連接至輸出端218b，而另一端由H) 204接收。還是如圖2A所示，輸出端218b通過(guò)開(kāi)關(guān)210耦接至電源208的負(fù)極端子，并且導(dǎo)電對(duì)222由二極管橋228的輸入234b接收。負(fù)載232還耦接至二極管橋230的整流負(fù)軌跡236b ο因此，在PoE網(wǎng)絡(luò)200中，開(kāi)關(guān)210可用于形成電流通路以使電流I1流經(jīng)PSE 202的輸出端218a和218b。例如，如圖1的流程圖100中的動(dòng)作170所示，開(kāi)關(guān)控制器212使開(kāi)關(guān)210能讓電源208產(chǎn)生跨輸出端218a和218b的第一 Vsupply。這樣，在本實(shí)施方式中，電流通路的形成從電源208開(kāi)始、經(jīng)過(guò)輸出端218a、導(dǎo)電對(duì)220以及二極管橋228進(jìn)入負(fù)載232，并經(jīng)過(guò)二極管橋228、導(dǎo)電對(duì)222和輸出端218b返回至接地。作為一個(gè)具體例子，第一 Vsupply可以為約48伏。參考圖1所示流程圖100和圖2A所示PoE網(wǎng)絡(luò)200，流程圖100中的動(dòng)作172公開(kāi)了跨帶電以太網(wǎng)電纜的第三和第四導(dǎo)電對(duì)施加第二電源電壓以使第二電流流經(jīng)PSE的
第一和第二輸出端。在動(dòng)作172中，跨帶電以太網(wǎng)電纜218的導(dǎo)電對(duì)224和226施加第二 Vsupply以使電流I2流經(jīng)PSE 202的輸出端218c和218d。圖2A示出了的PSE 202，其包含第二 Vsupply以使電流I2流經(jīng)PSE 202輸出端218c和218d。例如，如圖2A所示，帶電以太網(wǎng)電纜206的導(dǎo)電對(duì)224 —端連接至輸出端218c，而另一端由ro 204接收。還是如圖2A所示，輸出端218c耦接至電源208的正極端子，并且導(dǎo)電對(duì)224由二極管橋230的輸入238a接收。負(fù)載232耦接至二極管橋230的整流正軌跡240a。類(lèi)似地，帶電以太網(wǎng)電纜206的導(dǎo)電對(duì)226 —端連接至輸出端218d，而另一端由H) 204接收。還是如圖2A所示，輸出端218d通過(guò)可變電阻開(kāi)關(guān)214耦接至電源208的負(fù)極端子，并且導(dǎo)電對(duì)226由二極管橋230的輸入234a接收。負(fù)載232還耦接至二極管橋230的整流負(fù)軌跡240b。因此，在PoE網(wǎng)絡(luò)200中，可變電阻開(kāi)關(guān)214用于形成電流通路以使電流I2流經(jīng)PSE 202的輸出端218c和218d。例如，在動(dòng)作172中，電流調(diào)制電路216使可變電阻開(kāi)關(guān)214能讓電源208產(chǎn)生第二 Vsupply。這樣，在本實(shí)施方式中，電流通路的形成從電源208開(kāi)始、經(jīng)過(guò)輸出端218c、導(dǎo)電對(duì)224以及二極管橋230進(jìn)入負(fù)載232，并經(jīng)過(guò)二極管橋230、導(dǎo)電對(duì)226和輸出端218d返回至接地。作為一個(gè)具體例子，第二 Vsupply可以為約48伏。圖2A示出了執(zhí)行流程圖100中的動(dòng)作170和172后的PoE網(wǎng)絡(luò)200。在一些實(shí)施方式中，同時(shí)進(jìn)行動(dòng)作170和172。在另一些實(shí)施方式中，動(dòng)作170先于動(dòng)作172執(zhí)行。在另一些實(shí)施方式中，動(dòng)作172先于動(dòng)作170執(zhí)行。在圖2A中，PSE 202通過(guò)帶電以太網(wǎng)電纜206向PD 204施加第一 Vsupply和第二 Vsupply。因此，如上所述，導(dǎo)電對(duì)220、222、224和226均用于向H) 204傳輸電力。因此，PoE網(wǎng)絡(luò)200支持高電流并且具有低電纜損耗。在PoE網(wǎng)絡(luò)200中向H) 204分配電力的過(guò)程中，PSE 202能確定電力損耗并相應(yīng)地預(yù)算對(duì)ro 204的電力分配。在PoE網(wǎng)絡(luò)200中，以太網(wǎng)電纜電阻是導(dǎo)致電力損耗的重要原因。在本實(shí)施方式中，電流調(diào)制電路216能夠確定以太網(wǎng)電纜電阻進(jìn)而確定電力損耗。在所示出的實(shí)施方式中，每個(gè)導(dǎo)電對(duì)220、222、224和226的每根線具有電阻R。(為了簡(jiǎn)單起見(jiàn))。然而，應(yīng)注意的是，實(shí)際電阻可以不同，PoE標(biāo)準(zhǔn)可能要求各個(gè)導(dǎo)電對(duì)之間的電阻不平衡僅3%。在PoE網(wǎng)絡(luò)200中，電阻Rc可以通過(guò)下列等式I確定:
權(quán)利要求
1.一種用于確定帶電電纜的電阻的供電設(shè)備，所述供電設(shè)備包括: 使第一電流流經(jīng)所述供電設(shè)備的第一和第二輸出端的第一電源電壓； 使第二電流流經(jīng)所述供電設(shè)備的第三和第四輸出端的第二電源電壓； 從所述第一電流偏置所述第二電流以在所述第二電源電壓和所述第一電源電壓之間產(chǎn)生偏置電壓進(jìn)而確定所述帶電電纜的所述電阻的電流調(diào)制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電設(shè)備，其中，所述電流調(diào)制電路利用可變電阻開(kāi)關(guān)從所述第一電流偏置所述第二電流以調(diào)節(jié)所述第二電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供電設(shè)備，其中，所述可變電阻開(kāi)關(guān)包括Rdson經(jīng)調(diào)節(jié)的至少一個(gè)晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電設(shè)備，其中，所述電流調(diào)制電路強(qiáng)制所述偏置電壓維持在低于預(yù)定的最大值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電設(shè)備，其中，所述供電設(shè)備通過(guò)所述帶電電纜將所述第一和第二電源電壓施加至受電設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電設(shè)備，其中，所述供電設(shè)備用于以太網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)。
7.一種確定由以太網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)中供電設(shè)備所用的帶電電纜的電阻的方法，所述方法包括: 施加第一電源電壓以使第一電流流經(jīng)所述供電設(shè)備的第一和第二輸出端； 施加第二電源電壓以使第二電流流經(jīng)所述供電設(shè)備的第三和第四輸出端； 從所述第一電流偏置所述第二電流以在所述第二電源電壓和所述第一電源電壓之間產(chǎn)生偏置電壓進(jìn)而確定所述帶電電纜的所述電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，電流調(diào)制電路被配置為用所述偏置電壓、或者用所述第一電流和所述第二電流確定所述帶電電纜的所述電阻。
9.一種用于確定帶電電纜的電阻的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 受電設(shè)備； 供電設(shè)備，通過(guò)所述帶電電纜將第一電源電壓施加至所述受電設(shè)備并使第一電流流經(jīng)所述帶電電纜中的第一和第二導(dǎo)電對(duì)； 所述供電設(shè)備通過(guò)所述帶電電纜將第二電源電壓施加至所述受電設(shè)備并使第二電流流經(jīng)所述帶電電纜中的第三和第四導(dǎo)電對(duì)； 電流調(diào)制電路，從所述第一電流偏置所述第二電流以在所述第二電源電壓和所述第一電源電壓之間產(chǎn) 生偏置電壓進(jìn)而確定所述帶電電纜的所述電阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述電流調(diào)制電路位于所述供電設(shè)備內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及高功率以太網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)的電纜電阻確定，其示例性實(shí)施方式披露了用于確定帶電電纜的電阻的供電設(shè)備(PSE)。PSE包括使第一電流流經(jīng)PSE第一和第二輸出端的第一電源電壓，PSE也包括使第二電流流經(jīng)PSE第三和第四輸出端的第二電源電壓，PSE還包括從第一電流偏置第二電流以在第二和第一電源電壓之間形成偏置電壓進(jìn)而確定帶電電纜的電阻的電流調(diào)制電路。電流調(diào)制電路能夠運(yùn)用可變電阻開(kāi)關(guān)從第一電流偏置第二電流以調(diào)節(jié)第二電流。
文檔編號(hào)H04L12/10GK103138948SQ201210366450
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者馬里厄斯·I·威拉丹 申請(qǐng)人:美國(guó)博通公司