[发明专利]一种控制通信系统变压器中磁通量的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统，更具体地说，涉及将通信系统变压器中因电能传送而引起的饱和最小化的方法和装置。

背景技术

通信网络技术的不断发展引发了对连接到通信网络的远程设备的需求。这就需要给这些远程设备提供能源。给远程设备提供能源的一种方法是借助硬线通信网络连接。典型远程设备是因特网协议电话和无线接入点。

图1展示了用于通过典型通信系统连接向设置在电源设备100远端的受电设备(powered device)106供电的电路的示意图.电源设备100通过第一通信导线对102和第二通信导线对104给受电设备106提供直流电(DC)。第一通信导线对102和第二通信导线对104一般是双绞线，例如那些以太网电缆中的双绞线。电源设备100具有第一变压器108和第二变压器110，它们将来自电源设备收发机112的通信信号传送到第一通信导线对102和第二通信导线对104。第一变压器108具有第一中心抽头(center tap)114。第二变压器110具有第二中心抽头116。第一中心抽头114和第二中心抽头116连接到电源设备100中的DC电源118，DC电源118位于分别连接到第一通信导线对102和第二通信导线对104的第一变压器108和第二变压器110一侧。

受电设备106具有第三变压器120和第四变压器122，它们将受电设备收发机124与第一通信导线对102和第二通信导线对104相连。第三变压器120具有第三中心抽头126。第四变压器122具有第四中心抽头128。受电设备106通过第三中心抽头126和第四中心抽头128从第一通信导线对102和第二通信导线对104接收DC电能。

在理想操作中，来自DC电源118的直流电(I_DC)130流经第一中心抽头114，分成由第一通信导线对102承载的第一电流(I₁)132和第二电流(I₂)134。随后第一电流(I₁)132和第二电流(I₂)134在第三中心抽头126重新合并，重新形成直流电(I_DC)130向受电设备106供电。反向地，直流电(I_DC)130从受电设备106流经第四中心抽头128，分流入第二通信导线对104中的两根导线。随后在第二中心抽头116重新合并，并返回到DC电源118。在提供电源的同时，第一通信信号136和/或第二通信信号138同时通过第一通信导线对102和/或第二通信导线对104进行传送。

图2示出了在该系统在直流电(I_DC)130供电路径上的问题。尽管图2中只示出了供电过程，但是直流电(I_DC)130返回路径也有同样的问题。第一电流(I₁)132和第二电流(I₂)134以相反方向流入第三变压器120。理想情况下，第三变压器120中不会因第一电流(I₁)132和第二电流(I₂)134而产生磁通量失衡(magnetic flux imbalance)200，因为第一电流(I₁)132等于第二电流(I₂)134且因为第一电流(I₁)132和第二电流(I₂)134的流向相反。然而，第三变压器120和第一通信导线对102并不是理想的，因为它们存在一些问题，诸如连接件触点的阻抗差异、导体长度不等、导体阻抗不相同、第三变压器120线圈的缺陷，以及其他制造缺陷等。这样，第一电流(I₁)132和第二电流(I₂)134遇到的阻抗就不尽相同。因此，第一电流(I₁)132和第二电流(I₂)134在流经第三变压器120时的电流强度也不相等。