[发明专利]可编程的恒定电源折返

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源系统，尤其涉及为电源系统，如以太网供电系统，提 供折返电流限制的电路与方法。

背景技术

通常，网络设备，如IP电话机、无线局域网接入点、个人计算机和网络摄 像机等，都需要两个连接点：一个连接到局域网上，另一个连接到电源系统上。 以太网供电系统(PoE)免除了为网络设备供电所需的额外的插座和电缆。相反 的，PoE系统能够通过传输数据的以太网电缆为网络设备供电。

PoE系统必须支持IEEE 802.3af标准，该标准规定了供电设备(PSE)通过 非屏蔽双绞以太网电缆向受电设备(PD)供电的方式，其中供电设备和受电设 备分别位于链路的两端。如同IEEE 802.3af标准中规定的，供电设备和受电设 备是非数据实体，允许网络设备在传输数据所用的电缆上提供电源(supply power)和抽运电源(draw power)。在电学角度上，供电设备是与电缆物理连 接并给链路提供电源的设备。供电设备设备通常是以太网交换机、路由器、集 线器或者其它网络交换设备或中间跨接设备。受电设备是抽运电源或请求电源 的设备。受电设备可以是数字IP电话机、无线网络接入点、掌上电脑(PDA) 或笔记本电脑扩展坞、移动电话充电器和空调系统温控器。

PSE设备的主要功能是：为请求电源的受电设备寻找链路，为受电设备进行 分级(此功能是可选的)，检测到受电设备后为该链路提供电源，监控该链路 上的电源，当不再请求或者需要电源时断开电源。通过提供一个IEEE 802.3af 标准规定的PoE检测签名，受电设备也参与了受电设备检测程序。

如果检测签名有效，那么该受电设备可以选择为供电设备提供一个分级签 名以表明上电后要抽运多少电源。一个受电设备可被分为0级～4级。1级受电 设备需要供电设备提供至少4.0W的功率，2级受电设备需要供电设备提供至少 7.0W的功率，0级、3级和4级受电设备需要至少15.4W的功率。根据已经确定 的所述受电设备的级别，供电设备向所述受电设备提供所请求的功率。

通路元件，比如MOSFET，可以作为供电设备和受电设备之间的开关。在加 电和短路的情况下，MOSFET的功耗要比标称电源下的功耗高的多。为了限制功 耗，IEEE 802.3af标准规定了一种折返机制。特别地，该标准规定在启动模式 时，当端口电压在10V至30V之间时，一个输出电流(I_inrush)的最小值为60mA。 当端口电压大于30V时，启动模式下的电流I_inrush要在400mA至450mA之间。上 述400mA到450mA的要求需保持T_LIM时间，即50ms～75ms。

图1给出了IEEE 802.3af折返要求的示意图。特别地，图1中的灰色区 域示出了IEEE 802.3af标准所不允许的供电设备的输出电压和输出电流的组 合。图1中的黑色线示出了一种可能的折返曲线，其中，输出电压大于30V时， 所述供电设备的输出电流在400mA至450mA之间，当输出电压小于30V时，输 出电流逐渐下降。上述电流限制折返技术被用于限制功耗，进而限制所述通路 元件的尺寸和成本。

然而，对于一个能够为所述受电设备提供高于IEEE 802.3af标准要求的电 源的高电源(power)供电设备而言，其电流限制也应该高于IEEE 802.3af标 准所规定的400mA～450mA电流。由于较高的电流导致较高的MOSFET功耗，所 以就需要一个较大的通路元件。这进而导致供电设备制造者的付出较高的成本。

因此，在高电源供电设备中需要采用一个折返机制以便降低通路元件的功 耗。

发明内容

本发明公开了一种实现折返的新颖的系统和方法。根据本发明的一个方 面，一种为负载提供电源的系统包括：一个通路元件，用于提供与所述负载的 连接；一个电流限制电路，用于防止提供给所述负载的电流超过电流阈值；一 个折返电路，用于根据预设条件修改电流阈值。所述折返电路被配置成根据所 述通路元件的一个近似安全的工作区域来改变所述电流阈值。

例如，为了支持IEEE 802.3af标准，当所述负载上的电压低于一个预设值 时，所述折返电路能够减小所述电流阈值。