[发明专利]具有自动调零电路用于确定和控制输出电流的供电设备

说明书

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，发明名称为″支持先进的以太网供电系统的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR SUPPORTING ADVANCED POWER OVER ETHERNET SYSTEM)″。

技术领域

本发明涉及供电系统，更具体地讲，涉及用于确定和控制以太网供电(PoE)系统中供电设备(PSE)的输出电流的电路和方法。

背景技术

在过去若干年中，以太网已成为局域网络最常用的方法。IEEE 802.3组，以太网标准的发起人，业已开发了该标准的延伸形式，称作IEEE 802.3af，定义通过以太网电缆供电。IEEE 802.3af标准定义以太网供电(PoE)系统，该系统涉及通过非屏蔽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，网络设备诸如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：一个接至LAN，而另一个接至供电系统。所述PoE系统消除了需要额外的插口和接线，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IEEE 802.3af标准中所定义的，PSE和PD是非数据实体，允许网络设备利用与用于数据传输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通常与以太网开关，路由器，网络集线器或其他网络交换设备或中跨供电设备相连。PD是获得供电或请求供电的设备。PD可以与诸如数字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搜索链路，可选地对PD进行分级，如果检测到PD则向所述链路供电，监测链路上的供电，并且在不再请求或者需要时切断电源。PD通过呈现由IEEE802.3af标准定义的PoE检测信号来参与PD检测过程。

如果所述检测信号有效，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可被划分成级别0到级别4。级别1的PD需要PSE提供至少4.0W，级别2的PD需要PSE提供至少7.0W，级别0，3或4的PD需要至少15.4W。根据PD的确定级别，PSE向PD提供所需的电力。

在向PD供电时，IEEE 802.3af标准要求PSE通过监测其输出电流相对于某个限流阈值，例如PSE在短路状态下的最大输出电流(I_LIM)，和过载电流检测范围(I_CUT)，来检查过电流状态。具体地讲，PSE应当能够承受供电电缆内任何导线到任何其他导线的短路而不受损，如果通过所述短路的电流强度不超过I_LIM。另外，当PSE的输出电流超过I_CUT的时间超出设定在50ms-75ms范围内的过载时限(T_ovld)时，可以检测到过载状态。为了符合IEEE 802.3af标准，I_LIM的值必须保持在400mA-450mA的范围内，而I_CUT的值必须保持在大于15.4W/V_port，但小于400mA的水平，其中V_port是PSE的输出电压。

另外，IEEE 802.3af标准要求PSE检查电流不足状态，以确保PD提取最小规定电流。具体地讲，按照Maintain Power Signature(MPS)(保持电力信号)要求，PSE可以监测它的输出电流，以便当输出电流低于IDLE状态电流(I_Min)的时间大于MPS回动时限(T_MPDO)时，从端口切断电源。IEEE 802.3af标准要求I_Min的值在5mA-10mA范围内。

因此，要求PSE测量它的输出电流，在输出电流超过限流阈值时对过电流状态作出响应，并在输出电流低于某个最小值时对电流不足状态作出响应。通常，PSE通过确定感测电阻两端的感测电压来测量它的输出电流。