CN102177679B - 基于限流的断开检测的电路设备和方法 - Google Patents

Abstract

在一特定实施例中，电源设施(PSE)设备包括适配成耦合于用电设备以经由网络电缆向用电设备提供电力和有选择地提供数据的至少一个网络端口(122)。PSE设备还包括耦合于至少一个网络端口(122)并具有可调阈值的限流器电路(140)。PSE设备还包括耦合于限流器电路(140)并适配成降低限流器电路(140)的可调阈值以使其具有低于额定工作电流电平的阈值电平的逻辑电路(134)。在经过限流器电路(140)未被激活的一段时间后，逻辑电路(134)适配成确定用电设备从至少一个网络端口(122)断开(142)。

Description

基于限流的断开检测的电路设备和方法

优先权要求

本申请要求2008年9月26日提交的美国专利申请S/N 12/238,478的优先权，该申请全文通过引用包含于此。

技术领域

本公开总的涉及基于限流的断开检测的电路设备和方法。

背景技术

在IEEE标准802.3-2005的33款(PoE标准)中陈述的以太网上电力(PoE)指将电力和数据经由以太网电缆传输至电子设备的技术。PoE省去了将电力传输至相连的用电设备的独立电源的需求。在PoE***中，电源设施(PSE)设备通过以太网电缆向被称为用电设备(PD)的电子设备提供电源。在一特例中，PD可从以太网电缆获取电力和可选择地获取数据。该PD可包括互联网协议语音(VoIP)电话、无线路由器、安全设备、网络设备、用来监视进程控制参数的现场设备、数据处理器、其它设备或其任意组合。

在PSE设备向特定端口提供电源前，PSE设备使用PD检测操作以检测PD何时耦合于PSE设备的该端口。PoE标准也规定：将某一段时间内汲取小于10mA端口电流的PD认为是断开的，而PSE设备能停止对特定端口的供电。因此，PSE设备经常使用模-数转换器(ADC)电路来监视由PS汲取的电流。然而，该ADC电路可能是昂贵的并且对短持续时间的电流脉冲不灵敏，这取决于ADC电路采样率、哪些电流脉冲可由PD汲取。

因此，需要检测PD何时从端口断开的电路。本文公开的实施例可提供这些和其它问题的解决方案，并提供优于现有技术的其它优势。

发明内容

在一特定实施例中，电源设施(PSE)设备包括至少一个网络端口，该网络端口适配成耦合于用电设备以经由网络电缆向用电设备提供电力和有选择地提供数据。PSE设备还包括限流器电路，该限流器电路耦合于至少一个网络端口并具有可调阈值。PSE设备还包括逻辑电路，该逻辑电路耦合于限流器电路并适配成降低限流器电路的可调阈值以使其具有低于额定工作电流电平的阈值电平。在经过限流器电路未被激活的一段时间后，逻辑电路适配成确定用电设备从至少一个网络端口断开。

在一特例中，逻辑电路进一步适配成检测何时激活限流器电路以限制端口电流并适配成响应检测到限流器电路的激活而将可调阈值增大至与用电设备关联的工作电流电平。

附图说明

图1是包括具有用电设备(PD)断开检测逻辑的电源设施(PSE)设备的以太网上电力(PoE)***的特定说明性实施例的框图；

图2是包括用于检测用电设备从网络接口端口断开的可调限流器电路的电路设备的特定说明性实施例的图；

图3是包括用来检测用电设备从网络接口端口断开的可调限流器电路的电路设备的第二特定说明性实施例的图；

图4是包括用来检测用电设备从网络接口端口断开的断开检测逻辑和可调限流器电路的电路设备的第三特定说明性实施例的图；

图5A和5B是对于包含可调限流器电路的电路设备特定实施例的端口电流(I_端口)和端口电压(V_端口)相对于时间的曲线图；

图6A和6B是对于包含可调限流器电路的电路设备特定实施例的端口电流(I_端口)和端口电压(V_端口)相对于时间的曲线图；

图7是基于限流的断开检测的方法的特定说明性实施例的流程图；以及

图8是基于限流的断开检测的方法的第二特定说明性实施例的流程图。

具体实施方式

所披露的电路设备包括模拟限流器电路以检测用电设备(PD)何时断开。在一特例中，模拟限流器电路包括能设定至低于PoE标准规定的最小端口电流的阈值电平的可调限流。如果至耦合于PD的特定端口的端口电流在任何时间段均高于阈值电平，则激活模拟限流器电路，指示PD仍然处于连接状态。电路设备还包括检测何时激活模拟限流器电路以及响应检测到激活将阈值电平增至PD的额定工作电流电平的逻辑。如果模拟限流器电路在经过一段时间后未被激活，则逻辑可确定PD已断开并且能停止向相关端口供电。

图1是包括具有用电设备(PD)断开检测逻辑142和可调限流器电路140的电源设施(PSE)设备102的以太网上电力(PoE)***100的特定说明性实施例的框图。PSE设备102适配成经由网络电缆106向用电设备(PD)104传输电力和数据，所述网络电缆106可以是包含多个线对的双绞线以太网电缆。

PD 104包括适配成耦合于网络电缆106的网络接口108。PD 104还包括一个或多个二极管电桥110以对经由网络接口108从网络电缆106接收的电源进行整流。PD 104还包括PD控制电路112，该PD控制电路112耦合于一个或多个二极管电桥110以接收电源。PD控制电路112可包括用电设备检测和分类逻辑以在PoE检测和分类操作期间控制PD 104的操作。此外，PD控制电路112可包括带切换的电力调节器以控制将电源传输至其它电路114。

PSE设备102包括耦合于例如网络接口端口122的至少一个网络接口端口的PSE电路120，网络接口端口122经由网络电缆106耦合于PD 104。PSE电路120分别经由线路125、127耦合于变压器124、126的中央抽头。此外，PSE电路120可经由线路128、130耦合于网络电缆106的其它线对。应当理解，经由例如变压器124、126的中央抽头的变压器中央抽头和直接通过线路128、130的耦合不是PSE用来将电力耦合至网络接口的仅有方法。PSE电路120包括PSE控制电路134，PSE控制电路134适配成控制开关136选择地将电源132经由接口连接器138耦合于线路125、127、128和130中的至少一条线路。PSE电路120还包括可调限流器电路140，该可调限流器电路140耦合于开关136以接收端口电流(I_端口)。可调限流器电路140适配成将端口电流(I_端口)限流至低于额定工作电流电平的电平并当激活可调限流器电路140以对端口电流(I_端口)限流时产生一输出信号。可调限流器电路140耦合于PD断开检测逻辑142以检测激活可调限流器电路140时的信号。PD断开检测逻辑142耦合于PSE控制逻辑134以传达指示可调限流器电路140已被激活的激活信号。PSE控制逻辑134适配成响应接收到激活信号来增大可调限流器电路140的限流阈值。

在一特定实施例中，PSE控制逻辑134向可调限流器电路140发送限流调整信号，该信号将与可调限流器电路140关联的限流阈值降低至低于额定连接电流电平的电流电平。在一特例中，可调限流器电路140的限流阈值可降低至将近7.5mA，它低于PoE标准所要求的最低电流电平。在一特定说明性实施例中，PSE控制逻辑134可产生基准电流，该基准电流可用作限流调整信号。在该特例中，通过改变基准电流电平，可改变可调限流器电路140的限流阈值。在另一特定说明性实施例中，PSE控制逻辑134可产生一个或多个电流检出调整信号以有选择地调整电流检出电路的一个或多个区块，由此改变可调限流器电路140的限流阈值。

在可调限流器电路140的限流阈值降低后，PD断开检测逻辑142监视可调限流器电路140。如果端口电流达到限流阈值，则激活可调限流器电路140以限制端口电流，该激活由PD断开检测逻辑142检测以确定PD 104仍然处于连接状态。PD断开检测逻辑142向PSE控制逻辑134提供指示PD104仍然处于连接状态的信号。响应于接收到指示PD 104仍然处于连接状态的信号，PSE控制逻辑134将限流调整信号提供给可调限流器电路140以使限流阈值增至等于或高于PD 104的工作电流电平的电流电平。在一特例中，PD 104的工作电流电平可在PoE功率分级操作期间相关于与PD 104关联的确定功率分级。

图2是包括PD断开检测逻辑142和可调限流器电路140的电路设备200的特定说明性实施例的图。电路设备200包括耦合于可调限流器电路140的PSE控制逻辑134，可调限流器电路140耦合于PD断开检测逻辑142和网络接口端口122。可调限流器电路140适配成从PSE控制逻辑134接收基准电流(I_REF)224并经由端口开关208从网络接口端口122接收端口电流(I_端口)226。

可调限流器电路140包括比较器电路202，该比较器电路202分别经由第一和第二输入214、216耦合于基准电阻器204和检出电阻器206。比较器电路202包括耦合于端口开关208的控制端子的输出212，端口开关208包括耦合于网络接口端口122的第一端子以及耦合于检出电阻器206的第二端子。检出电阻器206耦合在端口开关208的第二端子和例如电气接地的电压源之间。PD断开检测逻辑142可耦合于比较器电路202的输出212。此外，PD断开检测逻辑142耦合于PSE控制逻辑134以提供与耦合于网络接口端口122的用电设备的连接状态相关的信号。

在一特定实施例中，当基准输入214处的基准电压(V_REF)小于检出输入216处的检出电压(V_检出)时激活可调限流器电路140。检出电压(V_检出)关联于检出电流(I_检出)226，该检出电流(I_检出)226相关于端口电流(I_端口)222。在这种情形下，可调限流器电路140的激活调整端口开关208的控制端子。具体地说，比较器202的输出212处的电压减小，限制流过端口开关208的电流。产生能在PD断开检测逻辑142处检测到的信号，PD断开检测逻辑142能检测到可调限流器电路140已被激活并能将与该激活相关的信号提供给PSE控制逻辑134。PSE控制逻辑134适配成增大基准电流(I_REF)224以将可调限流器电路140的阈值电流电平调整至大于或等于PD的额定工作电流电平的电平。一旦基准电压(V_REF)增大至高于检出电压(V_检出)，则比较器202的输出212处的电压增大，使端口开关208导通。在一特定实施例中，可从与PD相关的PoE功率分级来确定额定工作电流电平。

在一特定说明例中，PoE标准允许某一范围的电流确定PD是否已从网络接口端口122断开。在当前标准下，响应大于10mA的电流，PSE设备确定PD连接于端口并继续向端口提供电力。响应于小于5mA的电流，PSE设备确定PD不再连接于端口并停止向端口供电。在该标准下，小于10mA且大于5mA的电流落在留给制造商确定的决策区域内。在该特例中，电路设备200提供能通过调整基准电流(I_REF)224检测任何数量电流电平下的端口电流的模拟电路。此外，由于电路设备200不对端口电流222进行采样，因此超出阈值电流的任何脉冲可能触发可调限流器电路140以使其指示PD仍然连接于网络接口端口122。在特定说明性非限定例中，额定限流可能是425mA。在另一特定说明性实施例中，针对有时称为PoE+标准的修订后PoE标准，PoE+适用的PD的额定限流为将近720mA。在另一特定实施例中，额定工作电流可处于不同的电流电平，这取决于特定实施例、特定工作条件、特定标准或其任意组合。

由可调限流器电路140提供的特殊优点在于包含电路设备200的PSE设备可支持利用不同电力方案的PD。在一特例中，PD可工作在脉冲电源下(例如短持续时间的电流脉冲)。在这种情况下，PD可利用比连续供电消耗更少的电力，并且PSE设备可适配成继续向网络接口端口供电。在一特例中，PSE控制逻辑134可施加基准电流(I_REF)，该基准电流(I_REF)在一段时间内将可调限流器电路140的电流阈值降至大约7.5mA并且只要端口电流在这段时间的任何时点超出7.5mA则能确定PD连接于网络接口端口122，这允许短持续时间的稀疏脉冲。在特定实施例中，可通过使用小检出电阻器和电阻匹配来使可调限流器电路140非常精确。基准电阻器204和检出电阻器206之间的电阻匹配允许设定准确的电阻比。通过设定基准电阻器204和检出电阻器206之间的电阻比，检出电阻器206可具有小电阻，并可使用小基准电流(I_REF)224，其小电阻和小基准电流能减少总功耗。

在一个特例中，检出电阻器206和基准电阻器204之比可根据下列等式确定：

(等式1)

在一特例中，检出电流(I_检出)226可近似为10mA，检出电阻器可近似为100mΩ，而基准电流可近似为10μA。将这些值代入等式1，基准电阻器204可确定如下：

$\frac{100\mathrm{m\Ω}}{R_{\mathrm{REF}}}=\frac{10\mathrm{\μA}}{10\mathrm{mA}}=100\mathrm{\Ω}$ (等式2)

应当理解，检出电阻器(R_检出)206与基准电阻器(R_REF)204之比比实际电阻值更为重要。绝对电阻值可能随着制造可靠性而大为改变，但比值一般不变。另外，通过控制电路设备300上的基准电流(I_REF)224，可精确地比较检出电流(I_检出)226。电阻匹配可轻易地获得加或减百分之一(1％)的容限，这对于PoE标准或PoE+标准的当前版本或待审版本下的断开检测来说够精确了。然而，也可使用更精确的电阻器，这样能取决于特定应用而提高匹配容限和精确性。此外，相似的基于比值的集成电路拓扑能完成类似的匹配容限依赖性质，例如晶体管匹配结构和其它集成电路器件匹配结构。

在一特例中，由于PoE标准规定10mA端口电流(I_端口)222代表连接的PD而低于5mA的端口电流(I_端口)222代表断开的PD，PSE控制逻辑134可施加基准电流(I_REF)224，它响应于7.5mA的端口电流触发限流。通过该基准，5mA或更低的端口电流222将不触发限流器电路140的激活而10mA的端口电流222将触发限流器电路140的激活，由此指示PD处于连接状态。

图3是包括断开检测逻辑342和可调限流器电路340的电路设备300的第二特定说明性实施例的图。可调限流器电路340包括比较器202，其具有耦合于基准电阻器204的第一输入214以及耦合于检出电阻器206的第二输入216。比较器202适配成将基准电压(V_REF)与检出电压(V_检出)作比较并在输出212侧产生与该比较相关联的值。输出212耦合于端口开关208的控制端子，所述端口开关208包括耦合于例如网络接口端口122的网络接口端口的第一端子并且包括耦合于检出电阻器206的第二端子。

断开检测逻辑342包括第二比较器302，用来将端口开关208两侧的电压与电压阈值(V_阈值)306作比较。具体地说，第二比较器302接收端口开关208的第一端子处的第一电压并接收电源电压(例如电气接地)并将两者作比较以在第三比较器308的第一输入304处形成电压信号(V₂₀₈)。第三比较器308将阈值电压(V_阈值)306与第一输入304处的电压信号(V₂₀₈)作比较以在输出310侧产生限制信号，这指示可调限流器电路340是否已被激活。

在一特例中，如果基准电压大于检出电压，则输出212处的电压高，使端口开关208保持激活以允许端口电流(I_端口)流过端口开关208。在一特定实施例中，在PSE设备以负电压为基准的情形下，端口开关208的漏极侧的电压可能等于或近似于负电源干线。然而，如果基准电压低于检出电压，则输出212侧的电压减小，使端口开关208切断。在这种情况下，端口开关208的第一端子(漏极)侧的电压增大，这增大了第三比较器308的第一输入304侧的电压信号(V₂₀₈)的幅度。因此，PD断开检测逻辑342适配成检测端口开关208何时切断，这指示PD保持连接于网络接口端口122。如果在经过一段时间后，该断开检测逻辑342未检测到端口开关208切断，则断开检测逻辑342能向PSE控制电路提供“NO LIMIT(无限制)”信号或其它指示以禁止向网络接口端口供电。

在一特定实施例中，PSE控制电路可包括断开检测逻辑342。在另一特定实施例中，PSE控制电路可被另一类型的控制电路代替。

图4是包括断开检测逻辑142和可调限流器电路440的电路设备400的第三特定说明性实施例的图。可调限流器电路440耦合于网络接口端口122以接收端口电流(I_端口)222，并耦合于PSE控制逻辑134以接收基准电流(I_REF)224。可调限流器电路440还包括比较器202，该比较器202包括耦合于基准电阻器204的基准输入214以及耦合于检出电阻器电路406的检出输入216。比较器202的输出212耦合于断开检测逻辑142。该输出212还经由开关电路460耦合于检出电阻器电路406。

在该特定实施例中，检出电阻器电路406可以是可切换的电阻器列，该电阻器列可由例如PSE控制逻辑134的控制电路控制以改变检出电阻器电路406的有效电阻。通过有选择地激活检出电阻器电流，允许端口电流(I_端口)222流过检出电阻器电路406，如通常由检出电流(I_检出)226所指示的那样，该检出电流226导致检出电阻器电路406两侧电压降(V_检出)。在一特例中，检出电阻器电路406包括第一电阻器电路402、第二电阻器电路412和第n电阻器电路422，这些电路并联地耦合在网络接口端口122和第二输入216之间，所述第二输入216耦合于节点408。节点408可耦合于例如电气接地的电源。应当理解，尽管仅示出三个电阻器电路402、412、422，然而检出电阻器电路406可包括任何数量的电阻器电路以相对于可调电阻提供要求级别的粒度。

在该特例中，第一电阻器电路402包括第一电阻器404，其第一端子耦合于第二输入216而其第二端子耦合于第一开关406的第一端子。第一开关406包括第一控制端子并包括耦合于网络接口端口122的第二端子。第二电阻器电路412包括第二电阻器414，其具有耦合于第二输入216的第一端子而其第二端子耦合于第二开关416的第一端子。第二开关416包括控制端子并包括耦合于网络接口端口122的第二端子。第n电阻器电路422包括第n电阻器424，其第一端子耦合于第二输入216且其第二端子耦合于第n开关426的第一端子。第n开关426包括控制端子并包括耦合于网络接口端口122的第二端子。在该特例中，开关406、416和426可视为检出开关而电阻器404、414和414可以是检出电阻器。

开关电路460包括第一控制开关466，该第一控制开关466包括耦合于输出212的第一端子、响应PSE控制逻辑134的控制端子以及耦合于第一检出开关406的控制端子的第二端子。开关电路460还包括第二控制开关476，该第二控制开关476包括耦合于输出212的第一端子、响应PSE控制逻辑134的控制端子以及耦合于第二检出开关416控制端子的第二端子。此外，开关电路460包括第n控制开关486，该第n控制开关486包括耦合于输出212的第一端子、响应PSE控制逻辑134的控制端子以及耦合于第n检出开关426的控制端子的第二端子。控制开关466、476和486中的每一个的第二端子经由电阻器(例如一般表示在462的电阻器)接地，该电阻器用来当禁用开关电路460时将检出开关406、416和426的控制端子处的电压下拉至接地电位。

在该特定实施例中，PSE控制逻辑134可适配成调整基准电流(I_REF)224以改变基准电压并调整有效检出电阻以改变检出电压。在一特定实施例中，PSE控制逻辑134可提供不变的基准电流并能通过有选择地将电阻器电路402、412或414从检出电阻器电路406断开而改变有效检出电阻。在一特例中，通过有选择地激活第一、第二和第n控制开关中的一个或多个开关，使输出212耦合于第一、第二和第n检出开关406、416和426中的一个或多个开关的控制端子。此外，PSE控制逻辑134适配成有选择地激活或禁用控制开关466、476和486以有选择地将输出212与电阻器电路402、412和422耦合或分离。在一特定实施例中，通过仅激活其中一个控制开关，例如控制开关466，则只有对应的检出电阻器电路402被激活，且端口电流(I_端口)222跨过检出电阻器电路402流至节点408。通过激活其它控制开关476、486，第二和第n检出电阻器电路412、422被激活以使电流流过并联的多条路径以调整检出电阻器电路406的有效电阻。在一特定实施例中，可省去电阻器404、414和424并通过开关406、416和426提供检出电阻(即开关电阻或场效应管(FET)电阻)。

在一特例中，检出电阻器电路406可以是小晶体管和电阻器的阵列，它们可合计为单个有效检出电阻。由于电阻器404、414和424可并联耦合，且例如电阻器404的单个电阻器具有比并联的多个电阻器更大的电阻。PSE控制逻辑134可使用控制开关电路466来控制电阻器电路402、412和422以有选择地导通和切断特定电阻器电路。通过使输出212从电阻器电路412、422断开，检出电阻增大，这有效地升高了检出电阻器电路406的值。如果电阻值越高，则限流降低。应清楚，增大的检出电阻使检出电阻器电路406两侧的检出电压(V_检出)增大并改变基准电阻器204与检出电阻器电路406之比，这改变了限流。在一特例中，可仅基于开关电阻来调整电阻。

在另一特例中，可通过借助开关控制电路466将电阻器电路402、411和422中除一个以外的所有电路从输出212断开而调整检出电阻器电路406以增大检出电阻。替代地，通过将电阻器电路402、412和422中的两个或更多个耦合于输出212，能减小检出电阻器电路406的有效电阻。增加检出电阻允许改变限流而不牺牲较高的检出电压(V_检出)值。在操作中，允许在PoE标准下工作的PD额定限流应当将近为425mA。对于有时称为PoE+标准的修订后PoE标准，支持PoE+的PD的额定限流为将近720mA。通过调整可调限流器电路140、340和440(图1-4所示)的限流和/或通过调整检出电阻器电路406(图4所示)的有效电阻，PD断开检测逻辑142可通过检查可调限流器电路是否已被激活以限流而检测PD存在与否。

图5A和5B分别是针对包含断开检测逻辑和可调限流器电路的电路设备的特定实施例当限流器电路激活时端口电流(I_端口)和端口电压(V_端口)相对于时间的曲线图500、510。参见图5A，曲线图500(在504)示出电流从502增大至限流并在限流(I_限制)保持不变。在506，端口电流(I_端口)减小至508。

参见图5B，曲线图510示出在接口端口处的负基准电压，该负基准电压从-50伏(在512)增(在514)至0伏或接地电位(在518)，这种增加对应于被限制的端口电流(I_端口)(如图5A所示)。

在一特例中，如果可调限流器电路的限流被设定为接近7.5mA，则有效PD的10mA电流汲取将导致跨FET的电压上升至接地。该上升电压表示有效ID存在。然而，如果限流状态继续，则当端口电压下降过多时PD将最终被关断。PD断开检测逻辑适于检测PD的存在并向PSE控制逻辑提供信号，这能增大可调限流器电路的阈值电流电平。参见图4，可启用全电阻器和/或晶体管列以增大阈值电流电平。替代地，参见图1-3，可增大基准电流(I_REF)以增大阈值电流电平。

图6A和6B是针对包括断开检测逻辑的电路设备的特定实施例的端口电流(I_端口)和端口电压(V_端口)相对于时间的曲线图。在所示实施例中，曲线图600示出处于第一电流电平602的端口电流。端口电流电平(在604)从第一电流电平602下降至第二电流电平605。曲线图600还示出额定限流607，它可高于例如第一电流电平602的额定工作电流。

第二电流电平605低于可调限流器电路的低电流阈值电平，且可调限流器的限流可在609降低至低电流电平(I_{限制_低})。在606，端口电流上升至低电流电平(I_{限制_低})609，使限流器电路切断以在608限制端口电流。在608响应于检测到限流器电路的激活，限流阈值被调整至在611的额定工作电流电平(I_{限制_额定})，并允许端口电流如610通常指示的那样上升至额定电流电平612。

参见图6B，曲线图620示出处于第一电压电平622下的端口电压。当端口电流受可调限流器电路限制时，端口电压在614开始增大。当调整或撤去限流阈值以使端口电流增至第一电流电平(在图6A中的608)时，端口电压(在图6B中的626)减小并返回到第一电压电平(在628)。该电压瞬变反映接口端口处的电流流动。在一个特例中，在设备以正极性为基准的情形下，端口电压可相对于图6B所示的曲线图610翻转。

在图6B所示的例子中，用曲线图620表示的端口电压(在624和626)代表当存在有效PD时能在网络接口端口测得并可由PD断开检测逻辑检测以检测在网络接口端口存在PD的瞬变脉冲或信号。在特定的非限定实施例中，为了限制在网络接口端口处的瞬变，仅当端口电流已测定为相当低时才接上可调限流器电路。

在一特定实施例中，PSE控制电路可用来周期地调整限流器电路至低于额定工作电流电平的电流阈值电平并如果基于限流器电路的激活确定PD设备处于连接状态则重置限流器电路至较高的电流阈值电平。如果在一段时间内没有激活限流器电路，则PSE控制电路可进一步降低电流阈值以观察PD是否已断开。在另一特定实施例中，当测得的端口电压下降低于最初阈值时，PSE控制电路可调整限流器电路的电流阈值。在又一特定实施例中，PSE控制电路可不定期或随机地调整电流阈值以测试PD是否保持连接于网络接口端口。

图7是检测用电设备断开的方法的特定说明性实施例的流程图。在702，限流器电路的限流阈值降至低于耦合于电源设施设备的接口端口的用电设备的额定工作电流电平的电流电平，其中限流器电路适配成有选择地对接口端口处的端口电流进行限制。在一特定实施例中，减小限流阈值包括减小检出电阻器两侧的基准电流。在另一特定实施例中，减小限流阈值包括增大端口检出电阻器的有效电阻。在第三特定实施例中，减小限流阈值包括减小流过基准晶体管的电流。在第四特定实施例中，减小限流阈值包括减小端口开关晶体管的有效尺寸。在一特例中，端口检出电阻器是包括耦合在电压源和相应多个检出开关之间的多个检出电阻器的电路，其中相应多个检出开关中的每个开关包括耦合于接口端口的第一端子、响应逻辑电路的控制端子以及耦合于多个检出电阻器中特定一个检出电阻器的第二端子。在该例中，可通过有选择地禁用相应多个检出开关中的一个或多个以使选定的检出电阻器与多个检出电阻器断开以增大有效电阻而增大端口检出电阻器电路的有效电阻。本领域内技术人员应当理解，开关晶体管本身具有串联内阻，因此允许开关电阻器列也是开关列的近似结构。

前进至704，监视限流器电路以确定何时激活限流器电路。在一特定实施例中，可通过用电设备(PD)断开检测电路、电源设施(PSE)控制逻辑电路、其它电路或其任意组合来监视限流器电路。继续至708，当限流器在经过一段时间后未被激活时，则确定用电设备已从接口端口断开。在一特例中，这段时间近似为300毫秒或更少时间。前进至710，响应用电设备断开的确定切断至接口端口的电力。该方法在712终止。

在一特定实施例中，该方法包括：当限流器电路被激活时确定用电设备连接于接口端口；并响应检测到限流器电路的激活而将限流阈值调整至等于或高于与用电设备关联的工作电流电平的电平。在一特定实施例中，PD断开检测电路、PSE控制逻辑电路、另一电路或其任意组合可用来检测限流器电路的激活并基于限流器电路的状态作出有关PD相对于接口端口的状态的判决。

图8是检测用电设备断开的方法的第二特定说明性实施例的流程图。在802，例如使用模-数转换器(未示出)来测量端口电流(I_端口)。在替代性实施例中，限流阈值可设定至低于额定工作电流阈值几毫安的电平以检测PD是否仍然在汲取工作电流。替代地，限流阈值可设定至10mA以基于是否激活限流器电路而检测PD是否正在汲取至少10mA。前进至804，将测得的端口电流(I_端口)与第一阈值(例如10mA)作比较。在804，如果测得的端口电流(I_端口)大于或等于第一阈值，则该方法前进至806并且电路在返回到802并测量端口电流前等待一段时间。在一特定实施例中，这段时间(或延时)可比断开检测时段更长。在一特例中，这段时间可以是1分钟、30秒、400毫秒或其它时间段。

返回到804，如果端口电流(I_端口)小于10mA，则方法进至808且可调限流器电路的限流阈值被设定至小于10mA的电平。在一特定实施例中，限流阈值被设定至将近7.5mA的电流电平。在另一特定实施例中，限流阈值被设定在将近5mA的电流电平。前进至810，如果限流阈值被端口电流(I_端口)超出，则方法前进至812且限流阈值被设定为PD的额定工作电流电平。在一特例中，该额定工作电流电平可近似为425mA。方法前进至806并且电路在返回到802并测量端口电流(I_端口)前延迟一段时间。

返回到810，如果不超出限流阈值，则方法继续至814且PD断开检测逻辑确定用电设备(PD)从网络接口端口断开。进入816，PSE切断对网络接口端口的供电。方法在818终止。

在一特定实施例中，PSE控制逻辑可利用存储在数据日志中的PD供电数据以作出有关是否切断对PD供电的确定。在又一特定实施例中，在断开向网络接口端口供电前，PSE控制逻辑可将限流阈值降低至低于5mA的第三电平以观察PD是否正在汲取非常低的电流。

总的来说，应当理解参考图7和图8描述的方法仅为了说明而不旨在作为限定。此外，尽管前面内容主要侧重于以太网上电力实现，然而应当理解，检测某一设备与电路端口断开的这些技术与电路可用于其它***。在一个特例中，基于限流的断开检测可用于宽带和其它电力/数据***上的电力并可用于便携式设备以监视例如***设备连接。此外，尽管已论述PoE标准和修订后的PoE标准(PoE+标准)，然而设想这些标准被频繁地修订并且指示设备何时连接或断开的电流电平可根据多种标准而变化。前面参照图1-7描述的可调限流器电路可用于在几乎任何电流电平下执行基于端口限流的设备检测，这提供了灵活性以使电流设备可用于新的和酝酿中的标准以及已有标准。

结合前面参照图1-8描述的电路设备、***和方法，披露了一种模拟限流器电路，该电路可调至低于额定工作电流电平的限流阈值以检测用电设备(PD)是否耦合于网络接口端口。在一特例中，可通过改变基准电流或通过有选择地激活或禁用检出电阻器列来调整限流器电路。在一特定实施例中，限流器电路的电流阈值降低至介于由PoE标准规定的最低电流电平和断开电流电平之间的电平。如果在降低电流阈值后激活限流器电路，则可确定PD连接于网络接口端口。否则，在例如400毫秒、300毫秒或其它时间段的一段时间后，在这段时间内限流器电路不被激活以限制端口电流，PD断开检测逻辑可确定PD已断开并且PSE控制电路可切断对网络接口断开的供电。

通过利用模拟限流器电路，任何电路脉冲(即使是使用模-数转换器尚未检测到的非常短持续时间的脉冲)可触发限流器电路以切断端口电流，切断可在网络接口端口处检测为瞬变信号。该瞬变信号可用来基于短电流脉冲来检测PD的存在。PSE设备可继续向对其工作电源使用间歇电流汲取的PD供电。此外，尽管前面的描述主要针对检出电阻器或检出电阻器列，然而应当理解，例如场效应晶体管(FET)电阻、晶体管列、其它检出元件或其任意组合的其它类型检出元件可用来检测电路参数，例如电流或电压。

尽管已参照优选实施例对本发明进行了说明，然而本领域内技术人员应当理解，可对形式和细节作出许多改变而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (21)

1.一种电源设施设备，包括：

至少一个网络端口，所述网络端口适配成耦合于用电设备以经由网络电缆向用电设备提供电力和有选择地提供数据；

限流器电路，所述限流器电路耦合于至少一个网络端口并具有可调阈值；以及

逻辑电路，所述逻辑电路耦合于限流器电路并适配成：

通过有选择地调整耦合在所述至少一个网络端口与电源之间的检出电阻器的有效电阻将所述限流器电路的可调阈值降低为低于额定工作电流电平的阈值电平；

在经过所述限流器电路未被激活的一段时间后，所述逻辑电路适配成确定所述用电设备与至少一个网络端口断开。

2.如权利要求1所述的电源设施设备，其特征在于，所述逻辑电路进一步适配成：

检测何时激活所述限流器电路以对端口电流作限制；以及

响应检测到所述限流器电路的激活而将所述可调阈值增至与所述用电设备关联的工作电流电平。

3.如权利要求1所述的电源设施设备，其特征在于，所述逻辑电路适配成周期地减小可调阈值以确定所述用电设备是否耦合于所述至少一个网络端口。

4.如权利要求1所述的电源设施设备，其特征在于，所述逻辑电路适配成监视与所述至少一个网络端口关联的端口电流并当所述端口电流下降到第一电流阈值以下时减小可调阈值。

5.如权利要求1所述的电源设施设备，其特征在于，所述限流器电路包括：

电压源；

第一检出元件，所述第一检出元件耦合于所述电压源并响应基准电流来产生基准电压；

第二检出元件，所述第二检出元件耦合于所述电压源并响应端口电流来产生检出电压；

比较器电路，用来比较所述基准电压和所述检出电压并产生与比较结果相关的控制信号；以及

端口开关，所述端口开关包括耦合于网络端口以接收端口电流的第一端子、响应于所述控制信号的控制端子以及耦合于所述第二检出元件的第二端子；

其中当所述检出电压大于所述基准电压时，所述控制信号控制所述端口开关以对所述端口电流作限制。

6.如权利要求5所述的电源设施设备，其特征在于，所述逻辑电路监视所述控制信号以检测何时激活所述端口开关以对所述端口电流作限制。

7.如权利要求5所述的电源设施设备，其特征在于，所述可调阈值可通过改变基准电流得以调整。

8.如权利要求5所述的电源设施设备，其特征在于，所述逻辑电路监视所述至少一个网络端口处的电压以检测何时激活所述端口开关。

9.如权利要求5所述的电源设施设备，其特征在于，所述第二检出元件包括：

多个检出元件，每个检出元件包括耦合于电压源的第一端子和第二端子；以及

相应的多个检出元件开关，每个检出元件开关包括耦合于所述端口开关的第二端子的第一检出端子、耦合于所述逻辑电路的检出控制端子以及耦合于所述多个检出元件的相应检出元件的第二端子的第二检出端子；

其中所述逻辑电路适配成独立地激活相应的多个检出元件开关中的一个或多个以将多个检出元件中的相应检出元件并联耦合在所述端口开关的第二端子和所述电压源之间以调整总检出元件。

10.一种基于电流的断开检测方法，包括：

通过改变耦合在电源设施设备的接口端口与电源之间的检出电阻器的有效电阻将限流器电路的限流阈值降低至低于耦合在所述接口端口的用电设备的额定工作电流电平的电流电平，所述限流器电路适配成有选择地对所述接口端口处的端口电流作限制；

监视所述限流器电路以确定何时激活所述限流器电路；

当在经过一段时间后没有激活所述限流器时，则确定所述用电设备与所述接口端口断开；以及

响应确定所述用电设备断开而切断对所述接口端口的供电。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述限流器电路被激活时，确定所述用电设备连接于所述接口端口；以及

响应检测到所述限流器电路的激活，将所述限流阈值调整至与所述用电设备关联的工作电流电平。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，减小所述限流阈值包括减小跨所述检出电阻器的基准电流。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，端口检出电阻器包括端口检出电阻器电路，所述端口检出电阻器电路包括耦合在电压源和相应多个检出开关之间的多个检出电阻器，相应多个检出开关中的每个开关包括耦合于所述接口端口的第一端子、响应于逻辑电路的控制端子、耦合于所述多个检出电阻器中的所述检出电阻器的第二端子。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，增大所述检出电阻器电路的有效电阻包括有选择地禁用相应多个检出开关中的一个或多个检出开关以将所述多个检出电阻器中的选择的检出电阻器断开以增大有效电阻。

15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述时间段包括将近300毫秒或更短时间。

16.一种电路设备，包括：

至少一个网络端口，所述网络端口适配成耦合于用电设备以经由网路电缆将电力和选择地将数据提供给所述用电设备；

检出电阻器，所述检出电阻器耦合在所述至少一个网络端口与电源之间；

限流器电路，所述限流器电路耦合于所述至少一个网络端口，所述限流器电路具有可调的阈值；以及

逻辑电路，所述逻辑电路耦合于限流器电路并适配成：

通过改变检出电阻器的有效电阻将所述可调阈值改变至低于额定工作阈值的降低阈值电平；

当所述用电设备连接于所述至少一个网络端口时，检测所述限流电路的激活以限制至所述至少一个网络端口的端口电流；以及

当检测到所述限流器电路激活时，将所述可调阈值重置至高于或等于额定工作阈值的电平。

17.如权利要求16所述的电路设备，其特征在于，所述逻辑电路适配成当所述限流器电路在一段时间内不被激活时检测出所述用电设备从所述至少一个网络端口断开。

18.如权利要求17所述的电路设备，其特征在于，所述逻辑电路适配成当所述用电设备断开时切断对所述至少一个网络端口的供电。

19.如权利要求16所述的电路设备，其特征在于，还包括响应所述逻辑电路向双绞线网络电缆的至少两对电缆供电的电力注入器。

20.如权利要求16所述的电路设备，其特征在于，所述逻辑电路适配成周期地改变所述可调阈值。

21.如权利要求16所述的电路设备，其特征在于，所述逻辑电路适配成：

监视所述端口电流；以及

响应于检测所述端口电流何时下降到第一端口阈值以下来改变所述可调阈值而不断开所述用电设备。