TWI448882B - 減低乙太網路供電之保護頻帶 - Google Patents

Description

減低乙太網路供電之保護頻帶

本發明係關於乙太網路供電領域，且更特定言之係關於一種展現防止對額外埠進行供電之動態保護頻帶的乙太網路供電系統。

基於乙太網路技術之區域網路及廣域網路的增長已成為藉由具有多個紋線對之結構化佈纜系統來對辦公室及家庭進行佈纜的重要驅動力。無處不在之區域網路及在區域網路上操作之裝備已導致常常需要附接一個由網路操作之設備的情況，該由網路操作之設備欲有利地在網路佈線上由網路來供電。在網路佈線上供電具有多種優勢，包括(但不限於)：減低之安裝成本；集中之供電及功率備用；以及集中之安全及管理。

存在多項著手於此問題之專利，包括：頒予Lehr等人之美國專利S/N 6,473,608，其內容以引用方式併入本文中；及頒予Lehr等人之美國專利S/N 6,643,566，其內容以引用方式併入本文中。此外，著手於在基於乙太網路之網路上向遠程設備供電之問題的標準已發表為IEEE 802.3af－2003，其內容以引用方式併入本文中，且在下文中稱作“af”標準。在網路佈線上接收功率之設備被稱作被供電之設備(powered device,PD)，且將功率傳遞至網路佈線中以供PD使用的供電裝備被稱作功率來源裝備(power sourcing equipment,PSE)。

市售PSE被供應以支援單一埠或支援複數個埠。出於清楚之目的，服務複數個埠之乙太網路供電(power over Ethernet,PoE)控制器的每一埠被稱作一PSE，且展現出“af”標準中所描述之電學特徵。

服務複數個埠之PoE控制器較佳設有功率管理功能性，其在汲取功率之所有埠的總功率消耗係位於可用總功率之預定範圍內時防止對該等埠供電。在例示性具體例中，此係藉由提供保護頻帶來實現的，如2004年9月27日所申請之發表為US 2005/0049758 A1的標題為“METHOD AND APPARATUS FOR POWER MANAGEMENT IN A LOCAL AREA NETWORK”之同在申請中之美國專利申請案S/N 10/949,208中所描述，其全部內容以引用方式併入本文中。在一例示性具體例中，不考慮湧入電流之效應，保護頻帶等於或大於可為一埠或PD所汲取之最大功率。因此，藉由建構保護頻帶，不可對將使總使用功率超過總可用功率的PD供電。將理解，在總使用功率超過總可用功率的情況下，除非失能至少一埠之供電，否則電源將過載並關閉。

功率管理功能進一步操作以監測系統之總功率消耗。在功率消耗係位於總可用功率之保護頻帶限值內的情況下，不向額外之PD供電。在功率消耗達到或超過總可用功率的情況下，或以其他方式達到或超過總可用功率以下之限值設定的情況下，失能PD以減低總功率消耗。較佳地，在保持優先權的情況下失能PD，由此，首先失能低優先權之PD，而向較高優先權之PD供電。

每一PD連接至一特定乙太網路供電控制器之唯一埠，且因此，失能該埠與失能該PD係同義的。

以上機制大體而言係令人滿意的，但在使用小電源之情況下(其具有約2個至4個充分供電之“af”埠的容量)，保護頻帶防止電源容量之重要部分的使用。此在所附接之PD汲取遠低於“af”標準所容許之最大值之功率的情況下尤其成問題，且因此可在缺少上文所提及之保護頻帶的情況下向大量PD供電。

係為所需且先前技術未提供的係一種動態提供一保護頻帶之方法，該保護頻帶使得能夠在不超過電源之容量而對最大數目之PD供電。

因此，本發明之一主要目的係克服先前技術之缺點。此係在本發明中提供藉由一種回應於一被供電且接著藉由功率管理功能性而被失能之PD來動態分配保護頻帶的方法，該功率管理功能性指示在向該PD供電之後所汲取之總功率大於最大可用功率。在一具體例中，針對系統之所有埠設定保護頻帶，且在另一具體例中，針對被失能之埠設定保護頻帶。

在以全系統為基礎來設定保護頻帶的具體例中，藉由以下之一者來清除保護頻帶：總功率消耗小於減去保護頻帶之總可用功率；一PD連接至一具有高於藉由功率管理功能性所失能之埠之優先權的埠；及一預定時間週期已滿期。

在針對被失能之埠來設定保護頻帶的具體例中，藉由以下之一者來清除保護頻帶：一偵測週期，其中未偵測到連接至與被失能之PD相關聯之埠的PD；及一預定時間週期已滿期；及總功率消耗小於總可用功率減去保護頻帶。

在一具體例中，本發明提供一種控制一乙太網路供電系統之方法，該方法包含：在通信佈纜上依序供電複數個被供電設備；回應於對該複數個被供電設備之供電來決定一第一總功率消耗；在該所決定之第一總功率消耗超過一預定最大功率位準的情況下，失能該被供電之複數個被供電設備中之至少一者的功率，由此將功率消耗減低至低於該預定最大功率位準；回應於該失能功率來界定一比該最大功率位準小至一保護頻帶的連接功率限值；在該失能功率之後監測一第二總功率消耗；及僅在該所監測之第二總功率消耗小於該連接功率限值的情況下致能功率至一被供電設備。

本發明之額外特徵及優勢將自以下圖式及描述中顯見。

為更好地理解本發明且展示可如何實現本發明，現將純粹以實施例之方式參看附圖，其中類似元件符號貫穿圖式指示相應元件或區段。

現藉由特定地詳細參看圖式，強調所示細節僅係以實施例之方式且出於說明性論述本發明之較佳具體例的目的，且係為了提供被認為係對本發明之原理及概念態樣最有用且易懂之描述而提出的。就此而言，不欲以比基本理解本發明所必要之程度更詳細的程度來展示本發明之結構細節，結合圖式而進行之說明使熟習本技藝者顯見可如何在實踐中具體化本發明之多種形式。

本具體例能使一種回應於一個被供電且接著藉由功率管理功能性而被失能之PD來動態分配保護頻帶的方法，該功率管理功能性指示在向該PD供電之後所汲取之總功率大於最大可用功率。在一具體例中，針對系統之所有埠設定保護頻帶，且在另一具體例中，針對被失能之埠設定保護頻帶。

在以系統為基礎來設定保護頻帶的具體例中，藉由以下之一者來清除保護頻帶：總功率消耗小於總可用功率減去保護頻帶；一PD連接至一個具有高於藉由功率管理功能性而失能之埠之優先權的埠；及一預定時間週期已滿期。

在針對被失能之埠來設定保護頻帶的具體例中，藉由以下之一者來清除保護頻帶：一偵測週期，其中未偵測到連接至與被失能之PD相關聯之埠的PD；及一預定時間週期已滿期；及總功率消耗小於總可用功率減去保護頻帶。

在詳細說明本發明之至少一具體例之前，將理解本發明之應用不限於以下描述中所提出或圖式中所說明之組件之構造及配置的細節。本發明可應用於其他具體例或以各種方式來實踐或執行。且，將理解本文中所使用之措辭及術語係出於描述之目的且不應認為係限定性的。

圖1為乙太網路供電系統之高階示意圖，該系統包含一在一各別通信佈纜30上向複數個被供電設備20之每一者提供功率的乙太網路供電管理器10，其進一步包含一主機40及一電源50。乙太網路供電管理器10包含一控制電路60、一個與控制電路60相關聯之偵測功能性70、各與一特定埠85相關聯之複數個電控制開關80、說明為感測電阻器之複數個電流感測器90及一電壓感測器100。每一電控制開關80之控制輸入連接至控制電路60之各別輸出，且電流感測器90中之每一者的感測輸出連接至控制電路60之各別輸入。在各由一感測電阻器來表示電流感測器90的具體例中，感測電阻器90之每一末端連接至各別輸入控制電路60。

電源50之輸出經由各別電流感測器90並聯連接至每一電控制開關80之輸入。每一電控制開關80之輸出經由各別埠85及各別通信佈纜30而連接至特定PD 20。不要求PD 20連接至每一埠85，且如將在下文中進一步描述，偵測功能性70可操作以偵測存在或不存在一連接PD 20。

每一通信佈纜30可在每一埠85處以可插式連接至或直接連接至一特定乙太網路供電管理器10上。電壓感測器100與電流感測器90之組合表示一功率感測器，其可操作以在結合使用電流感測器90時決定連接至電源或乙太網路管理器10之所有PD 20的總功率消耗，且藉由各別電流感測器90來決定自乙太網路供電管理器10處所汲取功率之每一PD 20的功率消耗。主機40與控制電路60進行通信。在一具體例中，主機40在諸如乙太網路之網路上與控制電路60進行通信，且在另一具體例中，主機40直接連接至控制電路60。

在操作中，控制電路60與主機40通信，且接收關於電源50之最大功率輸出的資訊。控制電路60進一步操作偵測功能性70以偵測在通信佈纜30上連接至每一埠85之有效PD 20的存在，且回應於連接至埠85之有效PD 20之偵測來閉合各別電控制開關80，由此在通信佈纜30上向PD 20供電。控制電路60可進一步操作以監測所有被供電之PD 20的功率消耗，且(如下文中將進一步說明)回應於功率過載而失能至少一PD 20。將瞭解，較佳使用電源50以在不超過其額定之最大容量向所有或最大數目之被偵測PD 20供電。

因為對PD 20供電導致過載情況，所以意欲在不超過電源50之容量的同時向最大數目之被偵測PD 20供電可導致對一PD 20交替地供電且接著失能的情況。圖2A係對根據先前技術之一由於功率過載而在被供電狀態與失能狀態之間所振盪的被供電設備之描述，其中x軸描述時間，且y軸描述自乙太網路供電管理器10處所汲取功率之所有PD 20的總功率消耗。電源50之最大功率輸出被標記為P_disconnect ，因為在總功率超過此量之情況下，欲失能至少一個PD 20或使其斷接以防止電源50之過載。

線200表示一或多個被偵測且被供電之PD 20的穩態功率消耗，該功率消耗小於P_disconnect 。線210表示對額外之PD 20的偵測及供電，該額外之PD 20在被充分供電時(較佳不考慮任何瞬時湧入電流)如點220所表示之超過P_disconnect 。接著控制電路60作用以藉由失能至少一個PD 20來減低功率消耗。將瞭解，術語“失能”與開路與欲被移除功率之埠85及PD 20相關聯的電控制開關80係同義的。

類似於線200，線230表示穩態功率消耗，在使導致點220之過載情況的PD 20斷接之後達到線230。控制電路60通常輪詢所有埠85以偵測連接至其之未供電的PD 20，且在偵測到的情況下，控制電路60操作以如線240所示向所偵測之未供電的PD 20供電，線240表示對額外之PD 20的偵測及供電，該額外之PD 20在被充分供電時(較佳不考慮任何瞬時湧入電流)如點250所表示之超過P_disconnect 。接著控制電路60作用以如上文所述藉由失能至少一個PD 20來減低功率消耗。

因此，偵測功能性70、該偵測之PD 20所引起之供電及防止功率過載之功率管理功能性導致在向PD 20供電與失能PD 20之間的振盪。

為防止該振盪，如2004年9月27日所申請之發表為US 2005/0049758 A1的標題為“METHOD AND APPARATUS FOR POWER MANAGEMENT IN A LOCAL AREA NETWORK”之美國專利申請案S/N 10/949,208中所描述，先前技術教示對保護頻帶之使用。圖2B係對根據先前技術之防止圖2A之振盪的保護頻帶之描述，其中界定一個低於P_disconnect 之限值，該較低限值標記為P_{no_more_connect} 。保護頻帶被界定為在P_disconnect 與P_{no_more_connect} 之間的功率範圍。

在操作中，所偵測之PD 20被供電，只要總功率消耗不超過P_{no_more_connect} 即可。在總功率消耗超過P_{no_more_connect} 的情況下，不對額外之被偵測PD 20供電，但沒有任何已供電之PD 20被失能。如上文中關於圖2A所描述，在總功率消耗超過P_disconnect 的情況下，失能至少一個PD 20以將功率消耗減低至P_disconnect 以下。因此，對圖2B之保護頻帶的使用防止了圖2A之振盪。然而，將瞭解的是為了有效，圖2B之保護頻帶係較佳地足夠大以防止對汲取功率之最大量的PD 20供電，且因此，對靜態保護頻帶之使用防止了對電源50之容量的最大量使用。

圖3為根據本發明之原理的圖1之控制電路60之操作的高階流程圖，其中回應於單一振盪事件對所有埠動態建構保護頻帶。在階段1000中，輸入電源50之最大功率位準。在一具體例中，最大功率位準自主機40傳達至控制電路60，且在另一具體例中，最大功率位準直接自電源50傳達至控制電路60。最大功率位準被標記為P_disconnect 。此外，將標記為P_{connect_limit} 之變數初始地設定為等於P_disconnect 。

在階段1010中，控制電路60操作偵測功能性70以偵測目前未被供電之PD 20。在階段1020中，控制電路60操作各別電控制開關80以將功率連接至階段1010中所偵測到之PD 20。在階段1030中，決定所有被供電之PD 20的總功率消耗。在例示性具體例中，藉由輸入各個電流感測器90之輸出及電壓感測器100之輸出，且將電流總和乘以電壓來決定總功率消耗。較佳地扣除乙太網路供電管理器10(且特定言之，控制電路60)之電流消耗以作為常數。在一替代性具體例中，主機40所提供之最大功率位準考慮到乙太網路供電管理器10之電流消耗。

已關於一具體例而描述了上文，雖然其中單一電壓感測器100供應乙太網路供電管理器10之所有埠的電壓資訊，但此並不意謂以任何方式為限定性的。在替代性具體例中，由各別電壓感測器(未圖示)來感測每一埠85上之電壓且將其輸入至控制電路60。因此，藉由將各別電流感測器90所感測之電流乘以各別埠電壓感測器所感測之電壓來計算每一PD 20之功率消耗。

在階段1040中，將階段1030中所決定之總功率消耗與P_disconnect 進行比較。在總功率消耗不大於P_disconnect 的情況下，執行上文所描述之階段1010。在總功率消耗大於P_disconnect 的情況下，在階段1050中，決定在回應於階段1040中所偵測之過載情況而欲失能的PD 20。在一具體例中，根據階段1020將欲供電之最後一個PD 20決定為待失能之PD 20。在另一具體例中，將目前被供電之最低優先權埠決定為欲失能之埠。在階段1060中，決定根據階段1050而欲失能之PD 20的功率消耗。在一具體例中，回應於相關聯之電流感測器90來決定欲失能之PD 20的功率消耗，且在另一具體例中，基於與階段1030之功率消耗相比所減低的總功率消耗，在下文所描述之階段1070的操作之後計算階段1050。在階段1070中，失能在階段1050中所決定之PD 20的功率流動。在一例示性具體例中，藉由開路各別電控制開關80來失能功率流動。

在階段1080中，保護頻帶被設定以界定一連接功率限值，其操作類似於上文中關於圖2B之P_{no_more_connect} 所描述的。較佳地，保護頻帶為階段1060中所決定的失能之被供電設備之功率消耗的函數。變數P_{connect_limit} 被設定以等於P_disconnect 減去所決定之保護頻帶。因此，僅在功率消耗已超過初始最大功率位準P_disconnect 之情況下藉由階段1080之操作來設定保護頻帶。在一具體例中，保護頻帶等於階段1060中所決定之失能之被供電設備的功率消耗加上一預定值。在又一具體例中，該預定值足以防止在狀態之間發生振盪，且較佳設定為約2瓦特。

在階段1090中，監測總功率消耗。在階段1100中，將階段1090中所監測到之總功率消耗與變數P_{connect_limit} 所表示之值進行比較。在所監測之總功率消耗低於P_{connect_limit} 所表示之值的情況下(亦即，總功率消耗低於保護頻帶)，在階段1110中將變數P_{connect_limit} 重設為初始值P_disconnect 。因此，在總功率消耗低於保護頻帶之情況下，藉由階段1110之動作來清除保護頻帶，且執行上文所述之階段1010。

在階段1100中，總功率消耗不小於變數P_{connect_limit} 所表示之值的情況下，在階段1130中，將表示自階段1080之操作起之時間的計時器與預定時間限值進行比較。在計時器指示自階段1080之操作起滿期之時間大於預定限值的情況下，在階段1150中將變數P_{connect_limit} 重設為初始值P_disconnect 。因此，在自保護頻帶之設定起，預定量時間已滿期的情況下，藉由階段1150之動作來清除保護頻帶。接著執行上文所述之階段1010。

在階段1130中，計時器指示自階段1080之操作起所滿期之時間不大於預定限值的情況下，在階段1140中，回顧偵測功能性70所偵測之埠的優先權。在已偵測到一個展現出高於階段1050中所決定且在階段1070中所失能之埠之優先權的埠之情況下，在階段1150中，將變數P_{connect_limit} 重設為初始值P_disconnect 。因此，在已偵測到一個展現出高於失能之埠之優先權的未供電PD 20之情況下，藉由階段1150之動作來清除保護頻帶。接著執行上文所描述之階段1010。在階段1140中，未偵測到一個展現出高於階段1050中所決定且在階段1070中所失能之埠之優先權的埠之情況下，執行上文所述之階段1090。

雖然階段1130、1140及1150之操作被描述為回應於階段1100之比較而執行，但此並不意謂以任何方式為限定性的。階段1090與階段1100之操作可連續性執行，其中如下文中關於圖4B、4C而進一步描述，回應於適當中斷或呼叫來執行階段1130及/或階段1140之動作。

圖4A為根據本發明之原理的圖1之控制電路60之操作的高階流程圖，其中回應於單一振盪事件針對特定埠實施計劃的保護。在階段2000中，輸入可自電源50所獲得之最大功率位準。在一具體例中，最大功率位準自主機40傳達至控制電路60，且在另一具體例中，最大功率位率直接自電源50傳達至控制電路60。將一個標記為P_disconnect 之變數設定為等於最大可用功率位準。在階段2010中，針對每一埠i將一與每一埠85相關聯之標記為P_{port_connect_limit,i} 的變數初始地設定為等於P_disconnect 。

在階段2020中，決定所有被供電之PD 20的總功率消耗。在一例示性具體例中，藉由輸入各個電流感測器90之輸出及電壓感測器100之輸出，且將電流之總和乘以電壓來決定總功率消耗。較佳地扣除乙太網路供電管理器10(且特定言之，控制電路60)之電流消耗以作為常數。在一替代性具體例中，主機40所提供之最大功率位準考慮到乙太網路供電管理器10之電流消耗。

在階段2030中，控制電路60操作偵測功能性70以偵測一目前未被供電之PD 20。較佳地，控制電路60操作偵測功能性從而以考慮到所有未被供電之埠85的循環(round robin)方式來偵測未被供電之PD20。

在階段2040中，將階段2020中所決定之總功率消耗與埠i(在階段2030中針對該埠所偵測到一未被供電之PD20)之P_{port_connect_limit,i} 進行比較。在總功率消耗大於P_{port_connect_limit,i} 的情況下，執行上文所描述之階段2030。因此，在功率消耗大於該埠之預定限值的情況下，對功率消耗可能不會大於彼埠之預定限值的其他埠進行偵測。

在階段2040中，總功率消耗不大於P_{port_connect_limit,i} 的情況下，任意地在階段2045中將所偵測之埠的P_{port_connect_limit,i} 設定為等於P_disconnect 。因此，在總功率消耗小於保護頻帶(如P_{port_connect_limit,i} 所表示)的情況下，保護頻帶被重設為零。在階段2050中，控制電路60操作各別電控制開關80以將功率連接至階段2030中所偵測之PD 20。在階段2060中，以上文中關於階段2020所描述之方式來決定所有被供電之PD 20的總功率消耗。

在階段2070中，將階段2060中所決定之總功率消耗與P_disconnect 進行比較。在總功率消耗不大於P_disconnect 的情況下，執行上文所述之階段2030。在總功率消耗大於P_disconnect 的情況下，在階段2080中，決定待回應於階段2070中所偵測之過載情況而失能的PD 20。在一具體例中，根據階段2050將欲供電之最後一個PD 20決定為欲失能之PD 20。在另一具體例中，將目前被供電之最低優先權埠決定為欲失能之埠。在階段2090中，決定根據階段2080而欲失能之PD 20的功率消耗。在一具體例中，回應於相關聯之電流感測器90來決定欲失能之PD 20的功率消耗，且在另一具體例中，基於與階段2060之功率消耗相比所減低的總功率消耗而在階段2100的操作之後計算階段2090。在階段2100中，失能在階段2080中所決定之PD 20的功率流動。在一例示性具體例中，藉由開路各別電控制開關80來失能功率流動。

在階段2110中，保護頻帶被設定以界定階段2100中所失能之埠的連接功率限值，其操作類似於上文中關於圖2B之P_{no_more_connect} 所描述的。較佳地，保護頻帶為階段2090中所決定的失能之被供電設備之功率消耗的函數。變數P_{port_connect_limit,i} 被設定以等於P_disconnect 減去所決定之保護頻帶。因此，僅在功率消耗已超過初始最大功率位準P_disoonnect 之情況下藉由階段2110之操作來設定保護頻帶，且僅針對該回應於超過限值之功率消耗而失能的埠來設定保護頻帶。在一具體例中，保護頻帶等於階段2090中所決定之失能之被供電設備的功率消耗加上一預定值。在又一具體例中，該預定值足以防止在狀態之間發生振盪，且較佳設定為約2瓦特。

在階段2120中，設定一中斷計時器以在一預定時間週期之後自動清除在階段2110中所設定之保護頻帶。在一具體例中，針對階段2110之所有事件設定單一中斷計時器，且在另一具體例中，針對被設定之保護頻帶之每一埠來設定與該埠相關聯之個別計時器。接著執行階段2030，其可偵測其他未被供電之埠且向其供電。

圖4B為根據本發明之原理的圖1之控制電路之回應於圖4A之階段2120中所設定之計時器來清除保護頻帶之操作的高階流程圖。在階段3000中，時間已滿期以呼叫常式。在階段3010中，針對計時器已滿期之埠，將P_{port_connect_limit,i} 設定為P_disconnect ，亦即，將保護頻帶重設為零。在設定單一計時器之具體例中，在其中未針對任何埠執行階段2120的預定週期之後，針對所有埠將保護頻帶重設為零。在階段3020中，常式返回。

圖4C為根據本發明之原理的圖1之控制電路之回應於偵測到失能之被供電設備不再連接而清除保護頻帶之操作的高階流程圖。在階段2030之循環偵測已偵測到階段2100中被失能之埠不再連接的情況下，如階段4000所描述，呼叫圖4C之常式。在階段4010中，針對埠85(其在圖4A之階段2100中被失能，且階段2030已針對其偵測到PD 20不再連接)，將P_{port_connect_limit,i} 設定為P_disconnect ，亦即，清除保護頻帶。因此，在回應於階段2070之過載情況而被失能之PD 20係為斷接的情況下，埠保護頻帶被重設為零。

圖5為乙太網路供電系統之高階示意圖，該系統包含一在一各別通信佈纜30上向複數個被供電設備20提供功率的乙太網路供電管理器300，其進一步包含一主機40及一電源50。乙太網路供電管理器300包含一控制電路310、一個與控制電路310相關聯之偵測功能性70、各與一特定埠85相關聯之複數個電控制開關80及複數個可變限流器320、說明為感測電阻器之複數個電流感測器90及一電壓感測器100。每一電控制開關80之控制輸入連接至控制電路310之各別輸出，且電流感測器90中之每一者的感測輸出連接至控制電路310之各別輸入，且可變限流器320中之每一者的控制輸入連接至控制電路310之各別輸出。在各由一感測電阻器來表示電流感測器90的具體例中，如所說明，感測電阻器90之每一末端連接至各別輸入控制電路310。

電源50之輸出經由各別電流感測器90並聯連接至每一電控制開關80之輸入。每一電控制開關80之輸出透過各別可變限流器320而經由各別埠85及各別通信佈纜30連接至特定PD 20。不要求PD 20連接至每一埠85，且如將在下文中進一步描述，偵測功能性70可操作以偵測存在或不存在一連接之PD 20。主機40與控制電路310進行通信。在一具體例中，主機40在諸如乙太網路之網路上與控制電路310進行通信，且在另一具體例中，主機40直接連接至控制電路310。

每一通信佈纜30可在一特定埠85處以可插式連接至或直接連接至乙太網路供電管理器300上。電壓感測器100與電流感測器90之組合表示一功率感測器，其可操作以在結合使用電流感測器90時決定連接至電源或乙太網路管理器300之所有PD 20的總功率消耗，且藉由各別電流感測器90來決定自乙太網路供電管理器300處所汲取功率之每一PD 20的功率消耗。

雖然將電控制開關80及可變限流器320說明為單獨之元件，但此並不意謂以任何方式為限定性的。在一具體例中，電控制開關80及可變限流器320由單一FET或其他電晶體協同比較器來構成，其閘極被控制以協同電流感測器90而交替產生限流功能性：開關開路情況及開關閉合情況。

在操作中，控制電路310與主機40通信，且接收關於電源50之最大功率輸出的資訊。控制電路310進一步操作偵測功能性70以偵測在通信佈纜30上連接至每一埠85之有效PD 20的存在，且回應於連接至埠85之有效PD 20的偵測來閉合各別電控制開關80，由此在通信佈纜30上向PD 20供電。控制電路310進一步對可變限流器320設定一恰當之電流限值以將PD 20所汲取之電流限定在預定限值內。控制電路310可進一步操作以監測所有被供電之PD 20的功率消耗，且(如下文中將進一步說明)回應於功率過載而失能至少一個PD 20。將瞭解的是較佳地使用電源50以在不超過其額定之最大容量向所有或最大數目之被偵測之PD 20供電。

主機40可傳達一在網路上所接收之來自一或多個PD 20的增加功率之請求。控制電路310回應於該增加功率的請求、總功率消耗及最大可用功率來決定是否將分配增加之功率。在將分配增加之功率的情況下，控制電路310經由主機40以授權來回應PD 20，且在一例示性具體例中，其向可變限流器320設定一針對增加之功率的適當限值。

雖然已在一具體例中描述了上文，其中可變限流器320被設定一適當之電流限值以藉由控制電流使其不超過預定限值來執行對PD 20之功率分配，但此並不意謂以任何方式為限定性的。在另一具體例中，如(例如)上文所提及之IEEE 802.3af－2003規範中所描述，僅將可變限流器320設定為適於針對過載狀況進行控制的值。

圖6為根據本發明之原理的圖5之控制電路310之操作的高階流程圖，其中回應於單一振盪事件而針對系統之所有埠85建構一保護頻帶。在階段5000中，輸入可自電源50所獲得之最大功率位準。在一具體例中，最大功率位準自主機40傳達至控制電路60，且在另一具體例中，最大功率位準直接自電源50傳達至控制電路60。將一標記為P_disconnect 之變數設定為等於最大可用功率位準。在階段5010中，將一標記為P_{connect_limit} 的變數初始地設定為等於P_disconnect 。

在階段5020中，決定所有被供電之PD 20的總功率消耗。在一例示性具體例中，藉由輸入各個電流感測器90之輸出及電壓感測器100之輸出，且將電流之總和乘以電壓來決定總功率消耗。較佳地扣除乙太網路供電管理器300(且特定言之，控制電路310)之電流消耗以作為常數。在一替代性具體例中，主機40所提供之最大功率位準考慮到乙太網路供電管理器300之電流消耗。

在階段5030中，控制電路310操作偵測功能性70以偵測一目前未被供電之PD 20。較佳地，控制電路310操作偵測功能性以考慮所有未被供電之埠85的循環方式來偵測未一被供電之PD 20。階段5030亦可包含經由主機40接收來自一或多個PD 20的對增加之功率的請求。

在階段5040中，將階段5020中所決定之總功率消耗與P_{connect_limit} 進行比較。在總功率消耗大於P_{connect_limit} 的情況下，再次執行上文所描述之階段5030。因此，在功率消耗大於連接功率限值的情況下，不實施增加功率或向一所偵測之未被供電的被供電設備之供電的請求。

在階段5040中，總功率消耗不大於P_{connect_limit} 的情況下，在階段5050中將P_{connect_limit} 重設為預設值P_disconnect 。因此，在總功率消耗小於保護頻帶(如P_{connect_limit} 所表示且將在下文中進一步描述)的情況下，保護頻帶被重設為零。在階段5060中，在階段5030中所請求之功率係為一所偵測之未被供電的被供電設備之情況中，控制電路310操作各別電控制開關80以將功率連接至所偵測之PD 20。在階段5030中所請求之功率係為一請求增加功率的被供電設備之情況中，在一例示性具體例中，控制電路310操作各別可變限流器320以增加該請求增加功率之PD 20的電流限值。

在階段5070中，以上文中關於階段5020所描述之方式來決定所有被供電之PD 20的總功率消耗。在階段5080中，將階段5070中所決定之總功率消耗與P_disconnect 進行比較。在總功率消耗不大於P_disconnect 的情況下，執行上文所述之階段5030。因此，在總功率消耗小於最大可用功率的情況下，可向額外之所偵測之被供電設備供電及/或可准允額外之功率請求。

在階段5080中，總功率消耗大於P_disconnect 的情況下，在階段5090中，決定回應於階段5080中所偵測之過載情況而欲失能的PD 20。在一具體例中，根據階段5060欲供電或已功率增加之最後一個PD 20來決定為欲失能或減低所分配之功率的PD 20。在另一具體例中，將目前被供電之最低優先權埠決定為欲失能或減低所分配功率的埠。在階段5100中，決定根據階段5090而欲失能或減低功率之PD 20的功率消耗。在一具體例中，回應於相關聯之電流感測器90來決定欲失能之PD 20的功率消耗，且在另一具體例中，基於在下文所描述之階段5120中所讀取的與階段5070所決定之功率消耗相比所減低的總功率消耗而在下文所描述之階段5110的操作之後計算階段5100。在階段5110中，失能或減低在階段5090中所決定之PD 20的功率流動。在一例示性具體例中，藉由開路各別電控制開關80來失能功率流動，且藉由設定各別可變限流器320來減低功率。

在階段5120中，決定所有被供電之PD 20的總功率消耗。在一例示性具體例中，藉由輸入各個電流感測器90之輸出及電壓感測器100之輸出，且將電流之總和乘以電壓來決定總功率消耗。較佳地扣除乙太網路供電管理器300(且特定言之，控制電路310)之電流消耗以作為常數。在一替代性具體例中，由主機40所提供之最大功率位準考慮到乙太網路供電管理器300之電流消耗。

在階段5130中，將階段5120中所決定之總功率消耗與P_disconnect 進行比較。在總功率消耗大於P_disconnect 的情況中(亦即，階段5110之操作不足以將功率消耗減低至P_disconnect 之過載以下)，執行上文所描述之階段5090以失能另一埠85，或減低另一PD 20之功率。

在5130中，總功率消耗不大於P_disconnect 的情況中，在階段5140中，保護頻帶被設定以界定一連接功率限值，其操作類似於上文中關於圖2B之P_{no_more_connect} 所描述。較佳地，保護頻帶為階段5090中所決定的失能之被供電設備之功率消耗的函數。變數P_{connect_limit} 被設定以等於P_disconnect 減去所決定之保護頻帶。在一具體例中，保護頻帶等於階段5100中所決定之失能之被供電設備的功率消耗或減小之功率加上一預定值。在又一具體例中，該預定值足以防止在狀態之間發生振盪，且較佳設定為約2瓦特。

在階段5150中，設定一中斷計時器以在一預定時間週期之後自動清除在階段5140中設定之保護頻帶。接著執行階段5030，其可偵測其他未被供電之埠且向其供電，或如請求來增加功率。

因此，本具體例能使一種回應於一被供電且接著藉由功率管理功能性而被失能之PD來動態分配一保護頻帶的方法，該功率管理功能性指示在該PD之供電之後所汲取之總功率大於最大可用功率。在一具體例中，針對系統之所有埠設定保護頻帶，且在另一具體例中，針對被失能之埠設定保護頻帶。

在以全系統為基礎來設定保護頻帶的具體例中，藉由以下之一者來清除保護頻帶：總功率消耗小於減去保護頻帶之總可用功率；一PD連接至一個具有高於藉由功率管理功能性而失能之埠之優先權的埠；及一預定時間週期已滿期。

在針對被失能之埠來設定保護頻帶的具體例中，藉由以下之一者來清除保護頻帶：一偵測週期，其中未偵測到連接至與失能之PD相關聯之埠的PD；一預定時間週期已滿期；及總功率消耗小於減去保護頻帶之總可用功率。

瞭解到，本發明之出於清楚之目的而在單獨具體例之背景下描述的特定特徵亦可在單個具體例中組合起來提供。相反，本發明之出於簡明之目的而在單個具體例之背景下描述的各種特徵亦可單獨或以任何合適之子組合的形式提供。

除非另有界定，否則本文中所使用之所有技術及科學術語均具有與一般熟習本發明所屬技藝者通常理解相同的意思。雖然在實踐或教示本發明時可使用與本文中所描述之方法類似或等效的方法，但本文中描述了合適之方法。

本文中所提及之所有公開案、專利申請案、專利及其他參考文獻均以全文引用方式併入。在出現矛盾的情況下，將以包括定義在內之專利規範為準。此外，材料、方法及實施例僅為說明性的且不欲為限定性的。

熟習本技藝者將瞭解，本發明並不限於上文中所特定展示並描述之內容。實情為，本發明之範疇係由隨附申請專利範圍來界定的，且包括上文中所描述之各種特徵的組合及子組合，以及熟習本技藝者藉由閱讀以上描述而將想到且在先前技術中不存在的對本發明之改變及修改。

10．．．乙太網路供電管理器

20．．．被供電設備

30．．．通信佈纜

40．．．主機

50．．．電源

60．．．控制電路

70．．．偵測功能性

80．．．電控制開關

85．．．埠

90．．．電流感測器/感測電阻器

100．．．電壓感測器

200．．．線

210．．．線

220．．．點

230．．．線

240．．．線

250．．．點

300．．．乙太網路供電管理器

310．．．控制電路

320．．．可變限流器

圖1為乙太網路供電系統之高階示意圖，該系統包含一在通信佈纜上向複數個被供電設備提供功率的乙太網路供電管理器；圖2A係對根據先前技術之一個由於功率過載而在被供電狀態與被失能狀態之間振盪之被供電設備的描述；圖2B係對根據先前技術之防止圖2A之振盪的保護頻帶之描述。

圖3為根據本發明之原理的圖1之控制電路之操作的高階流程圖，其中回應於單一振盪事件而針對系統之所有埠建構一保護頻帶；圖4A為根據本發明之原理的圖1之控制電路之操作的高階流程圖，其中回應於單一振盪事件而針對特定埠實施計劃的保護；圖4B為根據本發明之原理的圖1之控制電路之回應於計時器來清除保護頻帶之操作的高階流程圖；圖4C為根據本發明之原理的圖1之控制電路之回應於偵測到被失能之被供電設備不再連接而清除保護頻帶之操作的高階流程圖；圖5為根據本發明之原理的乙太網路供電系統之高階示意圖，該系統包含一個在通信佈纜上向複數個被供電設備提供功率的乙太網路供電管理器，該等埠中之每一者包含一電控制開關及一可變限流器；及圖6為根據本發明之原理的圖5之控制電路之操作的高階流程圖，其中回應於單一振盪事件而針對系統之所有埠建構一保護頻帶。

Claims (21)

1. 一種乙太網路供電系統之控制方法，該方法包含：在通信佈纜上依序供電複數個被供電設備；回應於該複數個被供電設備之供電來決定一第一總功率消耗；在該所決定之第一總功率消耗超過一預定最大功率位準的情況下，失能該被供電之複數個被供電設備中之至少一者的功率，由此將功率消耗減低至低於該預定最大功率位準；決定該被失能之至少一個被供電設備的功率消耗；回應於該失能功率來界定一比該最大功率位準低一保護頻帶的連接功率限值，其中該保護頻帶係為一具有該功率失能之該至少一個被供電設備之該所決定之功率消耗的函數；在該失能功率之後監測一第二總功率消耗；及僅在該所監測之第二總功率消耗小於該連接功率限值的情況下，致能功率至一被供電設備。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含：在自該失能功率起之一預定週期之後，設定該保護頻帶為零。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含：偵測一未被供電之被供電設備，其與一高於與具有該功率失能之至少一個被供電設備相關聯之優先權的優先權相關聯；及 回應於該所偵測之被供電設備而設定該保護頻帶為零。
4. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含：偵測一增加分配至一被供電設備之功率的請求，該被供電設備與一高於與該具有該功率失能之至少一個被供電設備相關聯之該優先權的優先權相關聯；及回應於該所偵測之請求而設定保護頻帶為零。
5. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含在該所監測之第二總功率消耗小於該連接功率限值的情況下，設定該保護頻帶為零。
6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該具有該功率失能之至少一被供電設備包含以下之一者：該依序供電複數個被供電設備中之一最後被供電設備；及該依序供電複數個被供電設備中之一最低優先權被供電設備。
7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該致能功率包含增加一分配至該被供電設備的功率。
8. 一種乙太網路供電系統之控制方法，該方法包含：在通信佈纜上依序供電複數個被供電設備；回應於該複數個被供電設備之該供電來決定一總功率消耗；在該所決定之第一總功率消耗超過一預定最大功率位準的情況下，失能該被供電之複數個被供電設備中之至少一者的功率，由此將功率消耗減低至低於該預定最大功率 位準；當對該失能至少一被供電設備中之每一者進行供電時，決定功率消耗；回應於該失能功率來界定一比該最大功率位準低一保護頻帶的連接功率限值，其中該所界定之連接功率限值與具有該功率失能之每一被供電設備相關聯，該所界定之連接功率限值係單獨界定針對每一失能至少一個被供電設備以作為該所決定之功率消耗的一函數；在該失能功率之後監測一第二總功率消耗；及僅在該所監測之第二總功率消耗小於該連接功率限值的情況下，致能功率至一被供電設備。
9. 一種乙太網路供電系統之控制方法，該方法包含：在通信佈纜上依序供電複數個被供電設備，該供電之複數個被供電設備中的每一者與一唯一之埠相關聯；回應於該複數個被供電設備之該供電來決定一總功率消耗；在該所決定之總功率消耗超過一預定最大功率位準的情況下，失能該複數個被供電設備中之一者的功率；回應於該失能功率來界定一比該最大功率位準低一保護頻帶的連接功率限值，該保護頻帶與該唯一埠相關聯，該唯一埠與該具有該功率失能之被供電設備相關聯；在該失能功率之後，監測總功率消耗；及在該失能功率之後監測之總功率消耗小於該連接功率限值的情況下，供電該具有該功率失能之被供電設備。
10. 如申請專利範圍第9項之方法，其進一步包含：偵測被供電設備未連接至該與該具有該功率失能之被供電設備相關聯的唯一埠；及回應於該偵測被供電設備未連接而設定該保護頻帶為零。
11. 如申請專利範圍第9項之方法，其進一步包含：回應於以下之一者，而設定該保護頻帶為零：該所監測之總功率消耗小於該連接功率限值；及自該失能功率起經過一預定週期。
12. 一種乙太網路供電管理器，其包含：一乙太網路供電控制電路；複數個埠，該等埠中之每一者具有與其相關聯之回應於該乙太網路供電控制電路的一開關及一可變限流器中之一者；及至少一功率感測器，其與該乙太網路供電控制電路通信，且操作以感測經由該複數個埠中之每一者所汲取的一功率量，該乙太網路供電控制電路係操作以：在通信佈纜上依序供電各連接至該複數個埠中之特定一者的複數個被供電設備；回應於該依序供電之複數個被供電設備而藉由該至少一個功率感測器來決定一第一總功率消耗；在該所決定之第一總功率消耗超過一預定最大功率位準的情況下，藉由一開關及一可變限流器中之該相關聯一 者的操作來失能該供電之複數個被供電設備中之至少一者的功率，由此將功率消耗減低至低於該預定最大功率位準；當操作該失能至少一個被供電設備時，決定功率消耗；回應於該失能功率來界定一個比該最大功率位準低一保護頻帶的連接功率限值，其中該保護頻帶為一具有該功率失能之該至少一被供電設備之該所決定之功率消耗的函數；在該失能功率之後，藉由該至少一功率感測器來監測一第二總功率消耗；及僅在該所監測之第二總功率消耗小於該連接功率限值的情況下，藉由一開關及一可變限流器中之該相關聯一者來致能至一被供電設備之功率。
13. 如申請專利範圍第12項之乙太網路供電管理器，其中該乙太網路供電控制電路進一步操作以回應於以下之一者而設定該保護頻帶為零：自該功率之失能起經過一預定時間；及該所監測之第二總功率消耗小於該連接功率限值。
14. 如申請專利範圍第12項之乙太網路供電管理器，進一步包含一回應於該乙太網路供電控制電路之偵測功能性，且其中該乙太網路供電控制電路進一步操作以：藉由該偵測功能性來偵測一未被供電之被供電設備，其一高於與該失能至少一個被供電設備相關聯之優先權的優先權相關聯；及 回應於該所偵測之被供電設備而將該保護頻帶設定為零。
15. 如申請專利範圍第12項之乙太網路供電管理器，其中該乙太網路供電控制電路進一步操作以：偵測一增加分配至一被供電設備之功率的請求，該被供電設備與一高於該與該失能至少一被供電設備相關聯之優先權的優先權相關聯；及回應於該所偵測之請求而將該保護頻帶設定為零。
16. 如申請專利範圍第12項之乙太網路供電管理器，其中該失能至少一被供電設備包含以下之一者：該依序供電複數個被供電設備中的一最後被供電設備；及該依序供電複數個被供電設備中的一最低優先權被供電設備。
17. 如申請專利範圍第12項之乙太網路供電管理器，其中該功率致能包含藉由設定該可變限流器來增加一分配功率至該被供電設備。
18. 一種乙太網路供電管理器，包含：一乙太網路供電控制電路；複數個埠，該等埠中之每一者具有與其相關聯之回應於該乙太網路供電控制電路的一開關及一可變限流器中之一者；及至少一功率感測器，其與該乙太網路供電控制電路通信，且操作以感測經由該複數個埠中之每一者所汲取的一 功率量，該乙太網路供電控制電路係操作以：在通信佈纜上依序供電各連接至該複數個埠中之特定一者的複數個被供電設備；回應於該依序供電之複數個被供電設備而藉由該至少一個功率感測器來決定一第一總功率消耗；在該所決定之第一總功率消耗超過一預定最大功率位準的情況下，藉由一開關及一可變限流器中之該相關聯一者的操作來失能該供電之複數個被供電設備中之至少一者的功率，由此將功率消耗減低至低於該預定最大功率位準；藉由該至少一個功率感測器來決定該失能至少一個被供電設備中之每一者的該功率消耗；回應於該失能功率來界定一個比該最大功率位準低一保護頻帶的連接功率限值，其中該界定連接功率限值與該功率失能之每一被供電設備相關聯，該界定連接功率限值係作為該決定功率消耗的一函數而針對每一失能至少一個被供電設備來單獨界定的；在該失能功率之後，藉由該至少一功率感測器來監測一第二總功率消耗；及僅在該所監測之第二總功率消耗小於該連接功率限值的情況下，藉由一開關及一可變限流器中之該相關聯一者來致能至一被供電設備之功率。
19. 一種乙太網路供電管理器，其包含： 一乙太網路供電控制電路；複數個埠，該等埠中之每一者具有與其相關聯之一回應於該乙太網路供電控制電路的電控制開關；及至少一個功率感測器，其與該乙太網路供電控制電路通信，且操作以感測經由該複數個埠中之每一者而汲取的一功率量，該乙太網路供電控制電路操作以：在通信佈纜上供電向各連接至該複數個埠中之特定一者的複數個被供電設備；回應於該供電複數個被供電設備而藉由該至少一個功率感測器來決定一第一總功率消耗；在該決定第一總功率消耗超過一預定最大功率位準的情況下，藉由該相關聯之電控制開關的操作來失能該供電複數個被供電設備中之一者的功率；回應於該失能功率而針對與該被供電設備中之該失能一者相關聯之該埠來界定一連接功率限值，該連接功率限值比該最大功率位準低一保護頻帶；在該失能功率之後藉由該至少一個功率感測器來監測一第二總功率消耗；及僅在該監測第二總功率消耗小於該連接功率限值的情況下，藉由該相關聯之電控制開關來致能該等被供電設備中之該失能一者的功率。
20. 如申請專利範圍第19項之乙太網路供電管理器，進一步包含一回應於該乙太網路供電控制電路之偵測功能 性，該乙太網路供電控制電路進一步操作以：藉由該偵測功能性偵測到被供電設備未連接至該與具有該功率失能之被供電設備相關聯的埠；及回應於該偵測而將該保護頻帶設定為零。
21. 如申請專利範圍第19項之乙太網路供電管理器，其中該乙太網路供電控制電路進一步操作以回應於以下之一者而將該保護頻帶設定為零：該監測總功率消耗小於該連接功率限值；及自該功率之失能起經過一預定時間。