CN100435069C - 用于快速减小端口电源的方法 - Google Patents

Abstract

一种在电源状况改变的情形中快速减少功率的方法，包括：获取所供电端口的当前功耗和所供电端口的当前功率分配之一的指示符；对于不同于当前电源状况的至少一个可能电源状况，存储要减少功率的供电端口的标识符，该标识符与至少一个电源状况相关联；并且在电源状况从当前电源状况改变成经更改电源状况的情形中：将经更改电源状况标识为至少一个电源状况之一；并且根据与经更改电源状况相关联的存储标识符，减少端口的功率。

Description

用于快速减小端口电源的方法

技术领域

本发明涉及电源系统领域，尤其涉及在多个电源之一出故障的情况下快速减小对端口提供的电源的算法。

背景技术

基于以太网技术的局域网和广域网的增长是对使办公室和家庭使用具有多对双绞线的结构化电缆系统的重要推动。到处存在的局域网以及在其上运行的装置已导致这样的情形：常常需要在网络接线上连接其电源通过网络有利提供的网络运行设备。在网络接线上提供电源具有许多优点，包括但不限于：降低安装成本；集中化电源和电源备份；以及集中化安全保护和管理。

存在解决该问题的若干专利，包括：授权给Lehr等人的序列号为6,473,608的美国专利，其内容通过引用结合于此；授权给Lehr等人的序列号为6,643,566的美国专利，其内容通过引用结合于此。此外，解决在基于以太网的网络上向远程设备供电的问题的标准已被公布为IEEE 802.3af-2003，其内容通过引用结合于此。

以太网上供电通常是可升级技术，其中初始安装可向系统中有限数量的端口提供电源功能。随着时间的流逝可向附加端口供电，从而需要附加电源。每个端口都向相连的通电设备提供电源，其中电源在结构化通信电缆上从端口向通电设备传送。一种向系统添加附加电源的成熟方法使用以“线或”类型排列连接在一起的多个电源或电源触排。其它并行连接电源系统的方法是本领域技术人员所公知的，并包括可用于向一个或多个相连负载提供相连电源总数的任何方法。

使用多个电源时的主要困难在于在多个电源之一发生故障或减少输出时必须采取的动作。例如，在提供以太网上供电的网络中，通电设备从中央供电装置接收其功率。在向中央电源装置供电的多个电源之一出故障的情形中，向一些通电设备供电的电源装置的部分端口必须禁用，以避免其余电源上的过量负荷。此外，最好屏蔽不被禁用的通电设备以免受故障电源的任何不利影响。这要求在电源故障情形时的快速动作，最好通过禁用足够多端口来减少相连通电设备在诸如20毫秒或更佳地2毫秒的短时段内提取的总功率。禁用足够多端口防止其余电源的过载情形。可以理解，关断一端口的电源在本文中与禁用通电设备一起互换使用，因为每个通电设备都与一特定端口相连。

在现有技术系统中，在一个或多个电源出故障的情形中，向通电设备供电的端口被各个关断，并监视结果的整体功耗或整体电流抽吸。一旦功耗降低到低于可用功率的程度，则现有技术算法停止。这种算法最终成功地平衡了功耗和已减少的可用电源；然而该算法较慢并需要多次实际功耗测量。不幸地是，在运行现有算法时，功耗和电源可用性之间存在失配，这导致其余电源的过热、或导致提供给未被禁用的那些通电设备的电源中的倾斜。这种表现为降低电压的功率倾斜，会负面地影响那些通电设备的性能，从而导致非预期的故障。

因此，所需要的、且在现有技术中为未知的是一种在功耗超过可用功率的情况下快速标识和禁用端口的方法。较佳地，这种算法允许在指示一个或多个相连电源的故障的情形中在少于20毫秒内、甚至更佳地在少于2毫秒内稳定电源。

发明内容

因此，本发明的一个主要目的是克服现有技术的缺点。这在本发明中通过预先标识在多个电源中的任一个或多个电源出故障时要减少功率的端口来提供。较佳地，监视所供电的每个端口的功耗，并保存包括运行电源的可能组合、以及各个可能组合的可用总功率的表格。对于运行电源的各个可能组合，保存要减少功率的端口的列表，该列表基于所监视的功耗和该组合的可用总功耗。在一示例性实施例中，减少功率包括禁用端口。

因而，在一个或多个电源出故障、或者其可用功率减少从而导致功耗超过可用功率的情形中，根据预先标识的列表减少对特定端口的供电。在根据预先存储的端口列表减少功率之后，最好再次将功耗与总的可用功率作比较。

本发明提供一种在电源状况改变的情形中快速减少功率的方法，包括：获取所供电端口的当前功耗和所供电端口的当前功率分配之一的指示符；对于不同于当前电源状况的至少一个可能电源状况，存储要减少功率的供电端口的标识符，该标识符与至少一个电源状况相关联；并且在电源状况从当前电源状况改变成更改电源状况的情形中：将更改电源状况标识为至少一个电源状况之一；并且根据与更改电源状况相关联的存储标识符，减少端口的功率。

在一实施例中，减少端口的功率的步骤通过禁用端口来完成。在另一实施例中，减少功率的步骤包括以下之一：将所分配功率减少为预定值，将所分配功率减少预定值，将功率减少为预定值，并将功率减少预定值。在又一实施例中，减少端口功率的步骤通过对控制该端口的限流器设置一值来完成。在再一实施例中，获取指示符的步骤包括获取至少一个端口的实际使用功率。

在一实施例中，方法还包括：对至少一个可能电源状况计算预计过量需求，该预计过量需求是所获指示符的函数，要减少功率的端口被选择为预计过量需求的函数。较佳地，该计算包括输入至少一个端口的分配功率的指示。此外较佳地通过分类来建立分配功率。甚至更佳地，根据IEEE 802.3af标准来进行分类。在另一实施例中，分配功率是一用户定义参数。

在又一实施例中，计算的步骤包括输入至少一个端口的当前功耗的指示。在再一实施例中，存储端口标识符的步骤包括：输入最低优先级端口的功耗；从预计过量需求中减除最低优先级端口的功耗；并且存储最低优先级端口的标识符。

在另一实施例中，存储端口标识符的步骤包括：输入第一端口的功耗；从预计过量需求中减除功率要减少预定值的第一端口的功耗；并存储第一端口的标识符。较佳地，该方法还包括存储与第一端口的标识符相关联的预定值的标识符。

在又一实施例中，存储端口标识符的步骤包括：输入第一端口的分配功率；从预计过量需求中减除所分配功率要减少预定值的第一端口的分配功率；并存储第一端口的标识符。较佳地，该方法还包括存储与第一端口的标识符相关联的预定值。

在再一实施例中，存储端口标识符的步骤包括：输入第一端口的分配功率；从预计过量需求中减除第一端口的分配功率；并存储第一端口的标识符。较佳地，该方法通过分类来建立分配功率。甚至更佳地，根据IEEE 802.3af标准来进行分类。在另一更佳实施例中，分配功率是一用户定义参数。

在另一实施例中，方法还包括在减少步骤之后：获取所供电端口的当前功耗和所供电端口的当前功率分配之一的经更改指示符；将该经更改指示符和与经更改电源状况相关联的功率预算作比较；并且在经更改指示符大于与经更改电源状况相关联的功率预算的情形中：输入第一端口的功耗；并且将第一端口的功率减少到预定值。较佳地，该方法还包括：在经更改指示符大于与经更改电源状况相关联的功率预算的情形中：从经更改指示符中扣除第一端口的功耗减去预定值，以获得期望值；并且将期望值和与经更改电源状况相关联的功率预算作比较。

在又一实施例中，方法还包括在减少步骤之后：获取所供电端口的当前功耗和所供电端口的当前功率分配之一的经更改指示符；将该经更改指示符和与经更改电源状况相关联的功率预算作比较；并且在经更改指示符大于与经更改电源状况相关联的功率预算的情形中：输入第一端口的功耗；并且将第一端口的功率减少预定值。较佳地，该方法还包括：在经更改指示符大于与至少一种电源状况相关联的功率预算的情形中：从经更改指示符中减去预定值，以获得期望值；并且将期望值和与至少一种电源状况相关联的功率预算作比较。

在一实施例中，电源状况的改变与至少一个电源的故障相关联。在另一实施例中，电源状况的改变与至少一个电源的运行温度的改变相关联。

本发明独立地提供一种以太网上供电的系统，包括：控制器；存储器；多个电源；向附加通电设备供电的至少一个端口；以及用于标识多个电源的至少之一的状况的装置；其中控制器可用于：对不同于当前电源状况的至少一个电源状况，计算要减少功率的端口的标识符；在存储器中存储与至少一个电源状况相关联的端口的标识符；以及在电源状况改变成该至少一个电源状况的情形中，根据所存储的标识符减少端口的功率。

本发明独立地提供一种以太网上供电的系统，包括：控制器；多个电源；至少一个向附加通电设备供电的端口；以及用于标识多个电源的至少一个的状况的装置；其中控制器可用于：对在至少一个电源状况不同于当前状况的情形中要减少功率的端口存储标识符，该标识符与状况相关联；以及在电源状况从当前状况改变成该至少一个电源状况的情形中，根据所存储的标识符减少端口的功率。

本发明独立地提供一种在电源状况改变的情形中快速改变对端口的分配功率的方法，包括：根据第一电源状况向至少一个端口分配功率，第一电源状况与当前电源状况相关联；获得该至少一个端口的当前功耗和当前功率分配之一的指示符；对不同于第一电源状况的至少一个可能电源状况，计算作为指示符函数的预计过量需求，该过量需求为正或负；与至少一个电源状况相关联地存储要改变分配功率的端口的至少一个可能电源状况标识符，该端口是预计过量需求的函数；并且在电源状况改变成不同于第一电源状况的第二电源状况的情形中：将该第二电源状况标识为至少一电源状况之一；并且根据所存储的与第二电源状况相关联的标识符，改变端口的分配功率。

在一实施例中，改变分配功率的步骤包括增大对至少一个端口的分配功率。在另一实施例中，改变所分配功率的步骤包括向第一电源状况下未通电的至少一个端口分配功率。

本发明独立地提供了一种在电源状况改变的情形中快速减少功率的方法，包括：获取所供电端口的当前功耗和当前功率预算之一的指示符；对于不同于当前电源状况的至少一个可能电源状况计算预计过量需求，该预计过量需求是指示符的函数；对于不同于当前电源状况的至少一个可能电源状况存储要减少功率的供电端口的标识符，该标识符与该至少一个电源状况相关联并且是预计过量需求的函数；并且在电源状况改变成经更改电源状况的情形中：将经更改电源状况标识为该至少一个电源状况之一；并且根据与经更改电源状况相关联的存储标识符，减少端口的功率。

本发明独立地提供了一种在电源状况改变的情形中快速减少功率的方法，包括：获取所供电端口的当前功耗和当前功率分配之一的指示符；对于不同于当前电源状况的至少两个可能电源状况，存储要减少功率的供电端口的标识符，这些标识符与该至少两个电源状况中各自的一个相关联；并且在电源状况改变成更改的当前电源状况的情形中：将更改的当前电源状况标识为该至少两个电源状况之一；并且根据与更改的当前电源状况相关联的存储标识符，减少端口的功率。

从以下附图和说明书中，本发明的附加特征和优点将变得显而易见。

附图说明

为了更佳地理解本发明并显示如何可进行相同的实现，现在参考附图纯粹作为示例，在附图中相同标号表示对应的元件或部分。

现在详细地参看附图，应强调所示细节仅仅作为示例并仅作为本发明的较佳实施例的说明性讨论的目的，并且为提供相信是本发明的原理和概念方面的最有用和最便于理解的描述而呈现的。这样，就不尝试比基本理解本发明所需更详细地显示本发明的结构细节，使用附图进行的描述使得如何在实践中具体化本发明的若干形式对本领域技术人员而言是显而易见的。在附图中：

图1a是现有技术公知的提供多个端口并包括多个电源的以太网上供电系统的高级框图；

图1b是根据本发明原理的提供多个端口并包括多个电源的以太网上供电系统的高级框图，其中每个电源具有与控制器通信的状态指示符；

图2是根据现有技术公知的一种方法的图1a的控制器在过量功率需求情形中的操作的高级流程图；

图3是根据本发明一方面的图1b的控制器在检测到过量功率需求的情形中的操作的高级流程图；

图4是根据本发明原理的图1b的控制器产生预计端口功率减少表的操作的高级流程图；

图5是根据本发明原理的图1b的控制器在与一个或多个电源相关联的电源状况改变的情形中的操作的高级流程图；以及

表格I表示作为根据本发明原理的方法的结果所产生的预计端口功率减少表的一个实施例。

具体实施方式

本实施例启用一种用于在功耗超过可用功率的情形中快速标识和减少端口功率的方法。较佳地，这种方法允许在少于20毫秒、甚至更佳地少于2毫秒的时间内消除因一个或多个相连电源的故障或可用功率减少引起的过量需求状况。本发明相关于以太网上供电系统来具体描述，然而这并不意味着以任何方式受限。本方法可等同地应用于向多个端口提供来自多个电源的功率的任何系统，其中至少一部分端口在实际或分配功耗方面不同。

本发明提供在多个电源中的任一个或多个出故障的情形中要减少功率的预先标识端口。较佳地，所供电各端口的功耗受到监视，且包括工作电源的各种可能组合、以及各可能组合的可用总功率的表格得到保存。对于工作电源的各个可能组合，要减少功率的端口列表得到保存，该列表基于所监视的功耗和组合的可用总功率。在一示例性实施例中，功率减少包括禁用该端口。

因而，在导致功耗超过可用功率的一个或多个电源的故障或可用电源减少的情形中，根据预先标识的列表减少特定端口的电源。在根据端口的预先存储列表减少功率之后，最好将功耗与总的可用功率作比较。

在详细说明本发明的至少一个实施例之前，可以理解本发明并不将其应用限于以下说明书中所阐述的或附图中所示的组件的结构和排列的细节。本发明可应用于可用各种方式实践或实现的其它实施例。此外，可以理解，本文中采用的措词和术语用作说明目的，且不应视为限制。

图1a是现有技术中公知的提供多个端口并包括多个电源的以太网上供电系统10的高级框图。以太网上供电系统10包括：控制器20；多个以太网上电源管理电路30，每个电路显示出多个端口40；多个通电设备(PD)50；多个电源60；以及公用电源线70。控制器20与各个以太网上电源管理电路30通信，且每个以太网上电源管理电路30通过端口40与通电设备50相连。每个以太网上电源管理电路30通常都具有多个端口40，且对于每个端口40，都连接一个相应PD 50以在结构化通信电缆上接收功率。电源60并行地连接以向公用电源线70馈送功率，而电源线70向各个以太网上电源管理电路30供电。

在一实施例中，电源60以“线或”排列连接，并使用电源的固有下垂特征共享功率。在另一实施例中，一个电源60用作储备或备用单元，从而仅在一个或多个工作电源60出故障的情形中供电。在又一实施例中，多个电源60相连以在其间共享功率，从而向公用电源线70馈送整体总功率。

在操作时，控制器20向各个相连的以太网上电源管理电路30提供整体控制器信息。以太网上电源管理电路30从公用电源线70中接收功率，并经结构化通信电缆在输出端口40上向相连PD 50供电。在一较佳实施例中，根据IEEE802.3af-2003标准在结构化通信电缆上供电，该标准的全部内容通过引用结合于此。基于经由公用电源线70可用的总功率，与控制器20通信的以太网上电源管理电路30可经由端口40向PD 50供电。

图2是根据现有技术公知的一种方法的图1a的控制器20在可由多个电源60中的一个或多个出故障所引起的过量功率需求的情形中的操作的高级流程图。过量功率需求被定义为相连PD 50的总功耗超过可用功率预算的任何情形。在一实施例中，功率预算是电源60的额定功率的总和、减去控制器20和以太网上电源管理电路30的任何功耗。

在步骤1000，输入标示为P_budget的总功率预算。在一实施例中，输入给控制器20的P_budget是相连电源60的总额定输出的函数。在步骤1010，输入附加的以太网上电源管理电路30的启用端口40的总功耗的指示符，并标示为P_consumP。P_consump表示PD 50的总功耗，其中数据从各个以太网上电源管理电路30中提供。在步骤1020，将P_budget与P_consump作比较。在P_budget大于或等于P_consump，即所提取功率在分配范围内的情形中，在步骤1030中插入一等待步骤。在预先设置的间隔之后，再次执行步骤1000。因而，P_budget与P_consump之间的关系以有规律的间隔在轮询基础上作比较。

在步骤1020P_budget不大于或等于P_consump，即过量功率需求状况存在的情形中，在步骤1040禁用当前接收功率的最低优先级端口。禁用端口停止了功率经由通信电缆向附加PD 50的流动。可以理解，优先级基于其位置或其它管理标准被分配给了各个端口。这种优先级分配并不是一种需要，而仅仅用来确保对要禁用的端口作出有序的判断。在一实施例中，完全基于物理端口编号来分配优先级，其中较高编号端口比较低编号端口分配到更低优先级。在另一实施例中，优先级包括在安装时分配较高优先级，其中具有所分配的特定优先级的所有端口根据端口编号来进一步区分优先级。

在步骤1050，插入等待步骤。等待步骤1050是在步骤1040禁用最低优先级端口之后足以允许P_consump稳定的持续时间。在等待步骤1050之后，再次如上所述执行步骤1010，这样就解决了过量功率需求状况。

图1b是根据本发明原理提供多个端口并包括多个电源60的以太网上供电系统100的高级框图，其中每个电源60都具有与控制器20通信的通常标示为PG的状态指示符。具体地，以太网上供电系统100包括：与存储器25相关联的控制器120；展现有多个端口40的多个以太网上电源管理电路30；多个PD 50；第一、第二和第三电源60；公用电源线70；状态指示符PG₁、PG₂和PG₃。控制器120与各个以太网上电源管理电路30通信，且各个以太网上电源管理电路30都通过端口40与PD 50相连。各个以太网上电源管理电路30通常具有多个端口40，并且对于各个端口40连接PD 50以经由结构化通信电缆接收功率。电源60并行连接以向公用电源线70馈送功率，并且电源线70向各个以太网上电源管理电路30供电。

在一实施例中，电源60以“线或”排列连接，并使用电源的固有下垂特征来共享功率。在另一实施例中，一个电源60用作储备或备份电源，从而仅在一个或多个工作电源60出故障的情形中供电。在又一实施例中，多个电源60相连以在其间共享功率，从而向公用电源线70馈送整体总功率。

状态指示符PG₁向控制器120传送第一电源60的状态，状态指示符PG₂向控制器120传送第二电源60的状态，而状态指示符PG₃向控制器120传送第三电源60的状态。第一、第二和第三电源60如图所示，分别具有相关联的状态指示符PG₁、PG₂和PG₃，但这并不意味着以任何方式受限。可连接三个以上或以下的电源而不会超越本发明的范围。类似地，对各电源60示出了唯一的状态指示符PG，但是这并不意味着以任何方式受限。任何其它装置，诸如比较器电路、手动干预的装置、定时电路或足以向控制器120通知经更新功率预算的整体系统控制都可具体地包括其中。在一实施例中，功率预算是各电源的额定功率，在指示符PG中指示为良好状态。在另一实施例中，添加了安全系数，从而将总的可用功率预算降低为小于电源60的总额定功率。在又一实施例中，控制器120监视电源线70的状况以检测可用的功率预算。在再一实施例中，控制器120与各电源60通信以监视其可用性，以及诸如温度的其它因数。在一示例性实施例中，响应于电源60的温度的上升，与温度上升电源60相关联的功率预算部分减少。

在操作时，以太网上供电系统100在所有方面都与以上相关于图1a的以太网上供电系统10所述相类似地操作；其中控制器120的附加部件通过相关联的状态指示符PG从各电源60中得到可用功率或功率预算变化的具体通知。在一较佳实施例中，在相连电源60中的任一个或多个的工作状态改变之后，功率预算中的变化通过作为状态指示符PG改变的结果的中断向控制器120发出信令。

图3是根据本发明一方面的图1b的控制器120在检测到过量功率需求的情形中的操作的高级流程图。过量功率需求被定义为相连PD 50的功耗超过可用功率预算的任何情形。在一实施例中，功率预算是电源60的额定功率的总和、减去控制器120和以太网上电源管理电路30的任何功耗。在另一实施例中，添加了安全系数，从而将总的可用功率预算降低为小于电源60的总额定功率。可用的总功率可根据温度或其它考虑动态地更改。在一较佳实施例中，控制器120与各个电源60通信，以通过相应的状态指示符PG监视其可用性和电流状态。

在步骤2000，输入标示为P_budget的总的功率预算。在一实施例中，如上所述，P_budget是相连电源60的总额定输出的函数。在另一实施例中，P_budget基于与相连电源的通信更新，并响应于状态指示符更新。在又一实施例中，监视电路(未示出)传送至少一个电源60的状态指示符，并且P_budget基于所接收的状态指示符进行计算和更新。

在步骤2010，通过附加的以太网上电源管理电路30的有效端口40输入功耗，并标示为P_consump。P_consump表示PD 50的总功耗。在一示例性实施例中，各以太网上电源管理电路30提供与之相关联的所有端口40的总功耗。在步骤2020，将P_consump与P_budget作比较。在P_budget大于或等于P_consump，即所提取功率在预算内的情形中，在步骤2030插入等待步骤。在预先设置间隔之后，再次执行步骤2000。因而，P_budget与P_consump之间的关系以有规律的间隔在轮询基础上作比较。

在步骤2020P_budget不大于或等于P_consump，即过量功率需求状况存在的情形中，在步骤2040标示为P_over的过量功率需求量被计算为：

P_over＝P_budget-P_consump    方程式1

在步骤2050，输入标示为P_reduce的目前在接收功率的最低优先级端口的功耗。在一示例性实施例中，这是通过控制器120读取与最低优先级端口40相关联的以太网上电源管理电路30中的适当寄存器来完成的。在步骤2060，减少在步骤2050标识的最低优先级端口40的功率。在一示例性实施例中，最低优先级端口40被禁用。在另一实施例中，分配给最低优先级端口40的功率最好通过对控制该端口的限流器设置经更改值来降至预定值。在又一实施例中，分配给最低优先级端口的功率减少一预定值。在另一实施例中，最低优先级端口的端口功率被降至预定值，或减少预定值。在一较佳实施例中，控制器120向特定的以太网上电源管理电路30发送功率减少指令，指示对一特定端口减少功率。

在步骤2070，过量功率需求量被更新为将通过步骤2060的操作所假定减少的功率反映为：

P_over＝P_over-P_reduce    方程式2

可以理解，在分配给最低优先级端口的功率未被禁用而是减少至预定量的实施例中，P_reduce包括最低优先级端口的实际功耗或功率分配、减去该功率或分配分别将减少的预定值。类似地在功耗或功率分配减去预定值的情形中，P_reduce包括预定值。在步骤2080，根据方程式2计算的经更新P_over与零作比较。如果经更新的P_over大于零，则仍然期望过量功率需求状况，并如上所述执行步骤2050，从而导致一个或多个附加端口的功率的减少。在步骤2080经更新的P_over不大于零，即不期望过量功率需求状况的情形中，执行等待状态2090。等待状态2090是在步骤2060分配给最低优先级端口的功率减少之后足以使P_consump稳定的持续时间。在一示例性实施例中，等待状态2090是在控制器120的操作中所固有的，而不是单独的等待状态。然后如上所述地执行步骤2010，输入实际测得的功耗P_consump，且在步骤2020将其与P_budget作比较。

图3的操作与图2的现有技术方法相比得到了改进，因为过量功率需求通过所计算的预期结果去除而无需等待稳定。因而，与现有技术方法相比，过量功率需求以大大减小的延迟得到了解决。

图3的操作已被描述为使用要禁用端口的实际功耗P_reduce。这并不意味着以任何方式受限，并且具体表示为包括将要禁用端口的分配功率用作P_reduce，而不超越本发明的范围。在一示例性实施例中，要禁用端口的分配功率通过根据IEEE802.3af-2003标准的分类来建立。在另一实施例中，所分配的功率是一可任选的用户定义参数。

整体功耗被描述为利用实际功耗P_consump。这并不意味着以任何方式受限，并且具体表示包括将总的分配功率、或总分配功率和实际功耗的组合用作P_consump，而不超越本发明的范围。

图4是图1b的控制器120产生最好存储于存储器25的预计端口减少表的操作的高级流程图。控制器120以下述方式在轮询周期上工作，以对每个可能的电源状况产生预计端口减少表。

在步骤3000初始化例程，包括输入标示为标志“i”的电源状况的所有可能组合，以及一般标示为P_{budget_cond，i}的对各状况可用的功率预算。在一示例性实施例中，来自第一、第二和第三电源60的每种可能组合都表示一种电源状况。初始化电源状况指针；输入根据优先级的启用端口列表；并且端口指针被初始化为当前启用的最低优先级端口。在一实施例中，附加电源状况包括一个或多个电源60的上升工作温度。

在步骤3010，通过附加以太网上电源管理电路30的端口40输入总功耗，并标示为P_consump。整体功耗在本文中描述为将实际功耗用作P_consump。这并不意味着以任何方式受限，并且具体表示为包括将总的分配功率、或总分配功率和实际功耗的组合用作P_consump，而不超越本发明的范围。

在步骤3020，对于当前电源状况指针“i”等于P_consump和P_{budget_cond，i}之间差值的标示为P_projexdem的预计过量需求被计算为：

P_projexdem＝P_consump-P_{budget_cond，i}    方程式3

P_projexdem因而表示预计过量功率需求。

在步骤3030，步骤3020所计算的P_projexdem与零作比较。在P_projexdem大于零，即对于当前电源状况指针预计过量需求的情形中，在步骤3040输入端口列表中由端口指针标识的最低优先级启用端口的标示为P_port的实际功耗。以上已描述为将端口的实际功耗用作P_port。这并不意味着以任何方式受限，并且具体地表示包括将端口的分配功率用作P_port，而不超越本发明的范围。在一示例性实施例中，端口的分配功率通过根据IEEE 802.3af-2003标准的分类建立。在又一实施例中，所分配的功率是可任选的用户定义参数。

在步骤3050，步骤3040所输入的最低优先级端口的标识符与当前电源状况指针“i”相关联地存储。与当前电源状况指针相关联地存储标识符使控制器120能如下所述地在电源状况改变的情形中快速禁用预先标识端口。在一实施例中，最低优先级端口的标识符进一步与减少的功率分配量相关联地存储。在另一实施例中，最低优先级端口进一步与减少的功率预定值或预定减少值相关联地存储。较佳地，标识符被存储在与控制器120相关联的存储器25中。

在步骤3060，P_projexdem被更新为将其标识符在步骤3050存储的端口的P_port说明如下：

P_projexdem＝P_projexdem-P_port    方程式4

在不禁用最低优先级端口、但相反使其功率或分配减少为预定值的实施例中，方程式4中的P_port用P_port减去功率要减少的预定值来替换。在最低优先级端口要使其功率或分配减少预定值的实施例中，方程式4中的P_port用预定值来替换。

在步骤3070，端口指针递增为端口列表中下一个最低优先级启用端口。在步骤3080，端口指针与最后一个端口指针指示符作比较。在已使用最后一个启用端口的情形中，在步骤3090电源状况指针“i”递增。在步骤3100，电源状况指针“i”与最后一个电源状况指示符作比较。在已使用最后一个电源状况的情形中，在步骤3110插入等待步骤。在预先设置的间隔之后，再次执行步骤3010。因而再次输入功耗，并且在步骤3020P_projexdem在连续规律基础上计算和估算。在步骤3100尚未使用最后一个电源状况的情形中，再次执行步骤3020。在步骤3080尚未使用最后一个启用端口的情形中，再次执行步骤3030。

在步骤3030P_projexdem不大于零，即不需要减少任何端口的功率来实现当前电源状况指针的功率预算的情形中，在步骤3090如上所述递增电源状况指针。

表格I是作为图4方法的结果并且最好存储在存储器25中的预计端口功率减少表的一个实施例的图形表示。第一列表示由PG₁表示的第一电源60的状况。第二列表示由PG₂表示的第二电源60的状况。第三列表示由PG₃表示的第三电源60的状况。值1表示从相关联电源可用的全部额定功率，而值0表示从相关联电源无功率可用。PG₁、PG₂和PG₃的可能组合因而表示该表格上的一种地址选择。第四列表示标识为P_{budget_cond}的、前三列中标识的每一个电源状况可用的总功率预算。第五列包括在电源状况从当前电源状况改变成由当前行的PG₁、PG₂和PG₃的组合表示的电源状况的情形中，要减少功率的端口列表。

表格I

PG<sub>1</sub>	PG<sub>2</sub>	PG<sub>3</sub>	P<sub>budget_cond</sub>	要断开的端口的标识
					0	0	0	0瓦	NA-无功率可用
0	0	1	250瓦	端口0；端口1；端口10-48
					0	1	0	300瓦	端口0；端口1；端口20-48
0	1	1	550瓦	端口0；端口1；端口32-48
					1	0	0	400瓦	端口0；端口1；端口25-48
1	0	1	650瓦	端口0；端口1；端口40-48
					1	1	0	700瓦	端口0；端口1
1	1	1	950瓦	NA-全部功率可用-当前状况

表格I因而示出了要减少功率的所有端口都要将其功率减少为单一预定值的示例性实施例。在示例性实施例中，值为零且旨在禁用端口。这不表示以任何方式受限。可分配多个值，其中向不同的端口分配不同的减少功率值，而不超越本发明的范围。较佳地，如果使用了多个值，则这些值被存储在与适当端口相关联的表格中。

表格I的实现在电源状况发生任何改变时使端口的功率能按预先计划地减少。该表格根据图4的方法定期地更新，并表示在电源状况从当前电源状况变成任何其它状况的情形中会减少功率的端口列表。

表格I将每个电源表示为具有0或1状况，即全部可用或完全不可用。这仅仅作为说明，而不表示用任何方式受限。特别地，还具体地包括使用多个状况和来自各电源的功率预算。在一实施例中，响应于各电源的功率表示信号来自该电源的输入被用作地址，该输入具有多个值。

图5是图1b的控制器在一个或多个电源60出故障的情形中的操作的高级流程图。图6通常响应于中断调用，该中断状况是PG₁、PG₂和PG₃中的任一个的改变。以上并不意味着以任何方式受限，并且可具体包括其它中断状况和电源状况，而不超越本发明的范围。在一实施例中，电源60中的一个或多个的上升工作温度可引发一中断，并且图4和表格I的P_{budget_cond}的不同值在工作温度上升的情形中使用。

在步骤4000初始化例程，并且在步骤4010，输入PG₁、PG₂和PG₃的当前状况。在步骤4020，P_budget被更新为等于当前状况的P_{budget_cond}。在一可选实施例中，将PG₁、PG₂和PG₃用作地址从表格I中获得P_budget。在步骤4030，PG₁、PG₂和PG₃被用作地址以从表格I中输入要减少功率的预选端口的存储列表。在步骤4040，根据在步骤4030检索的存储列表来减少步骤4030中输入的端口功率。在一较佳实施例中，控制器120将特定指令发送给特定的以太网上电源管理电路30，以减少特定端口的功率。在一实施例中，通过禁用该端口使功率减少为零。在另一实施例中，功率被减少成预定值，且该值被发送给特定的以太网上电源管理电路30。在又一实施例中，所减少的功率值由以太网上电源管理电路30预先存储，并且在接收减少功率指令之后载入该值。减少的功率最好通过对控制端口输出功率的可变限流器设置值来实现。

注意，步骤4000到4040的动作在极短的时间段内在可用电源60的状况改变的情形中实现端口的计划足以消除过量需求状况的功率减少。在一示例性实施例中，所需时间主要是从控制器120向以太网上电源管理电路30发送多个请求的时间的函数。在用48个端口、且控制器120和以太网上电源管理电路30之间的通信速度约达1.2mHz实现的一个示例性实施例中，端口从中断请求时起在400微秒以下就可禁用。

以上相关于必须减少端口功率而进行描述。这并不意味着以任何方式受限。特别地，在功率可用性增大情形中的步骤4030和4040，可增大端口的功率。在一示例性实施例中，功率可根据预先存储的列表分配给先前未通电的端口。

在步骤4050。执行一等待步骤。等待步骤4050的长度被设置为在步骤4040完成功率减少之后足以允许实际功耗P_consump稳定。在一示例性实施例中，等待状态4050是控制器120的操作中所固有的，而不是单独的等待状态。在步骤4060，如上所述运行图3的例程。图3的例程将实际功耗P_consump与功率预算P_budget作比较。任何过量的功率需求都被禁用，一次一个端口。图3的例程因而被用作步骤4040的高速功率减少的微调。

因而，本实施例在多个电源中的任一个或多个出故障的情形中启用要减少功率的预先标识端口。较佳地，监视所供电的各个端口的功耗，并且保存包括运行电源的可能组合、以及各个可能组合的可用总功率的表格。对于运行电源的各个可能组合，保存要减少功率的端口的列表，该列表基于所监视的功耗和该组合的可用总功耗。在一示例性实施例中，减少功率包括禁用端口。

因而，在一个或多个电源出故障、或者其可用功率减少从而导致功耗超过可用功率的情形中，根据预先标识的列表减少对特定端口的供电。在根据预先存储的端口列表减少功率之后，最好再次将功耗与总的可用功率作比较。较佳地，这种算法允许在指示一个或多个相连电源的故障的情形中在20毫秒内、甚至更佳地在2毫秒内稳定电源。

本发明相关于在减少功率状况下对预先计算端口减少功率进行描述。这并不意味着用任何方式受限。本发明可等同地应用于增加功率状况，其中变得可得到功率增大。在此情形中，根据预先计算列表快速增加端口功率。

可以理解，本发明的为清晰起见在多个单独实施例的环境中描述的某些特征也可组合在单个实施例中提供。相反，本发明的为简明起见在单个实施例的环境中描述的各个特征也可单独地或以任何适当子组合提供。

除非另外定义，在本文中使用的所有科技术语都具有本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。尽管与本文所述的相似或相等的方法可用于本发明的实践或测试中，但本文中仅描述适当的方法。

在本文中提及的所有公开出版物、专利申请、专利和其它文献都通过引用全部结合于此。在有矛盾时，以包括定义的专利说明书为准。此外，材料、方法和示例都仅是说明性的，并非旨在作出限制。

本领域技术人员可以理解，本发明并不限于以上特别示出和描述的内容。相反，本发明的范围由所附权利要求限定，并且包括以上所述的各个特征的组合和子组合、及其改变和更改，这些改变和更改在本领域技术人员阅读完本文以后可进行并且不是现有技术。

Claims (33)

1.一种在电源状况改变的情形中快速减少功率的方法，包括：

获取所供电端口的当前功耗和所供电端口的当前功率分配之一的指示符；

对于不同于当前电源状况的至少一个可能电源状况，自动确定并存储要减少功率的供电端口的标识符，所述标识符与所述至少一个电源状况相关联，所述至少一个电源状况与一个特定的受支持的功率限制相关联；以及

在电源状况从所述当前电源状况改变成更改电源状况的情形中：

将所述更改电源状况标识为所述至少一个电源状况之一；以及

根据与所述更改电源状况相关联的所述存储标识符，减少端口的功率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述减少端口的功率通过禁用所述端口来完成。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述减少功率包括以下之一：将所分配功率减少为预定值，将所分配功率减少预定值，将功率减少为预定值，以及将功率减少预定值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述减少端口功率通过对控制所述端口的限流器设置一值来完成。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取指示符包括获取至少一个端口的实际使用功率。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述至少一个可能电源状况计算预计过量需求，所述预计过量需求是所述所获指示符的函数，

所述要减少功率的端口被选择为所述预计过量需求的函数。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算包括输入至少一个端口的分配功率的指示。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述分配功率通过分类来建立。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述分类根据IEEE 802.3af标准来进行。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述分配功率是一用户定义参数。

11.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算包括输入至少一个端口的当前功耗的指示。

12.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述存储端口标识符包括：

输入最低优先级端口的功耗；

从所述预计过量需求中减除所述最低优先级端口的功耗；并且

存储所述最低优先级端口的标识符。

13.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述存储端口标识符包括：

输入第一端口的功耗；

从所述预计过量需求中减除扣去预定值的所述第一端口的功耗，所述预定值是所述功率要减少为的预定值；并

存储所述第一端口的标识符。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括存储与所述第一端口的所述标识符相关联的所述预定值的标识符。

15.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述存储端口标识符包括：

输入第一端口的分配功率；

从所述预计过量需求中减除扣去预定值的所述第一端口的分配功率，所述预定值是所述分配功率要减少为的预定值；并

存储所述第一端口的标识符。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括存储与所述第一端口的所述标识符相关联的所述预定值。

17.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述存储端口标识符包括：

输入第一端口的分配功率；

从所述预计过量需求中减除所述第一端口的分配功率；并

存储所述第一端口的标识符。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述分配功率通过分类来建立。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述分类根据IEEE 802.3af标准来进行。

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述分配功率是一用户定义参数。

21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述减少步骤之后：

获取所供电端口的当前功耗和所供电端口的当前功率分配之一的经更改指示符；

将经更改指示符和与所述经更改电源状况相关联的功率预算作比较；并且

在所述经更改指示符大于与所述经更改电源状况相关联的所述功率预算的情形中：

输入第一端口的功耗；并且

将供给到所述第一端口的功率减少到预定值。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括：在所述经更改指示符大于与所述经更改电源状况相关联的所述功率预算的情形中：

从所述经更改指示符中扣除减去所述预定值的所述第一端口的所述功耗，以获得期望值；并且

将所述期望值和与所述经更改电源状况相关联的所述功率预算作比较。

23.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述减少步骤之后：

获取所供电端口的当前功耗和所供电端口的当前功率分配之一的经更改指示符；

将经更改指示符和与所述经更改电源状况相关联的功率预算作比较；并且

在所述经更改指示符大于与所述经更改电源状况相关联的所述功率预算的情形中：

输入第一端口的功耗；并且

将供给到所述第一端口的功率减少预定值。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，还包括：在所述经更改指示符大于与所述至少一个电源状况相关联的所述功率预算的情形中：

从所述经更改指示符中减去所述预定值，以获得期望值；并且

将所述期望值和与所述至少一个电源状况相关联的所述功率预算作比较。

25.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电源状况的改变与至少一个电源的故障相关联。

26.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电源状况的改变与至少一个电源的运行温度的改变相关联。

27.一种以太网上供电的系统，包括：

控制器；

存储器；

多个电源；

向附加通电设备供电的至少一个端口；以及

用于标识所述多个电源的至少之一的状况的装置，所述状况与来自所述多个电源中的一个特定的受支持的功率抽取限制相关联；

其中所述控制器用于：

对不同于当前电源状况的至少一个电源状况，自动计算并确定要减少功率的端口的标识符；

在所述存储器中存储与至少一个电源状况相关联的端口的所述标识符；

以及

在电源状况改变成所述至少一个电源状况的情形中，根据所述所存储的标识符减少端口的功率。

28.一种以太网上供电的系统，包括：

控制器；

多个电源；

至少一个向附加通电设备供电的端口；以及

用于标识所述多个电源中的至少一个的状况的装置，所述状况与来自所述多个电源的至少一个的特定的受支持的功率抽取限制相关联；

其中所述控制器用于：

对在所述至少一个电源的所述状况不同于当前状况的情形中要减少功率的端口自动确定并存储标识符，所述标识符与所述状况相关联；以及

在电源状况改变成不同于当前状况的所述至少一个电源状况的情形中，根据所述所存储的标识符减少端口的功率。

29.一种在电源状况改变的情形中快速改变对端口的分配功率的方法，包括：

根据第一电源状况向至少一个端口分配功率，所述第一电源状况与当前电源状况相关联；

获得所述至少一个端口的当前功耗和当前功率分配之一的指示符；

对不同于所述第一电源状况的至少一个可能电源状况，计算作为所述所获指示符函数的预计过量需求，所述过量需求为正或负；

对所述至少一个可能电源状况，存储与所述至少一个电源状况相关联的将要改变所述分配功率的端口的标识符，所述端口是所述预计过量需求的函数；以及

在电源状况改变成第二电源状况的情形中：

将所述第二电源状况标识为所述至少一个电源状况之一；并且

根据所存储的与所述第二电源状况相关联的标识符，改变所述到端口的分配功率。

30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述改变所述分配功率包括增大到所述至少一个端口的分配功率。

31.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述改变所分配功率包括向所述第一电源状况下未通电的至少一个端口分配功率。

32.一种在电源状况改变的情形中快速减少功率的方法，包括：

获得所供电端口的当前功耗和当前功率分配之一的指示符；

对不同于当前电源状况的至少一个可能电源状况，计算预计过量需求，所述预计过量需求是所述指示符的函数；

对不同于所述当前电源状况的所述至少一个可能电源状况，存储要减少功率的供电端口的标识符，所述标识符与所述至少一个电源状况相关联并且是所述预计过量需求的函数；以及

在电源状况改变成经更改电源状况的情形中：

将所述经更改电源状况标识为所述至少一个电源状况之一；并且

根据所存储的与所述经更改电源状况相关联的标识符，减少到端口的功率。

33.一种在电源状况改变的情形中快速减少功率的方法，包括：

获取所供电端口的当前功耗和当前功率分配之一的指示符；

对于不同于当前电源状况的至少两个可能电源状况，自动确定并存储要减少功率的供电端口的标识符，所述标识符与所述至少两个电源状况的相应之一相关联，所述至少两个电源状况中的每一个与特定的受支持的功率限制相关联；以及

在电源状况改变成经更改当前电源状况的情形中：

将所述经更改当前电源状况标识为所述至少两个电源状况之一；并且

根据与所述经更改当前电源状况相关联的所述存储标识符，减少到端口的功率。

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