CN106030545A - 数字电力网络方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种数字电力网络包括至少一个数字电力路由设备，该至少一个数字电力路由设备包括：(a)至少一条直流电源总线；(b)至少两个电力控制元件，每个电力控制元件具有至少两组电源端子，该至少两组电源端子中的至少一组容纳包能量传递格式的电力，并且其中每个电力控制元件具有允许将一组电源端子连接至直流电源总线的电气连接；以及(c)至少一个网络控制器，该至少一个网络控制器可操作用于在这些网络电力控制元件内执行控制功能，以在数字电力网络内将电力从至少一个电力控制元件路由到至少另一个电力控制元件。该数字电力网络进一步包括至少一个电源和至少一个负载。

Description

数字电力网络方法和装置
背景技术
在美国专利8,781,637(伊夫斯2012)中描述了一种使用PET协议的具有代表性的数字电力分配系统。
与传统的模拟电力系统相比，数字电力传输系统的主要区别因素是电能被分成多个离散单元，并且个别能量单元可以与可用于优化安全性、效率、弹性、控制或路由目的的模拟和/或数字信息相关联。
如伊夫斯2012所描述的，电源控制器与负载控制器通过电力分配导体连接。伊夫斯2012的电源控制器周期性地将电力分配导体与电源隔离(断开连接)开来，并且在导体被分离之前和之后立即至少对电源控制器端子处存在的电压特性进行分析。导体上电压的上升和衰减速率揭示电力分配系统导体上是否存在故障条件。可测量故障包括但不限于短路、高线路电阻或不当接触这些导体的个人的存在。伊夫斯2012还对可以在电源与负载控制器之间通过电力分配导体发送的数字信息进行描述，以进一步增强安全性或提供能量传递(比如总能量或负载控制器端子电压)的一般特征。由于PET系统中的能量被作为离散量或量子进行传递，所以这种能量可以被称为“数字电力”。
伊夫斯2012专注于从单一电源到负载设备的电力传递的情况下，接下来的讨论描述如何以最佳方式协调包括多种负载、电源、能量储存设备和其他传统电网在内的数字电力网络元件，从而形成数字电力网络。所公开的数字电力网络架构为电力的安全、弹性和有效传递提供了平台，并增加了对这些属性进行优化的优先级结构。
发明内容
本文描述了数字电力网络以及在电力控制元件之间路由数字电力的方法，其中所述装置和方法的各实施例可包括下文所描述的元件、特征和步骤中的一些或全部。
一种数字电力网络包括用于促进电力控制元件之间的电力路由的至少一个数字电力路由设备。该数字电力路由设备包括：(a)至少一条直流电源总线；(b)至少两个电力控制元件，每个电力控制元件具有至少两组电源端子，其中该至少两组电源端子中的至少一组容纳包能量传递格式的电力，并且其中每个电力控制元件具有被配置成用于允许其电源端子中的一组被连接至直流电源总线的电气连接(例如，选择性地将端子连接至直流电源总线的导线和/或电子开关)；以及(c)至少一个网络控制器，该至少一个网络控制器可操作用于在网络电力控制元件内执行控制功能，以在数字电力网络内将电力从至少一个电力控制元件路由到至少另一个电力控制元件。该数字电力网络进一步包括与这些电力控制元件中的至少一个电力控制元件相联接的至少一个电源以及与电力控制元件中的至少一个电力控制元件相联接的至少一个负载。
在具体实施例中，网络控制器功能存在于这些网络电力控制元件之一中。在附加实施例中，该数字电力路由器包括与该直流总线分开的至少一条数字电源总线，其中该数字电源总线促进将包能量传递格式的电力从一个电力控制元件直接路由到至少另一个电力控制元件。
在具体实施例中，该控制器执行算法，该算法向将电力从一个电力控制元件路由到另一个电力控制元件的每个选项分配权重值，允许基于安全性、弹性和效率的属性对路由决策进行优化。在附加实施例中，存在于第一数字电力路由设备中的该网络控制器与存在于第二数字电力路由设备中的网络控制器交换路由信息，允许由存在于第二数字电力路由设备中的网络控制器做出在连接至第一数字电力路由设备的网络电力控制元件之间的路由决策。
在具体实施例中，第一电力控制元件被连接至第一数字电力路由器的数字电源总线，并向连接至同一个数字电力路由器中同一个数字电源总线的第二电力控制元件提供包能量传递格式的电力；并且第二电力控制元件将该数字电力引导至被连接至第二数字电力路由器的第三电力控制元件。
附图说明
附图示意性地展示了本文所描述的一种数字电力网络。
在附图中，贯穿不同视图，类似参考符号指代相同或相似部件；并且撇号用于区分共享相同参考号的相同或相似项目的多个实例。所述附图不一定是按比例绘制的；相反，重点放在了展示下文所讨论的范例的具体原理上。
具体实施方式
本发明的各方面的上述以及其他特征和优点将因以下对本发明更宽阔的界限的各种构思和具体实施例更具体的描述而更明显。鉴于主题不受限于任何具体实施方式，上文引入并在下文更详细讨论的主题的多个方面可以用很多方法中的任何一种实施。具体实现方式的示例和应用主要是为了说明的目的而提供的。
除非另外在本文中定义、使用或表征，本文中使用的术语(包括技术术语和科学术语)将解释为具有与其在相关领域的背景下所接受的相一致的意思，而不被解释为理想化或过分正式意义，除非在本文中明显这样定义。例如，如果提及一种具体的成分，那么该成分可以是基本上(尽管不是完全)纯净的，因为可能出现实际的及不完美的现实状况；例如，可能存在至少痕量的杂质(例如，小于1％或2％)可以被理解为是在本说明书的范围内；同样，如果提及了一种具体的形状，那么该形状旨在包括来自理想形状的不完美的变体，例如，由于制造容差所造成的。本文中所表述的百分比或浓度可以以重量或以体积表示。除非另有说明，下文所描述的过程、程序和现象可以在环境压力(例如，大约50千帕到120千帕——例如，大约90千帕到110千帕)和温度(例如，-20摄氏度到50摄氏度——例如，大约10摄氏度到35摄氏度)下发生。
尽管术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述多种元件，但是这些元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将这些元件与彼此区别。因此，下文所讨论的第一元件可以被称为第二元件而不背离这些示例性实施例的教导。
空间相关的术语，比如“之上”、“之下”、“左方”、“右方”、“之前”、“之后”等可以在本文中用于使描述一个元件与另一个元件的关系的说明变得简单，如在图中所展示的。可以理解，这些空间相关的术语以及所展示的结构意指除本文所描述和图中所描绘的取向之外还包括使用和运行中的装置的不同指向。例如，如果将图中的装置翻过来，那么描述为在其他元件或特征“之下”或“下方”的元件则可以取向为在这些其他元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“之上”可以包括之上和之下的定向。该装置能够以其他方式定向(例如，旋转90度或处于其他定向)并且本文中使用的空间关系描述符相应地得以解释。
更进一步地，在本披露中，当一个元件被称为在另一个元件“上”、“连接到”另一个元件、“联接到”另一个元件、与另一个元件“接触”等，该元件可以直接在该另一个元件上、连接到该另一个元件、联接到该另一个元件或与该另一个元件接触，或者可以存在中间元件，除非另有说明。
本文中使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而非旨在限制这些示例性实施例。如本文中所使用的，单数形式(比如“一个(a)”和“一种(an)”)旨在同样包括复数形式，除非上下文以其他方式表明。另外，术语“包括(includes)”、“包括(including)”、“包括(comprises)”和“包括(comprising)”指定了所述的元件或步骤的存在，但是不排除一个或多个其他元件或步骤的存在或添加。
附图中示出的公开的数字电力网络的主要部件为数字电力路由器(也被称作路由设备)1。路由器1服务于多个电力控制元件3a-3f。附图示出了示例性电源/负载电力控制元件3d””，该元件服务于能量储存设备(在这种情况下，为电池2)。其他电力控制元件3a”’/3b”可以服务于太阳能板8(其为能量源)或LED灯9(其为负载)。多个电力控制元件在数字电力网络内可能具有不同的重要程度。例如，服务于关键负载10(比如医用呼吸设备或携带应急(911)服务的蜂窝无线电)的电力控制元件3b’被分配有较其他元件更高的优先级。该系统不限于所描述的电源、负载和能量储存设备示例，因为他们仅代表用于接口连接至该数字电力网络的大量可用之物中的一小部分。
电力控制元件3a-3f执行以下功能中的一项或多项：
·验证能量在包能量传递(PET)协议下的安全传递；
·在PET协议下将模拟电力转换成数字电力，或反之亦然；
·转换和/或控制电压和/或电流；以及
·将电力从网络内的一个通道切换到另一个通道。
这些电力控制元件中的每个都包括电源端子。这些电源端子中的至少一组可以经由在将电力从包能量传递格式转换回传统直流电力的电力控制元件内部的电子器件来容纳包能量传递格式的电力。例外的是被设计为数字电源开关的电力控制元件，该电力控制元件将现有包能量传递格式的电力引导至另一个电力控制元件，而不需要将电力转换回传统直流电力。
每当功能涉及数字电力传递时，PET协议被不断执行和验证，以确保安全性。在附图中，以图例示出并且在所描绘的元件功能块内，电力控制元件3a-3f根据其功能被标记为：S为电源3a，L为负载3b，X为开关3c。具有组合功能的电力控制元件包括组合电源/负载元件3d、组合负载/开关元件3e、以及组合电源/负载/开关元件3f。
网络控制器元件6(标记为C)提供命令、执行监控算法并接收来自可存在于电力控制元件3a-f内或其他外部路由器中的网络控制器元件内的其他处理设备的数据。在一个实施例中，该网络控制器包括微处理器，该微处理器通过存在于数字电力路由器中的通信总线7与数字电力路由器内的电力控制元件进行通信。
参照附图，电源元件3a执行与电源(S)相关的功能。对于此示例，更具体地，电源元件3a”’将来自太阳能板8的模拟直流电力转换成较高的直流模拟电压，然后将该模拟电压转换成PET格式的数字电力。本领域技术人员所熟知的各种电源转换器架构中的任何一种都可被用于将太阳能板8的较低电压转换成较高电压。具有代表性的电压(但不限制本发明的范围)可以是针对太阳能板的工作电压的36Vdc到48Vdc，也可以是针对PET数字电力的幅度的300Vdc到400Vdc。伊夫斯2012描述了该电力控制元件采用来转换成PET格式的方法。
电力控制元件3b作为负载元件L，使用伊夫斯2012所述的方法将PET数字电力转换回数字电力路由器1内所使用的模拟直流电压电平。数字电力路由器内部直流电压将典型地(但不限制本发明的范围)具有300Vdc到400Vdc的电平。
电力控制元件3e包括在服务于能量源(在此示例中，太阳能板8)时有用的切换(X)和负载(L)功能。使用该切换功能，电力控制元件3e可以避免从数字电力到模拟电力的转换，并且相反，可以将数字电力直接路由到同样具有切换功能的另一个元件，而不是将数字电力转换成模拟直流总线11上路由器1内部的模拟直流。例如，电力控制元件3e可以将电力切换到路由总线4，以进一步被路由到具有电源/负载/切换功能的电力控制元件3f。电力控制元件3f然后将数字电力传递至电源/负载元件3d””。电源/负载电力控制元件3d””然后将数字电力转换成对电池2进行充电所需的适当的模拟电力电平。通过使电力控制元件3e和3f执行切换功能而不是转换，传递损失更小而且因此传递效率更高。
关于切换和路由的决策由网络控制器6进行管理。然而，应注意的是，路由器1之外的网络控制器6的另一个实例也可以做出决策，尤其是由于电力路由可能涉及将数字电力发送至完全不同的数字电力路由单元，如与能够将数字电力路由到第二电力路由器的切换元件3c’的连接所示。示出了附加内部路由总线5，用于允许同时进行多种路由路径和连接。根据应用的需要，可能安装有多于两条内部路由总线。
决策：
该系统允许在优化电力传递的安全性、弹性和效率的基础上做出关于电力转换和电力路由的决策。要基于向电力控制元件(例如，电源和负载)分配的优先级进行另外的考虑；比如向医用生命保障设备10提供较一般照明9更高的优先级。
通过路由表来管理关于该系统中可用电力控制元件的信息、其状态和用于路由的指令；该路由表是现今数据路由器(比如家庭或数据中心中使用的以太网路由器)产业中的技术人员熟知的工具。
该路由表包括向各路由决策分配“代价”的能力。在之前的示例中，来自太阳能板8的数字PET格式的电力被直接路由到电池2，而不是首先在数字电力路由器1之内被转换回模拟电力，由此减少了转换损失并提高了效率。通过向惩罚转换决策(而不只是替代性的切换决策和路由决策)的切换动作分配代价变量来做出此决策。然而，如果电池2被充满电并且不再能够接受能量，那么该代价变量将被更新，并且该决策将被改变，从而将电力从太阳能板8路由到另一个位置或者将电力转换成数字电力路由器1所使用的内部模拟直流电力。该路由表还可以包括用于将电力发送直至第二数字电力路由器的路由代价，该第二数字电力路由器已经利用被示出为附接至控制器6的外部通信链路11来将其代价变量传达至第一路由器1。同样，第一数字电力路由器1将其代价变量传达至其他连接的数字电力路由器，并且可以接收来自于这些路由器的电力或向这些路由器发送电力。
如以上在路由代价示例中所描述的，外部电力控制元件(比如服务于电池的一个外部电力控制元件)，可能需要将其状态传达至数字电力路由器1。在电池2的示例中，有必要具有指示电池2的充电状态的状态变量。可以利用与用于使用伊夫斯2012中所描述的内嵌调制技术来传输电力的导体相同的导体、或者通过电力控制元件与数字电力路由器控制器6之间的外部有线或无线通信来执行在数字电力路由器1内部的电力控制元件与在数字电力路由器1之外的电力控制元件之间的通信。通信还可用于允许数字电力网络的“即插即用”设置，其中电力控制元件可以传达可包括标识码、状态、特征和能力的数据。然而，即使没有自动配置，数字电力路由表将允许使用运营商或工厂配置接口来对电力控制元件进行手动配置。
数字电力路由器控制器6和电力控制元件之间的通信能力还允许对网络元件类型或状态的改变进行动态更新，并且允许对网络元件功能进行改变，比如从执行电源功能到负载或切换功能的改变。
在描述本发明的实施例时，为了清晰的目的而使用了特定的术语。为了描述的目的，特定的术语旨在至少包括技术的和功能的等效物，这些等效物以相似的方式操作从而实现相似的结果。此外，在本发明的具体实施例包括多个系统元件或方法步骤的一些实例，那些元件或步骤可以用单个元件或步骤替换；同样，单个元件或步骤可以用达到相同目的的多个元件或步骤来替换。进一步，除非另有说明，当本文中为本发明的实施例指定了不同特性的参数或其他值时，这些参数或值可以上下调整1/100、1/50、1/20、1/10、1/5、1/3、1/2、2/3、3/4、4/5、9/10、19/20、49/50、99/100等(或高达为1、2、3、4、5、6、8、10、20、50、100等的因子)，或其四舍五入的近似值。而且，尽管已经参照本发明的具体实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，可以在不背离本发明的范围的情况下，做出形式及细节方面的不同替换和改变。仍进一步，其他方面、功能和优点也在本发明的范围内；并且不一定需要本发明的所有实施例都达到所有的优点或具有以上所描述的所有特征。此外，本文结合一个实施例所讨论的步骤、元件及特征同样可以结合其他实施例使用。贯穿本文所引用的参考文献(包括参考文本、期刊文章、专利、专利申请书等)的内容均通过引用以其全文结合在此；并且来自这些参考文献的适当部件、步骤和特征可以或者可以不包含在本发明的实施例中。仍进一步地，在背景部分指明的这些部件和步骤与本公开是一体的，并且在本发明的范围内可以结合在本披露中其他地方所描述的部件或步骤使用或替换它们。在方法权利要求中，其中以具体的顺序列举了多个阶段——具有或不具有为易于引用而添加的有序前序字符——这些阶段并不解释为被暂时地限制于它们所列举的顺序，除非另有说明或被这些术语和措辞所隐含。

Claims (12)

1.一种数字电力网络，包括：
至少一个数字电力路由设备，该至少一个数字电力路由设备被配置成用于促进电力控制元件之间的电力路由，其中该数字电力路由设备包括：
a)至少一条直流电源总线；
b)至少两个电力控制元件，每个电力控制元件具有至少两组电源端子，其中该至少两组电源端子中的至少一组容纳包能量传递格式的电力，并且其中每个电力控制元件具有被配置成用于允许其电源端子中的一组被连接至该直流电源总线的电气连接；以及
c)至少一个网络控制器，该至少一个网络控制器可操作用于在这些电力控制元件内执行控制功能，以在数字电力网络内将电力从至少一个电力控制元件路由到至少另一个电力控制元件；
与这些电力控制元件中的至少一个相联接的至少一个电源；以及
与这些电力控制元件中的至少一个相联接的至少一个负载。
2.如权利要求1所述的数字电力网络，其中该网络控制器功能存在于这些电力控制元件之一中。
3.如权利要求1所述的数字电力网络，其中该数字电力路由设备包括与该直流总线分开的至少一条数字电源总线，其中该至少一条数字电源总线促进将包能量传递格式的电力从一个电力控制元件直接路由到至少另一个电力控制元件。
4.如权利要求3所述的数字电力网络，其中连接至第一数字电力路由器的数字电源总线的第一电力控制元件向连接至同一个数字电力路由器中同一个数字电源总线的第二电力控制元件提供包能量传递格式的电力，并且其中该第二电力控制元件将该数字电力引导至被连接至第二数字电力路由器的第三电力控制元件。
5.如权利要求1所述的至少一个网络控制器，其中该控制器执行算法，该算法向将电力从一个电力控制元件路由到另一个电力控制元件的每个选项分配权重值，允许基于安全性、弹性和效率的属性对路由决策进行优化。
6.如权利要求1所述的数字电力网络，其中第一数字电力路由设备中所包括的网络控制器与存在于第二数字电力路由设备中的第二网络控制器交换路由信息，允许由存在于该第二数字电力路由设备中的该网络控制器做出在连接至该第一数字电力路由设备的多个网络电力控制元件之间的路由决策。
7.一种用于在电力控制元件之间路由数字电力的方法，该方法包括：
使用至少一个数字电力路由设备来在多个电力控制元件之间路由数字电力，每个电力控制元件具有至少两组电源端子，并且至少一组电源端子传输包能量传递格式的电力，其中该数字电力路由设备包括：
a)至少一条直流电源总线；
b)至少两个电力控制元件，其中每个电力控制元件的至少一个电源端子被连接至该直流电源总线；以及
c)至少一个网络控制器，其中该至少一个网络控制器在电力控制元件内执行控制功能，以在数字电力网络内将电力从至少一个电力控制元件路由到至少另一个电力控制元件。
8.如权利要求7所述的方法，其中该网络控制器功能存在于这些电力控制元件之一中。
9.如权利要求7所述的方法，其中该数字电力路由设备包括与该直流总线分开的至少一条数字电源总线，其中该至少一条数字电源总线直接将包能量传递格式的电力从一个电力控制元件路由到至少另一个电力控制元件。
10.如权利要求9所述的方法，其中连接至第一数字电力路由器的数字电源总线的第一电力控制元件向连接至同一个数字电力路由器中同一个数字电源总线的第二电力控制元件提供包能量传递格式的电力，并且其中该第二电力控制元件将该数字电力引导至被连接至第二数字电力路由器的第三电力控制元件。
11.如权利要求7所述的方法，其中该控制器执行算法，该算法向将电力从一个电力控制元件路由到另一个电力控制元件的每个选项分配权重值，基于安全性、弹性和效率的属性对路由决策进行优化。
12.如权利要求7所述的方法，其中存在于第一数字电力路由设备中的该网络控制器与存在于第二数字电力路由设备中的网络控制器交换路由信息，允许由存在于该第二数字电力路由设备中的该网络控制器做出在连接至该第一数字电力路由设备的多个网络电力控制元件之间的路由决策。
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WO (1) WO2015109193A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110366806A (zh) * 2017-03-22 2019-10-22 矢崎总业株式会社 供电系统
CN110603506A (zh) * 2017-03-15 2019-12-20 K·查若特 具有电源循环开关的集成路由器

Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9160449B2 (en) 2010-10-13 2015-10-13 Ccs Technology, Inc. Local power management for remote antenna units in distributed antenna systems
US9252874B2 (en) 2010-10-13 2016-02-02 Ccs Technology, Inc Power management for remote antenna units in distributed antenna systems
EP2643947B1 (en) 2010-11-24 2018-09-19 Corning Optical Communications LLC Power distribution module(s) capable of hot connection and/or disconnection for distributed antenna systems, and related power units, components, and methods
US11296504B2 (en) 2010-11-24 2022-04-05 Corning Optical Communications LLC Power distribution module(s) capable of hot connection and/or disconnection for wireless communication systems, and related power units, components, and methods
US10257056B2 (en) 2012-11-28 2019-04-09 Corning Optical Communications LLC Power management for distributed communication systems, and related components, systems, and methods
EP3039814B1 (en) 2013-08-28 2018-02-21 Corning Optical Communications Wireless Ltd. Power management for distributed communication systems, and related components, systems, and methods
WO2015079435A1 (en) 2013-11-26 2015-06-04 Corning Optical Communications Wireless Ltd. Selective activation of communications services on power-up of a remote unit(s) in a distributed antenna system (das) based on power consumption
CA2964802C (en) * 2014-10-21 2018-06-05 VoltServer, Inc. Digital power receiver system
US9853689B2 (en) 2014-11-07 2017-12-26 VoltServer, Inc. Packet energy transfer power control elements
US20160294500A1 (en) * 2015-04-03 2016-10-06 John Mezzalingua Associates, LLC Packet energy transfer powered telecommunications system for macro antenna systems and power distribution system therefor
US20160294568A1 (en) * 2015-04-03 2016-10-06 John Mezzalingua Associates, LLC Packet energy transfer powered telecommunications system for distributed antenna systems and integrated wireless fidelity system
ES2912915T3 (es) * 2016-01-24 2022-05-30 Voltserver Inc Procedimiento y aparato para el funcionamiento en paralelo de receptores de transferencia de energía de paquetes
TWI596860B (zh) * 2016-10-03 2017-08-21 華碩電腦股份有限公司 數位電源裝置及其運作方法
WO2018081549A1 (en) 2016-10-31 2018-05-03 VoltServer, Inc. Digital power multiport battery charging system
WO2018174208A1 (ja) * 2017-03-22 2018-09-27 矢崎総業株式会社 電力供給システム
MX2019011593A (es) 2017-03-31 2019-12-16 Corning Optical Communications LLC Desconexion segura de potencia para distribucion de potencia sobre conductores de potencia a dispostivos de consumo de potencia.
WO2018200817A1 (en) * 2017-04-26 2018-11-01 VoltServer, Inc. Methods for verifying digital-electricity line integrity
TWI647890B (zh) * 2017-05-23 2019-01-11 緯創資通股份有限公司 電源供應裝置、電源轉接裝置及其方法
US10809134B2 (en) 2017-05-24 2020-10-20 Cisco Technology, Inc. Thermal modeling for cables transmitting data and power
US11054457B2 (en) 2017-05-24 2021-07-06 Cisco Technology, Inc. Safety monitoring for cables transmitting data and power
US10541758B2 (en) 2017-09-18 2020-01-21 Cisco Technology, Inc. Power delivery through an optical system
US11431420B2 (en) 2017-09-18 2022-08-30 Cisco Technology, Inc. Power delivery through an optical system
WO2019074779A1 (en) 2017-10-15 2019-04-18 VoltServer, Inc. DIGITAL POWER DISTRIBUTION SYSTEM WITH NON-LINEAR LOAD
US10404099B1 (en) 2018-02-28 2019-09-03 Corning Optical Communications LLC Intermediate power supply unit for distributing lower voltage power to remote power distribution systems
US11093012B2 (en) 2018-03-02 2021-08-17 Cisco Technology, Inc. Combined power, data, and cooling delivery in a communications network
US10714930B1 (en) 2018-03-09 2020-07-14 VoltServer, Inc. Digital electricity using carrier wave change detection
US10732688B2 (en) 2018-03-09 2020-08-04 Cisco Technology, Inc. Delivery of AC power with higher power PoE (power over ethernet) systems
US10281513B1 (en) 2018-03-09 2019-05-07 Cisco Technology, Inc. Verification of cable application and reduced load cable removal in power over communications systems
US10631443B2 (en) 2018-03-12 2020-04-21 Cisco Technology, Inc. Splitting of combined delivery power, data, and cooling in a communications network
US10672537B2 (en) 2018-03-30 2020-06-02 Cisco Technology, Inc. Interface module for combined delivery power, data, and cooling at a network device
US10958471B2 (en) 2018-04-05 2021-03-23 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for detecting wire fault and electrical imbalance for power over communications cabling
US10735105B2 (en) 2018-05-04 2020-08-04 Cisco Technology, Inc. High power and data delivery in a communications network with safety and fault protection
US11038307B2 (en) 2018-05-25 2021-06-15 Cisco Technology, Inc. Cable power rating identification for power distribution over communications cabling
WO2020086780A1 (en) 2018-10-25 2020-04-30 Corning Optical Communications LLC Power distribution system
US10763749B2 (en) 2018-11-14 2020-09-01 Cisco Technology, Inc Multi-resonant converter power supply
US11061456B2 (en) 2019-01-23 2021-07-13 Cisco Technology, Inc. Transmission of pulse power and data over a wire pair
US10790997B2 (en) 2019-01-23 2020-09-29 Cisco Technology, Inc. Transmission of pulse power and data in a communications network
US10680836B1 (en) 2019-02-25 2020-06-09 Cisco Technology, Inc. Virtualized chassis with power-over-Ethernet for networking applications
US11456883B2 (en) 2019-03-13 2022-09-27 Cisco Technology, Inc. Multiple phase pulse power in a network communications system
US10849250B2 (en) 2019-03-14 2020-11-24 Cisco Technology, Inc. Integration of power, data, cooling, and management in a network communications system
EP4236208A3 (en) 2019-05-03 2023-11-08 Panduit Corp. Method of detecting a fault in a pulsed power distribution system
US11973343B2 (en) 2019-08-05 2024-04-30 Corning Research & Development Corporation Safety power disconnection for power distribution over power conductors to radio communications circuits
US11499997B2 (en) 2019-08-29 2022-11-15 VoltServer, Inc. Method for validating voltage measurements in a digital-electricity transmission system
US11063630B2 (en) 2019-11-01 2021-07-13 Cisco Technology, Inc. Initialization and synchronization for pulse power in a network system
US11394294B2 (en) 2019-11-25 2022-07-19 Corning Research & Development Corporation Systems and methods for alternating current (AC) input selection for power transformer
US11252811B2 (en) 2020-01-15 2022-02-15 Cisco Technology, Inc. Power distribution from point-of-load with cooling
US11088547B1 (en) 2020-01-17 2021-08-10 Cisco Technology, Inc. Method and system for integration and control of power for consumer power circuits
US11853138B2 (en) 2020-01-17 2023-12-26 Cisco Technology, Inc. Modular power controller
US11438183B2 (en) 2020-02-25 2022-09-06 Cisco Technology, Inc. Power adapter for power supply unit
US11797350B2 (en) 2020-02-25 2023-10-24 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for providing data center functions for support of an electric vehicle based data center
US11637497B2 (en) 2020-02-28 2023-04-25 Cisco Technology, Inc. Multi-phase pulse power short reach distribution
US11320610B2 (en) 2020-04-07 2022-05-03 Cisco Technology, Inc. Integration of power and optics through cold plate for delivery to electronic and photonic integrated circuits
US11307368B2 (en) 2020-04-07 2022-04-19 Cisco Technology, Inc. Integration of power and optics through cold plates for delivery to electronic and photonic integrated circuits
US11855455B2 (en) 2020-04-23 2023-12-26 Corning Research & Development Corporation Systems and methods for power start up in a multi-unit power distribution network
US11791656B2 (en) 2020-04-23 2023-10-17 Corning Research & Development Corporation Systems and methods for synchronizing subunits in a multi-unit power distribution network
US11621776B2 (en) 2020-07-29 2023-04-04 Corning Research & Development Corporation Systems for low power distribution in a power distribution network
US11708002B2 (en) 2020-08-03 2023-07-25 Cisco Technology, Inc. Power distribution and communications for electric vehicle
US11831109B2 (en) 2020-12-15 2023-11-28 Cisco Technology, Inc. Electrical connector with integrated electronic controlled power switch or circuit breaker safety device
US11889607B2 (en) 2020-12-30 2024-01-30 Panduit Corp. Lighting control system using pulsed power and single pair ethernet
US11923678B2 (en) 2021-08-05 2024-03-05 Cisco Technology, Inc. Supplying fault managed power
TW202343993A (zh) 2021-12-31 2023-11-01 美商科斯考普科技有限公司 具有整合機殼之資料及高壓電力網路
WO2023191985A1 (en) 2022-03-30 2023-10-05 Commscope Technologies Llc Bonded pair hybrid cable
WO2023230089A1 (en) 2022-05-26 2023-11-30 Commscope Technologies Llc Recessed power cable transition panel

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011142771A (ja) * 2010-01-08 2011-07-21 Yokogawa Electric Corp 電力パケットシステム
EP2430723A2 (de) * 2009-05-15 2012-03-21 Gip Ag Verfahren und vorrichtung zum gerichteten übertragen elektrischer energie in einem elektrischen versorgungsnetz
CN103135457A (zh) * 2011-11-25 2013-06-05 索尼公司 电力控制装置、电力传送装置和电力控制系统
CN103312033A (zh) * 2012-03-06 2013-09-18 索尼公司 配电异常检测装置以及电力传输和接收控制装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7176585B2 (en) * 2003-12-29 2007-02-13 Temic Automotive Of North America, Inc. Power distribution web node and power management process
US8286006B2 (en) * 2008-01-29 2012-10-09 At&T Intellectual Property I, Lp Packetized power
US8189561B2 (en) * 2009-07-24 2012-05-29 Broadcom Corporation Method and system for power-limited switching and/or routing in a network
JP2011091954A (ja) * 2009-10-23 2011-05-06 Sony Corp 電力供給装置、電力受電装置、電力供給システム及び電力供給方法
US20120075759A1 (en) * 2009-10-27 2012-03-29 Stephen Spencer Eaves Safe Exposed Conductor Power Distribution System
US8781637B2 (en) 2009-10-27 2014-07-15 Voltserver Inc. Safe exposed conductor power distribution system
JP2011113405A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Sony Corp 電力供給装置、電力供給方法及び電力供給システム
US9156365B2 (en) * 2010-03-29 2015-10-13 Ifs Informationstechnik Gmbh Device and method for controlled exchange of energy between an electrical power network and a load
ES2615928T3 (es) 2011-07-22 2017-06-08 HYDRO-QUéBEC Aparato de conmutación, sistema de control y método para variar una impedancia de una línea de fase
US20130257153A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 Hamilton Sundstrand Corporation Power distribution system and method of distributing power
CN103248068B (zh) * 2013-04-28 2014-12-10 天津大学 具备多种供电方式的电能路由器
US9935459B2 (en) * 2013-05-17 2018-04-03 Nec Corporation Power network system, and power adjustment apparatus and method
JP6322835B2 (ja) * 2013-05-21 2018-05-16 国立大学法人京都大学 電力パケット生成装置、電力ルータおよび電力ネットワーク

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2430723A2 (de) * 2009-05-15 2012-03-21 Gip Ag Verfahren und vorrichtung zum gerichteten übertragen elektrischer energie in einem elektrischen versorgungsnetz
JP2011142771A (ja) * 2010-01-08 2011-07-21 Yokogawa Electric Corp 電力パケットシステム
CN103135457A (zh) * 2011-11-25 2013-06-05 索尼公司 电力控制装置、电力传送装置和电力控制系统
CN103312033A (zh) * 2012-03-06 2013-09-18 索尼公司 配电异常检测装置以及电力传输和接收控制装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110603506A (zh) * 2017-03-15 2019-12-20 K·查若特 具有电源循环开关的集成路由器
CN110366806A (zh) * 2017-03-22 2019-10-22 矢崎总业株式会社 供电系统

Also Published As

Publication number Publication date
CA2936847C (en) 2022-08-30
US9893521B2 (en) 2018-02-13
IL246803B (en) 2021-09-30
MX2016009361A (es) 2017-02-15
JP2017508430A (ja) 2017-03-23
EP3095035A4 (en) 2017-11-08
US20150207318A1 (en) 2015-07-23
PT3095035T (pt) 2019-11-27
EP3095035A1 (en) 2016-11-23
JP6550060B2 (ja) 2019-07-24
ES2754230T3 (es) 2020-04-16
WO2015109193A1 (en) 2015-07-23
EP3095035B1 (en) 2019-09-04
CA2936847A1 (en) 2015-07-23
CN106030545B (zh) 2019-07-26
BR112016016479A2 (pt) 2020-09-08
IL246803A0 (en) 2016-08-31
MX359782B (es) 2018-10-10

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