CN106165342B - 针对电力分配系统中的受电设备的低电力待机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力分配系统，诸如以太网供电电力分配系统。当受电设备处于待机时，其提供诸如维持电力签名的脉冲，使得电力提供设备保持向它提供电力。为了增加能量效率，MPS可以根据IEEE 802.3af/at标准进行循环（每300ms到400ms的60ms脉冲）。通过引入用于从电力提供设备电气解耦受电设备的至少部分的可控开关以及脉冲发生器，可以以更加能量高效的方式生成MPS和/或MPS可以缩短（例如到5ms）。作为示例，可控开关可以在MPS生成期间解耦受电设备的大容量电容器以防止大容量电容器滤掉MPS。

Description

针对电力分配系统中的受电设备的低电力待机
技术领域
本发明涉及电力分配系统，包括用于提供电力的电力提供设备以及要由电力提供设备供电的诸如照明器之类的受电设备。本发明还涉及电力提供设备、受电设备、以及用于在电力分配系统内分配电力的电力分配方法和计算机程序产品。
背景技术
根据以太网供电（PoE）电气电子工程师协会（IEEE）标准802.3af/at，通过电源仪器（PSE）经由以太网线缆为受电设备（PD）供电。PSE例如是开关，并且PD例如是互联网协议（IP）相机、IP电话、无线接入点、照明器、传感器、风扇等。依照标准，PSE能够确定线缆是断开连接、连接到非PoE设备，还是连接到PoE兼容PD。这是在三个阶段（其在空闲状态之后）中完成的：检测阶段、分类阶段、以及双事件（2-event）分类；在此之后，为PD供电（在操作状态中）。
在检测阶段中，PSE检测PD是否连接。在检测阶段期间，PoE兼容PD将使用电容器（50nF - 120nF）和电阻器（25kΩ；仅在检测阶段期间存在）提供有效的检测签名。作为示例，PSE可以应用2.8V到10V范围中的两个电压并且测量对应的电流以确定签名电阻器的存在。还允许其它方法，诸如源电流。在分类阶段期间，PSE和PD被区分为遵从IEEE 802.3af电力水平（12.95W）的类型1或者遵从IEEE 802.3at电力水平（25.5W）的类型2。附加地，802.3at标准提供确定电力分类的不同方法。类型2 PSE具有以下选项：通过执行双事件分类（层1）或通过与PD通信（层2）来获取PD电力分类。同时，类型2 PD必须能够标识类型2 PSE并且通过层1和2通信。作为双事件分类的部分，PSE向PD提供15.5V与20.5V之间的固定电压。
在确定PD被连接（以及可选的电力分类）之后，PSE为PD供电直到PD不再使用电力。标准规定：如果PD要求很少的电力甚至不需要电力（诸如在待机模式中），则PD必须生成维持电力签名（MPS）。根据IEEE802.3at，MPS包括两个分量，AC MPS分量和DC MPS分量。PSE应当监控DC MPS分量、AC MPS分量或二者。当在电力接口处检测到等于或小于27kΩ的AC阻抗时，AC MPS分量存在。DC MPS要求PD汲取至少10mA，持续60ms的最小时段。最小脱落（dropout）时段是300ms（可能不脱落）并且最大脱落时段是400ms（必须脱落）。
如果PSE没有检测到MPS，则PSE可以断开到PD的电力。这防止PSE向已经断开的端口提供电力，其可以继而防止触摸这样的端口（或连接到该端口的线缆）的人被电击中。作为另一示例，这可以防止对连接到电力被供应至其的PSE的端口的非PoE设备的损坏。
US 2013/154603 A1公开了一种用于通过使电流汇至地或者包括在PD中的存储设备而生成MPS的电流发生器，从而允许PD保持由PSE供电并且进一步允许PD在存储和随后使用电流时以更大的效率操作。
当前的讨论正提出针对所有类型的负载而使用PoE标准，比如照明仪器（传感器、开关、光源等）或者娱乐器具，比如有源扬声器、互联网广播、DVD播放器、机顶盒以及甚至TV机。然后需要支持较高电力水平（诸如每Cat5/6连接高达60W或更多的水平）的将来的标准。这样的讨论不仅与PoE有关地进行，而且还涉及其它（类似）标准，诸如出现联盟占据空间标准（Emerge Alliance Occupied Space Standard）或USB电力递送标准。连同通过这样的电力分配系统供电的较高的电力设备的这种发展一起，还存在通过这些系统供电的设备数目增加的发展。因此，存在开发具有增加的电效率的电力分配系统的需要。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有增加的电效率的电力分配系统。尤其是在待机模式中，能量在许多电力分配系统中“被浪费”以便创建保活型信号。对于PoE，当PD在其中原本（几乎）不消耗电能量的模式（例如待机模式）中操作时，IEEE802.3af/at标准例如要求PD对电能量的消耗以创建MPS。尽管仅需要周期性地生成MPS，但是其引起大概最小100mW的电力消耗。在本发明的第一方面中，提供一种电力分配系统，该电力分配系统包括：电力提供设备、受电设备和电气导体。电力提供设备布置用于提供电力。受电设备布置用于可分离地电气耦合到电力提供设备。其包括负载，诸如照明设备，并且还布置用于由电力提供设备供电。电气导体布置用于将电力提供设备可分离地电气耦合到受电设备。其还布置用于将电力从电力提供设备传递到受电设备。
在电力分配系统中，电力提供设备还布置用于感测从电力提供设备到受电设备的电流，并且用于在至少周期性地感测到等于或大于最小电流的电流时提供电力。从电力提供设备流向受电设备的这种电流可以是例如MPS或者另一类型的脉冲或保活信号。
在电力分配系统中，受电设备还布置用于在其中负载至少在部分时间汲取比最小电流小的电流的待机模式和其中负载至少在部分时间汲取等于或大于最小电流的电流的操作模式中操作。当处于待机模式中时，受电设备不汲取用于使电力提供设备维持为受电设备供电的充足电力。
在电力分配系统中，受电设备还包括可控开关和脉冲发生器电路。可控开关布置用于从电力提供设备电气解耦受电设备的至少部分。脉冲发生器电路布置用于当受电设备操作于待机模式中时，通过至少控制可控开关，在预确定的时间段内并且以预确定的频率从电力提供设备汲取与最小电流相等或者比最小电流大的脉冲电流。当受电设备通过脉冲发生器电路周期性地汲取比最小电流大或与最小电流相等的电流时，电力提供设备将保持提供电力。然而，当汲取少量电力时，作为受电设备的部分的电气组件可能滤掉脉冲、改变其形状等，由此防止电力提供设备感测到电流并且由此防止电力提供设备保持向受电设备提供电力。通过控制可控开关，可以以允许受电设备更为能量高效地操作的方式生成脉冲。作为第一示例，在PoE兼容PD中，当生成脉冲时，可控开关可以解耦大容量电容器，从而防止该组件滤掉脉冲。这允许例如缩短脉冲。作为另一示例，通过经由可控开关从电力提供设备解耦负载，更有效地使用在生成脉冲时所消耗的能量（例如，没有能量存储在负载中的有源组件中，其中在待机模式中这“被浪费”）。
在根据本发明的电力分配系统的实施例中，受电设备的脉冲发生器电路包括：电阻器、脉冲发生器开关和控制器。电阻器布置用于消耗脉冲电流。脉冲发生器开关放置成与电阻器串联。控制器布置用于控制脉冲发生器开关和可控开关，并且还布置用于在其中脉冲发生器开关接通且可控开关关断以用于消耗脉冲电流的脉冲生成模式与其中脉冲发生器开关关断且可控开关接通的非脉冲生成模式之间循环。在该实施例中，脉冲电流(诸如MPS)被电阻器消耗，并且可控开关解耦受电设备的至少部分，诸如大容量电容器。
在根据本发明的电力分配系统的另一实施例中，受电设备的脉冲发生器电路包括：缓冲电容器和控制器。缓冲电容器布置用于存储在可控开关接通时从电力提供设备接收的电能量。控制器布置用于控制可控开关，并且还布置用于在其中可控开关接通且缓冲电容器充电的脉冲生成模式与其中可控开关关断且存储在缓冲电容器中的电能量被消耗的非脉冲生成模式之间循环。
在根据本发明的电力分配系统的又一实施例中，受电设备包括电力转换器并且受电设备的脉冲发生器电路包括控制器。控制器布置用于控制电力转换器和可控开关，并且控制器还布置用于在其中可控开关接通且电力转换器的存储组件充电的非脉冲生成模式与其中可控开关关断且存储在电力转换器的存储组件中的电能量被消耗的脉冲生成模式之间循环。可选地，电力转换器可以被控制在受控输入电流模式中。
在根据本发明的电力分配系统的另外实施例中，受电设备包括脉冲变压器并且受电设备的脉冲发生器电路包括控制器。控制器布置用于控制脉冲变压器和可控开关，并且控制器还布置用于在其中脉冲变压器的初级绕组中生成初级电流的脉冲生成模式与非脉冲生成模式之间循环。在该实施例中，在脉冲生成模式中在脉冲变压器的初级绕组中生成的初级电流被变换成脉冲变压器的次级绕组中的次级电流，次级电流等于或大于最小电流；并且脉冲变压器的次级绕组电气耦合到具有电力提供设备的闭合电流回路，其中可控开关布置用于使脉冲变压器的初级绕组在非脉冲生成模式中短路。可选地，受电设备还包括布置用于感测从电力提供设备到受电设备的电流的电流传感器，并且控制器还布置用于基于所感测的电流来调节脉冲变压器的注射电流的幅度。
在根据本发明的电力分配系统的特别有利的实施例中，预确定的时间段等于或小于5ms，并且预确定的频率为每400ms至少一个脉冲，并且其中最小电流为20mA或更小，优选地10mA。应用于PoE电力分配系统的该实施例允许减少作为MPS的部分被消耗的电能量。
在根据本发明的电力分配系统的各种实施例中，电力提供设备是如在以太网供电标准中所规定的电源仪器，和/或电气导体是以太网线缆和/或受电设备是如在以太网供电标准中所规定的受电设备，可选地其中脉冲发生器电路是包括在受电设备中的物理接口芯片或芯片组的部分。
在根据本发明的电力分配系统的实施例中，如在以太网供电标准中规定的受电设备包括隔离开关，其中可控开关是隔离开关。因为根据PoE标准的PD要求存在隔离开关，所以该开关可以用作可控开关，由此节省对于附加组件的需要。
在本发明的第二方面中，提供了一种电力提供设备，该电力提供设备布置成使用在根据本发明的系统中。
在本发明的第三方面中，提供一种受电设备，该受电设备布置成使用在根据本发明的系统中。
在本发明的第四方面中，提供了用于生成电气耦合到电力提供设备的受电设备中的电流脉冲的方法。在根据本发明的第一方法中，方法包括以下步骤：从电力提供设备电气解耦受电设备的至少部分；以及消耗从电力提供设备接收的电能量。在根据本发明的第二方法中，方法包括以下步骤：将从电力提供设备接收的电能量存储在存储组件，从电力提供设备电气解耦受电设备的至少部分；以及消耗存储在存储组件中的电能量。
在本发明的第五方面中，提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品布置用于执行根据本发明的任何方法的步骤。
应当理解到，权利要求1的电力分配系统、权利要求11的电力提供设备、权利要求12的受电设备、权利要求13的方法和权利要求14计算机程序产品具有相同和/或相似的优选实施例，特别地如在从属权利要求中所定义的。
应当理解到，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求与相应的独立权利要求的任何组合。
本发明的这些和其它方面将从以下描述的实施例显而易见并且将参照以下描述的实施例进行阐述。
附图说明
在这些图中：
图1示意性且示例性示出电力分配系统的实施例，
图2示意性且示例性示出用于照明应用的电力分配系统的实施例，
图3示意性且示例性示出用于照明应用的受电设备的实施例，
图4示意性且示例性示出具有滤波元件（CBULK, CPD, CPSE）和线缆阻抗（电阻和电感值）的简化PSE/PD示意图，
图5示意性且示例性示出LT-spice仿真，其示出具有在PD接口之后生成的10mA的75ms脉冲和2ms脉冲的通过RSENSE的电流，
图6示意性且示例性示出根据本发明的包括电阻器和开关的受电设备的实施例，
图7示意性且示例性示出根据本发明的包括磁场存储组件的受电设备的实施例，
图8示意性且示例性示出根据本发明的包括电阻器/电容器串联的受电设备的实施例，
图9A和9B各自示意性且示例性示出根据本发明的方法的实施例，
图10示意性且示例性示出根据IEEE 802.3af/at的从PSE侧的MPS时序的概览，
图11示意性且示例性示出根据IEEE 802.3af/at的从PD侧的MPS时序的概览，
图12示意性且示例性示出根据本发明的实施例的从PSE侧的MPS时序的概览；以及
图13示意性且示例性示出根据本发明的实施例的从PD侧的MPS时序的概览。
具体实施方式
IEEE 802.3af/at标准定义了允许经由双绞线以太网线缆分配电力和数据的电力和数据分配系统。根据该标准，电气消费品可以连接到开关以用于从开关接收电力并且用于交换数据，其中开关包括若干端口，并且其中每一个端口可以连接到单个电气消费品。以太网是用于局域网（LAN）的计算机联网技术的家族。以太网在1980年商业上引入并且在1985年由IEEE标准化为IEEE 802.3。以太网已经极大地替换竞争性的有线LAN技术。以太网标准包括供以太网使用的开放系统互连（OSI）物理层的若干布线和信令变体。原始的10BASE5以太网使用同轴线缆作为共享介质。随后，同轴线缆被双绞线和光纤链路与集线器或开关的集合而替换。
10BASE-T以太网标准仅设计用于点对点链路，并且所有终端构建到以太网设备中。更高速度的连接使用初始的自动协商以就速度、半双工和全双工以及主/从进行协商。这种自动协商是基于与10BASE-T设备所使用的用以检测到另一设备的连接的存在的那些脉冲类似的脉冲。当自动协商已经完成时，设备在没有数据发送时仅发送空闲字节，以保持链路继续。
PoE是现行标准（IEEE 802.3.af和IEEE 802.3.at），其允许PoE供给通过其标准以太网线缆连接向已分离的网络化电气消费品（比如路由器、开关、打印机排存器，等）提供电能量。此处，实际的标准化将支持每Cat5连接甚至在50W以上的电力水平。当前，讨论正提出针对所有类型的低电力消费品而使用相同标准，比如照明仪器（传感器、开关、光源）或者娱乐器具，比如有源扬声器、互联网广播、数字通用盘（DVD）播放器、机顶盒以及甚至电视（TV）机。PoE电话和PoE供电控制设备变得在办公室中已经常见。
图1示出基于PoE的照明系统的常规架构，其具有带多个PoE启用输出端口12的中央电力供应设备（例如，电源仪器（PSE））1。对于每一个负载设备2，输出端口12之一通过Cat5/6线缆3而与连接器获得连接。在图1的示例中，负载设备2是并入光源26和PD控制器/驱动器20的PoE灯。其它负载设备还可以包括风扇、传感器或用户接口设备，比如显示器或开关面板。供应设备1包括PSU控制器10，其针对每一个单独的输出端口12控制所供应的电压并且监控相对于每一个负载设备中的PD控制器20所信令的电力请求的过流。
图2示意性且示例性示出用于照明应用的电力分配系统100的实施例，包括用于向受电设备2,3和4源送电力的电源设备1。电源设备1包括受电设备2,3和4经由以太网线缆13连接至其的若干端口12，以太网线缆适配成连同数据一起传达所源送的电力。电源设备1经由可以直接连接到市电出口（在图中未示出）的电气连接15接收输入电力，并且数据可以经由另一以太网线缆14而从另一设备（在图中未示出）接收，例如开关。电力供应单元11所接收的电力生成要经由电力设备管理器18源送到受电设备2,3和5的电力。在经由电力设备管理器18发送给相应的受电设备2,3或4之前，数据可以由网络数据处理器19处理。
此处，受电设备2,3和4包括照明器2、切换元件3和存在传感器4。这些可以适配成使得在切换元件3已经由人致动和/或已经由存在传感器4检测到人的存在之后，切换元件3和/或存在传感器4经由开关1向照明器2发送调光命令。
在图3中示意性且示例性地详细示出了照明器2。照明器2包括电气负载26，在该实施例中为发光二极管（LED）。照明器2包括电气负载电力提供单元102，其用于从电源单元1所源送的电力生成电气负载电力并且用于将电气负载电力提供给电气负载8。以太网线缆13连接到照明器2的插孔20。连同数据一起传达的电力经由电力-数据路径250而提供给电力-数据分离器210。电力-数据分离器210分离由以太网线缆13传达的电力和数据。所分离的数据然后进一步经由数据路径255传达，并且所分离的电力进一步经由电力路径251传达。电力-数据分离器210包括例如用于分离电力和数据信号的磁性电路。
照明器2还包括用于标识PoE系统中的照明器2（并且可选地用于与开关1协商电力等级）的受电设备控制器211。电气负载电力提供单元102包括电气负载驱动器212，其用于从电源设备1所源送的电力（其由电气负载驱动器212经由受电设备控制器211接收）生成电气负载电力并且用于将电气负载电力提供给LED 26（以及可选地电气负载电力控制器213，其用于确定电气负载电力的电力水平使得由受电设备2从电源设备1所汲取的输入电流在预定义的上限输入电流阈值（例如，由PoE标准802.3at针对电力等级4定义的0.6A）以下最大化，并且用于经由控制信号路径254将指示所确定的电力水平的电力控制信号发送给电气负载驱动器212）。电气负载驱动器212适配成依照从电气负载电力控制器213所接收的电力控制信号从所源送的电力生成电气负载电力。经由电气负载电力路径253将电气负载电力从电气负载驱动器212提供给LED 26。电气负载驱动器212适配成通过生成用于驱动LED26的对应电气负载驱动电流来生成电气负载电力。电气负载电力提供单元102，特别地电气负载电力控制器213或电气负载驱动器212，可以适配成对控制信号进行低通滤波处理。
PoE标准IEEE 802.3at是具有大量安全规定的非常保守的标准。其被设计成以CAT3（种类3）、CAT5（种类5）和CAT6（种类6）线缆和以太网正在被全球地使用的大约每个可设想到的方式进行工作。这向标准中承载了大量历史和后向兼容性并且还允许支持非常“深奥的”使用情景。这些包括例如与CAT3线缆的兼容性（其实际上至少10年不再使用）、与基于AC的旧的断开检测方案的后向兼容、以及与交叉线缆的兼容性（其实际上至少5年在端节点连接中无关紧要）。
在引入用于照明设备的PoE的情况下，其在计算方面比大多数其它PD（诸如接入点和指向-倾斜-缩放（point-tilt-zoom）相机）简单得多。照明设备还具有大时段的“关断”时间，其中所要求的电力非常低。设备必须仅能够维持以太网链路并且可能地为低电力传感器供电。随着IEEE 802.3az和现代物理接口（例如集成到单个微控制器中）的最新引入，针对少于100mW而维持以太网链路成为可能。通过将MPS脉冲的宽度减少至例如每355ms中的5ms，可以增加能量效率。然而，当从PD侧的电容器汲取这样的短脉冲时，它们对于PSE侧的电流感测机构是不可见的。该问题存在于在线缆（以及一些其它组件）的阻抗与PD接口（参见图1）组合之后定位的较大CBULK电容器中。
在图4中，示出具有滤波元件（CBULK, CPD, CPSE）和线缆阻抗（电阻和电感值）的简化PSE/PD示意图。PSE通过感测电阻器（RSENSE）感测从PSE（经由PSE的端口之一）流到PD的电流。PSE具有电容器（CPSE）。PSE具有控制PD所连接到的端口的开关（QPSE）。PD通过包括两个双绞线的以太网线缆连接到PSE。在PD侧上，存在两个二极管桥以确保将正确极性提供给负载（例如，照明器）。PD包括电容器（CPD）和大容量电容器（CBULK）。可控开关（QPD），诸如隔离开关，可以从PSE解耦负载（和CBULK）。
仿真确认（参见图5）利用典型的PD大容量电容器，诸如220μF的电容器，MPS脉冲几乎在PSE感测电阻器处不可见。在本发明的一个实施例中，这通过在脉冲MPS操作期间禁用大容量电容器的效果而克服。可以通过在PD接口之前汲取MPS脉冲电流并且通过在MPS电流被汲取的短间隔期间关断PD内部开关QPD来实现这一点。这将导致通过RSENSE的正确的电流波形而同时对PD设备具有最小效果。具有PD开关和MPS电流电阻器的联合控制的控制器是该解决方案的第一实施例的部分。作为示例，功能性可以集成到PD接口芯片中，但是其也可以在芯片外部实现。
图6示出根据本发明的包括电阻器和开关的PD的实施例。V+/V-是电气耦合到以太网线缆接口的输入（例如，经由提供正确极性的二极管全桥）。脉冲发生器电路包括：控制块（CONTROL）、开关和电阻器（RMPS）。控制块被布置用于控制被放置成通过V+/V-输入与电阻器串联的开关。通过打开开关，电流流过RMPS以创建MPS。控制块还布置成控制QPD。通过在汲取MPS电流时同时关断QPD，从脉冲发生器电路和PSE电气解耦CBULK。
通过在PD接口之前汲取MPS脉冲电流，而同时关断PD开关以禁用典型地位于PD接口之后的大容量电容器的滤波效果。这防止MPS被CBULK滤掉而引起MPS没有被PSE检测到并且PSE关断到PD所连接至的端口的电力。
可控开关（QPD）可以是PoE兼容PD中的隔离开关或者单独的开关，例如仅断开一个或多个电容器（例如大容量电容器）的开关。隔离开关是所有PoE兼容PD的部分并且在检测和分类阶段期间或者在电力损失期间从物理接口断开PD的返回侧。根据标准，还要求PD在42V或更高的PI电压水平处接通隔离开关，并且在30V或更低的物理接口电压水平处关断隔离开关。在PD电路输出连接到180μF或更大的大容量电容器的情况下，PD必须在启动期间主动地将电流限制到350mA或更少。
在图7中示出根据本发明的实施例的包括磁场存储组件的PD。在该示例中，与主电流回路串联的脉冲变压器用于注射具有期望的MPS脉冲波形的额外电流。此处，隔离开关在生成MPS时是导通的。脉冲发生器生成脉冲变压器的初级绕组中的初级电流。这被变换成作为（至少）最小电流的次级电流，从而允许在PSE侧看到从PSE到PD的电流。为了将电流脉冲传导到PSE，脉冲变压器在次级绕组上连接到至PSE的闭合电流回路。来自V-的电流通过CBULK（当QPD打开时）流过隔离开关并且朝向V+；次级绕组串联地放置在该回路中的任何地方。
因为脉冲变压器将MPS电流回路与脉冲发生器隔离，所以其可以实现在各种不同电路中。作为示例，可以使用电容器，其向变压器的初级绕组放电。在该实施例中，控制块可以控制可控开关，当变压器的初级绕组中没有生成MPS时该可控开关使初级绕组短路以便保持变压器的次级绕组之上的压降，因为这将减小PD处的电压。
图8示出使用PD电阻器/电容器串联的实施例。为了生成脉冲，简单电阻器可以用于汲取期望的电流，但是还有V+与V-之间的电阻器/电容器串联连接。
在本发明的任何实施例中，对MPS的特性做出的改变可以限于MPS的持续时间（以及可选地周期）。作为示例，电力提供设备（例如PSE）将保持提供电力而没有感测到从电力提供设备到受电设备的电流（例如MPS）的最大时间与当前IEEE 802.3标准（参见表格1）中的相同。从安全角度来看，这可以是有益的。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表1 当前PoE标准与根据本发明的实施例的比较。
在表1中，在当前IEEE 802.3af/at标准的MPS时序和电流值与根据本发明的系统中可以使用的MPS值之间做出比较。IHOLD(max)是PSE侧的MPS的最大电流，而IPORT_MPS是由PD生成的电流；TMPS是MPS的持续时间；TMPDO(min)是MPS脉冲之间的最小时间，并且TMPDO(max)是MPS脉冲之间所允许的最大时间。所有这些值仅仅用于说明性目的。
可能的是，确保实现本发明的PSE和PD与不实现本发明的PSE和PD之间的后向兼容性，如在表2中所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表2 支持根据IEEE 82.3af/at的MPS或者根据本发明的实施例的较短MPS的PD与PSE之间的兼容性。
图9A和9B各自示意性且示例性示出根据本发明的方法的实施例。图9A示出用于生成电气耦合到电力提供设备的受电设备中的电流脉冲的方法，方法包括从电力提供设备电气解耦受电设备的至少部分的第一步骤（900）；以及消耗从电力提供设备所接收的电能量的第二步骤（902）。
图9B示出了用于生成电气耦合到电力提供设备的受电设备中的电流脉冲的方法，方法包括将从电力提供设备所接收的电能量存储在存储组件中的第一步骤（910）；从电力提供设备电气解耦受电设备的至少部分的第二步骤（912）；以及消耗存储在存储组件中的电能量的第三步骤（914）。
图10、图11、图12和图13各自示出分别从根据IEEE 802.3af/at标准的PSE和PD的角度以及从如可以实现在依照本发明的实施例的系统中的PSE和PD的角度的MPS时序的示例。在PSE侧，必须感测到的为了维持端口上的电力的最小电流IHOLD(min)是5mA并且最大IHOLD(max)是10mA。该MPS必须在60ms内感测并且每个脉冲之间不能多于300ms到400ms。在PD侧，例如通过持续75ms的10mA脉冲生成MPS，并且接着是其中不使用电流（或电流少于10mA）的250ms的时段。在PoE系统中提供典型电压的情况下，该MPS可能要求131mW的电能量。
当本发明应用于PSE时，PSE可以更改成在检测到5ms长的脉冲时维持端口上的电力。MPS的最小电流可以设置成5mA到10mA并且最大值设置成10mA到20mA。在每个MPS之后，在355ms到400ms内不需要任何电流。在PD侧，通过在7ms内消耗10到20mA，接着是其中（实际上）不消耗能量的318ms的时段而生成MPS。
与MPS时序、最大和最小电流等相关地提供的示例仅仅用于说明目的并且绝不限制本发明的范围。
尽管在以上描述的实施例中照明器所包括的电气负载是发光二极管（LED），但是在另一实施例中，电气负载可以是有机发光二极管（OLED、激光器、卤素灯等。
通过研究附图、公开内容和随附权利要求，本领域技术人员在实践要求保护的发明时，可以理解和实现对所公开的实施例的其它变型。
在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。
单个的单元或设备可以履行在权利要求中记载的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实不指示这些措施的组合不能用于获利。
由一个或若干单元或设备执行的确定（比如电气负载电力的电力水平的确定）、协商进程等可以由任何其它数目的单元或设备来执行。依照用于向电力分配系统内的受电设备的电气负载提供电气负载电力的方法的进程和/或受电设备的控制可以实现为计算机程序的程序代码构件和/或专用硬件。
计算机程序可以存储/分布在适当介质上，诸如光学存储介质或与其它硬件一起供应或者作为其它硬件的部分的固态介质，但是也可以以其它形式分布，诸如经由互联网或其它有线或无线电信系统。
权利要求中的任何参考标记不应当解释为限制范围。

Claims (14)

1.一种电力分配系统，包括：
- 布置用于提供电力的电力提供单元，
- 包括负载的受电设备，受电设备布置用于可分离地电气耦合到电力提供设备，并且还布置用于由电力提供设备供电，以及
- 电气导体，其布置用于将电力提供设备可分离地电气耦合到受电设备，并且还布置用于将电力从电力提供设备传递到受电设备，
其中电力提供设备还布置用于感测从电力提供设备到受电设备的电流，并且用于在至少周期性地感测到等于或大于最小电流的电流时提供电力，
其中受电设备还布置用于在其中负载至少在部分时间汲取比最小电流小的电流的待机模式和其中负载至少在部分时间汲取等于或大于最小电流的电流的操作模式中操作，
其中受电设备还包括可控开关，其布置用于从电力提供设备电气解耦包括大容量电容器的受电设备的至少部分，
其中受电设备还包括脉冲发生器电路，其布置用于在受电设备操作于待机模式中时，通过至少控制可控开关，在预确定的时间段内并且以预确定的频率从电力提供设备汲取比最小电流大或与最小电流相等的脉冲电流；并且
其中可控开关还布置用于在生成脉冲时解耦大容量电容器以防止大容量电容器滤掉所述脉冲。
2.权利要求1所述的电力分配系统，其中受电设备的脉冲发生器电路包括：
- 布置用于消耗脉冲电流的电阻器，
- 放置成与电阻器串联的脉冲发生器开关，以及
- 布置用于控制脉冲发生器开关和可控开关的控制器，
其中控制器还布置用于在其中脉冲发生器开关接通且可控开关关断以消耗脉冲电流的脉冲生成模式与其中脉冲生成器开关关断且可控开关接通的非脉冲生成模式之间循环。
3.权利要求1所述的电力分配系统，其中受电设备的脉冲发生器电路包括：
- 布置用于存储在可控开关接通时从电力提供设备接收的电能量的缓冲电容器；以及
- 布置用于控制可控开关的控制器，
其中控制器还布置用于在其中可控开关接通且缓冲电容器充电的脉冲生成模式与其中可控开关关断且存储在缓冲电容器中的电能量被消耗的非脉冲生成模式之间循环。
4.权利要求1所述的电力分配系统，其中受电设备包括电力转换器，并且其中受电设备的脉冲发生器电路包括布置用于控制电力转换器和可控开关的控制器，
其中控制器还布置用于在其中可控开关接通且电力转换器的存储组件充电的非脉冲生成模式与其中可控开关关断且存储在电力转换器的存储组件中的电能量被消耗的脉冲生成模式之间循环。
5.权利要求4所述的电力分配系统，其中电力转换器被控制处于受控输入电流模式中。
6.权利要求1所述的电力分配系统，其中受电设备包括脉冲变压器，并且其中受电设备的脉冲发生器电路包括布置用于控制脉冲变压器和可控开关的控制器，
其中控制器还布置用于在其中脉冲变压器的初级绕组中生成初级电流的脉冲生成模式与非脉冲生成模式之间循环，
其中在脉冲生成模式中的脉冲变压器的初级绕组中所生成的初级电流被变换成脉冲变压器的次级绕组中的次级电流，次级电流等于或大于最小电流，
其中脉冲变压器的次级绕组电气耦合到具有电力提供设备的闭合电流回路，
其中可控开关布置用于使脉冲变压器的初级绕组在非脉冲生成模式中短路。
7.权利要求6所述的电力分配系统，其中受电设备还包括布置用于感测从电力提供设备到受电设备的电流的电流传感器，并且其中控制器还布置用于基于所感测的电流来调节脉冲变压器注射的电流的幅度。
8.权利要求1至7中任一项所述的电力分配系统，其中受电设备是如在以太网供电标准中规定的受电设备，并且受电设备包括用于通过电气导体接收电力的物理接口芯片或芯片组，并且其中脉冲发生器电路是物理接口芯片或芯片组的部分。
9.权利要求1至7中任一项所述的电力分配系统，其中受电设备是如在以太网供电标准中规定的受电设备，并且其中受电设备包括隔离开关，其中可控开关是所述隔离开关。
10.权利要求1至7中任一项所述的电力分配系统，其中电气导体是以太网线缆。
11.一种布置成使用在前述权利要求中任一项所述的系统中的电力提供设备。
12.一种布置成使用在前述权利要求中任一项所述的系统中的受电设备。
13.一种用于在受电设备的待机模式中生成电气耦合到电力提供设备的所述受电设备中的电流脉冲的方法，该方法包括以下步骤：
- 从电力提供设备电气解耦包括大容量电容器的受电设备的至少部分；以及
- 消耗从电力提供设备接收的电能量。
14.一种存储有计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序布置成：在运行于计算机上时，执行权利要求13所述的步骤。
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