CN108604993A - 对于dc电力供给设备的电力下垂补偿 - Google Patents

Abstract

一种用于控制响应于外部电力供给设备（PSE、402）从外部电气负载装置（404）接收预定的维持电力特征脉冲而从该PSE到该负载装置的DC电气电力输送的电力下垂处理装置（400），其中该电力下垂处理装置包括：下垂传感器单元（406），其被配置为接收与从该PSE到该负载装置的DC电气电力输送有关的电力输送信息，以及，提供指示电力下垂条件的下垂警报信号；以及，控制单元（408），其被配置为响应于该下垂警报信号，向该PSE输出维持操作信号，该维持操作信号指令该PSE在预定的时间跨度维持向该电气负载装置的该电力输送，而不管该维持电力特征脉冲在此时间跨度期间是否被检测到。

Description

对于DC电力供给设备的电力下垂补偿

技术领域

本发明是在DC电源系统的领域中，诸如例如但不限于以太网供电（PoE）技术的领域中。

特别地，本发明涉及用于控制从外部电力供给设备到外部电气负载装置的DC电气电力输送的电力下垂处理装置，响应于电力供给设备从电气负载装置接收根据重复规则而重复的预定的维持电力特征脉冲而输送电力。它还涉及用于响应于检测来自电气负载装置的预定的维持电力特征脉冲而向至少一个外部电气负载装置输送DC电气电力的电力供给设备。本发明还涉及包括电力供给设备、电力下垂处理装置和电气负载装置的电气布置。它还涉及用于控制从外部电力供给设备到外部电气负载装置的DC电气电力输送的下垂处理方法，并且涉及用于操作在响应于检测来自电气负载装置的预定的维持电力特征脉冲而向至少一个外部电气负载装置输送DC电气电力中的电力供给设备的方法。

背景技术

已知的是，在经由各自的连接端口为电气负载装置供应DC电力的DC电源系统中，检测被供电的电气负载装置中的任何被供电的电气负载装置是否被拔去插头而非在待机模式下被操作。在电气负载装置变得被拔去插头时，电源装置必须避免在现在开路的连接端口处提供电压。因此，电源装置必须在现在开路的连接端口处快速地切断DC供应电压。

为了允许将这样的事件与待机模式区分开，已知的是，要求电气负载装置在预定的时间跨度上汲取一定的量的最小电力。

在PoE系统中，例如，采用维持电力特征（MPS）要求。MPS是被供电的电气负载装置为了确保其保持被供电而必须汲取的最小电力特征。MPS可以通过一定的最小电流的方式来定义，该一定的最小电流对于仅有的一定的时间跨度（例如预定的时段内在毫秒的数量级上，例如在电气负载装置连接到的连接端口处在数百毫秒的数量级上）而言必须存在。MPS因此可以被识别为AC电力特征，特别是只要电气负载装置要被供电就被定期地提供的电流（以及因此电力）的短脉冲。由于被供电的电气负载装置触发在电力输送中对脉冲MPS特征的提供，所以可以说PSE从电气负载装置接收MPS脉冲。

电源装置（或就在PoE系统中所使用的来说，电力供给设备（PSE）），因此响应于PSE从电气负载装置接收根据预定的重复规则而重复的预定的MPS脉冲而向被供电的电气负载装置输送电力。不同的PoE标准版本和不同的PSE装置类型提供对MPS脉冲和对重复规则的不同的要求。

US 2009/0085586 A1描述了用于PoE系统的PSE中的AC维持电力特征检测电路。为了便于在为被供电的电气负载装置供应电力的连接端口处的AC维持电力特征的检测，AC维持电力特征检测电路将AC测试信号注入到PSE的连接端口上。通过感测电阻器将AC测试信号驱动到连接端口的第一电力端子上。由具有不同的电阻比率的第一和第二电阻分压器对跨越感测电阻器的电压进行测量和缩放。在感测电阻器的第一电力端子侧处的电压和经缩放的电压具有与被耦合到连接端口的负载的负载阻抗成比例的峰值电压。比较器对跨越感测电阻器所测量的经缩放的电压进行比较，并且生成指示在连接端口处的负载阻抗的输出信号。

发明内容

发明人已经认识到，在从PSE到被供电的电气负载装置的电力输送中的非故意的中断在电力下垂条件下可能出现。电力下垂条件典型地暗示在PSE电压中的突然下垂。因此，本发明的一目的是避免在电力下垂条件下从电力供给设备到所连接的电气负载装置的电力输送的不期望的中断。

根据本发明的第一方面，呈现了一种用于控制从外部电力供给设备到外部电气负载装置的DC电气电力输送的电力下垂处理装置，响应于电力供给设备从电气负载装置接收根据重复规则而重复的预定的维持电力特征脉冲而输送电力。电力下垂处理装置包括：

-下垂传感器单元，其被配置为接收与从外部电力供给设备到外部电气负载装置的DC电气电力输送有关的电力输送信息，以及，基于所接收电力输送信息，提供指示由要从电力供给设备输送到负载装置的电力的量下降到低于预定的电力阈值定义的电力下垂条件的下垂警报信号；

-控制单元，其被配置为接收下垂警报信号，以及，响应于接收下垂警报信号，向外部电力供给设备输出维持操作信号，该维持操作信号指令电力供给设备在预定的时间跨度维持向电气负载装置的电力输送，而不管维持电力特征脉冲在此时间跨度期间是否被检测到。

本发明的第一方面的电力下垂处理装置是基于下列认识和考虑：

MPS脉冲可以设置有相当低的电流振幅和相当低的频率。因此，存在PSE丢失已经被生成的MPS脉冲的风险。然而，因为PSE错误地认为电气负载装置从连接端口被断开，所以丢失MPS脉冲立即导致向对应的电气负载装置的电力输送的不期望的中断。本发明认识到，可以引起PSE丢失一个或多个MPS脉冲的条件中的一个条件是电力下垂条件。例如当在PSE中出现突然的负载变更时，可以引起在电力下垂条件下出现的在PSE电压中的突然下垂。在PoE照明系统中，例如，多个照明器连接到单个PSE的一些端口。电力下垂条件的一个简单的示例性的诱因可以是在一个时刻接通多个照明器。电力下垂条件的其它的诱因是在PSE的电源中的控制不稳定性。

本发明的第一方面的下垂处理装置被有利地配置为，即使在电力下垂条件下，维持从PSE到电气负载装置的DC电气电力的输送。下垂传感器单元接收与从外部电力供给设备到外部电气负载装置的DC电气电力输送有关的电力输送信息，并且因此被配置为识别电力下垂条件的出现，当从PSE输送到电气负载装置的电力的量下降到低于预定的电力阈值时该电力下垂条件发生。在这种情况下，由下垂传感器单元提供下垂警报信号。响应于下垂警报信号，控制单元提供用于被外部PSE接收的维持操作信号。此维持操作信号包含对于外部PSE在预定的时间跨度维持向电气负载装置的电力输送的指令，而不管维持电力特征脉冲在此时间跨度期间是否被检测到。

因此，一旦外部PSE接收到维持操作信号，则其被置于允许覆盖否则将被PSE解释为中断向电气负载装置的电力输送的指令的丢失的MPS脉冲的任何检测的位置中。

在下文中，将描述本发明的第一方面的电力处理装置的实施例。

在一些实施例中，本发明的第一方面的电力下垂处理装置被实现为PSE的可选的延伸，并且因此被配置为由安装人员将其与PSE连接在一起或将其从PSE断开。例如，电力下垂处理装置可以被实现为电力下垂处理模块，电力下垂处理模块被配置为经由合适的内部电气接口而被内部地连接到在PSE内的连接端口电路。在这样的实施例中，适当地为所给定的PSE的连接端口中的一个连接端口提供一个各自的电力下垂处理模块。但是，由于电力下垂处理模块在这样的实施例中被配置为从PSE是可移除的，所以相对于电力下垂处理模块要认为PSE是外部的。

在另一示例中，电力下垂处理装置被配置为经由也被用于连接电气负载装置的其连接端口中的一个而连接到PSE。这样的实施例要求PSE向电力下垂处理装置提供与另一连接端口有关的电力输送信息，电力下垂处理装置被分配给该另一连接端口。将电力下垂处理装置分配给那个另外的连接端口可以通过在包括PSE的所给出的电气布置的安装期间在PSE处进行合适的设置来实现。

与DC电气电力输送有关的电力输送信息可以是指示被输送的电力的电气特性（诸如电压或电流）的直接测量。在一个实施例中，电力下垂处理装置包括：电力传感器单元，其被配置为与电力供给设备连接在一起，以确定当前从电力供给设备输送到负载装置的电力的量，以及向下垂传感器单元提供电力输送信息作为指示当前从电力供给设备输送到负载装置的电力的量的电力信号。在此实施例中，电力传感器单元通过测量指示被输送的DC电力的电气特性（诸如电压或电流）而确定当前从PSE被输送到电气负载装置的电力的量，并且将电力输送信息提供给下垂传感器单元。电力输送信息以电力信号的形式被提供。在此实施例的一变型中，电力输送信息从由PSE向电气负载提供的DC电压和DC电流导出。在另一变型中，只有DC电压被测量，并且基于此值对电力输送信息进行估计。

然而，在一些实施例中，作为电力输送的直接测量的替代方案或除了电力输送的直接测量之外，还可以使用电力输送的间接测量。例如，关于所连接的电气负载装置的操作的信息或关于电气负载装置的操作变更（诸如接通/切断或调光）的信息，在没有实际地测量电力输送的情况下，可以被用来导出关于电力下垂条件的风险的信息。在这样的实施例中，每当下垂传感器单元通过检测在出现时被归类为可能导致电力下垂条件的操作情形而感测电力下垂出现的紧迫的风险时，生成下垂警报信号。

在一个这样的实施例中，下垂传感器单元还包括数据分析单元，其被配置为接收以在外部电力供给设备与外部电气负载装置之间被交换或要被交换的电力控制数据的形式的电力输送信息，电力控制数据指示与从电力供给设备到电气负载装置的电力输送有关的操作状态或者指令，以及基于所接收的电力控制数据而确定或预测电力下垂条件的出现。在PSE与电气负载装置之间的电力控制数据交换可以包括但不限于用于接通或切断特定的电气负载装置或用于调整输送到其的电力的指令。在多个电气负载装置连接到PSE的系统中，如果电气负载装置的集合要求在短的时间跨度中的电力适配（例如连接到PSE的一组照明器要求几乎同时地被接通），则此实施例被配置为基于电力控制数据确定或预测电力下垂条件的出现。此实施例因此能够甚至在所预期的下垂情形实际发生之前有利地向PSE输出维持操作信号。

在一些实施例中，预存与可能导致电力下垂条件的电力控制数据的集合或组合有关的信息。在其它的实施例中，在由各自的电力控制数据产生的电力下垂条件期间的丢失的维持电力特征脉冲的影响被数据分析单元通过采用学习算法而寄存。在一些实施例中，在没有任何舒适性的损失的情况下，通过停用在PSE处的维持电力特征脉冲检测，在PSE/下垂处理装置/电气负载装置系统的操作期间执行这样的学习算法。应当清楚的是，如果维持电力特征检测不是有效的，则甚至在电气负载装置被断开时，电力仍然被输送。一旦学习阶段结束，则检测机制应当被重新激活。

在另一实施例中，维持操作信号被提供为对于电力供给设备请求负载装置提供具有增大的脉冲电力的维持电力特征脉冲的指令。在维持电力特征脉冲变得比预期的更经常丢失的情形下，此实施例有利地允许具有更高的电力的维持电力特征脉冲的临时的提供，这反过来更易于在PSE处进行检测。特别地，一些实施例可以在维持操作信号中包括对于PSE向负载装置提供请求以用于使用由多个电力模式包括的预定的较高电力模式而提供维持电力特征脉冲的指令。多个电力模式还包括作为默认模式的较低电力模式，该较低电力模式在MPS脉冲的情况下比较高电力模式汲取更少的电力。

根据本发明的第二方面，呈现了一种用于响应于检测来自电气负载装置的预定的维持电力特征脉冲而向至少一个外部电气负载装置输送DC电气电力的电力供给设备。电力供给设备包括：电力单元，其被配置为提供DC电气电力；包括至少一个连接端口的接口单元，其与电力单元连接在一起，并且被配置为向外部电气负载装置输出电气电力，以及从电气负载装置接收维持电力特征脉冲。它还包括：本发明的第一方面的或其实施例中的一个实施例的至少一个电力下垂处理装置，其与电力单元连接在一起以用于感测从电力供给设备输送到负载装置的电力的量；以及电力供给控制单元，其与连接端口连接在一起，并且被配置为当查实其中根据重复规则所预期的各自的维持电力特征脉冲还未被接收的丢失脉冲条件时，中断向电气负载装置的电力输送，以及当在丢失脉冲条件下额外地从电力下垂处理装置接收维持操作信号时，在预定的时间跨度临时地维持向电气负载装置的电力输送。

本发明的第二方面的电力供给设备共享本发明的第一方面的电力下垂处理装置的优点。它被有利地配置为甚至在负载装置仍然是被连接的但维持电力特征脉冲由于当前的或未来的系统状态而还未被检测到或不预期被检测到的情形下，维持向通过连接端口连接到其的电气负载装置的电力输送。

电力供给控制单元通常被配置为在查实丢失脉冲条件时，中断向电气负载装置的电力输送。丢失脉冲条件因此通常被解释为电气负载装置从电力供给设备被断开的标志。因此中断电力输送以避免向开路的连接端口的电力输送。尽管如此，第二方面的电力供给设备在预定义的电力下垂条件下打开抛弃丢失脉冲条件并且维持电力输送的途径。如果电力下垂处理装置基于与从PSE到电气负载装置的DC电气电力输送有关的电力输送信息而输出维持操作信号，如本文上面所描述的，则在预定的时间跨度电力输送将被维持，而不管丢失脉冲条件。因此，如果电力下垂条件被电力下垂处理装置信号通知，则电力供给控制单元在预定的时间跨度期间将不中断电力输送，并且将避免电源的不期望的中断。

尽管本说明书认识到，术语电力供给设备在PoE技术的领域中具有具体的意义，但这样的适于根据PoE标准操作的电力供给设备要被认为是在其它实施例中的一实施例。根据本发明的第二方面，对于电力供给设备，符合PoE标准因此不是必要的要求。利用如上面描述的MPS特征的任何DC电源技术可以有利地利用本发明的第二方面的电力供给设备。因此，在一些实施例中，电力供给设备不符合PoE标准而是符合这样的其它的DC电源技术。

第二方面的电力供给设备的不同的实施例包括第一方面的电力下垂处理装置的一个实施例的额外的特征或多个实施例的额外的特征的组合。电力供给设备的这样的实施例共享各自的电力下垂处理装置实施例的各自的优点。

在下文中，将描述电力供给设备的额外的实施例。

在一些实施例中，电力单元连接到外部电源（例如主电源），并且被配置为将外部电源适配或变换到电气负载装置的DC电力要求。接口单元包括外部负载装置连接到的多个连接端口。

在一些实施例中，电力供给设备与电气负载装置之间的连接是通过被配置为传输电源的插线电缆来实现的。在其它的实施例中，插线电缆还被配置为另外传输电力控制数据。在一特别有利的实施例中，电力供给设备被配置为依照PoE标准的要求经由连接端口向电气负载装置传输DC电力。

在一个实施例中，电力供给控制单元被配置为在从电力下垂处理装置接收到维持操作信号时，在预定的时间跨度暂停对维持电力特征脉冲的检测。由于电力供给控制单元被配置为一旦电力下垂处理装置已经输出维持操作则简单地在预定的时间跨度暂停维持电力特征脉冲的检测，所以这个特定的实施例具有容易实现的优点。

在另一实施例中，电力供给控制单元被配置为在从电力下垂处理装置接收到维持操作信号时，在预定的时间跨度忽视任何所检测的维持电力特征脉冲。在这种情况下，供给控制单元仍然被配置为在接收到由电力下垂处理装置输出的维持操作信号时，检测维持电力特征脉冲。这使得电力供给设备能够依赖于电气负载装置和电力下垂而监测由所述电力下垂引起的丢失脉冲条件。

在另一实施例中，电力供给控制单元被配置为在查实丢失脉冲条件已经结束时，返回到正常电力输送。在这种情况下，如果丢失脉冲条件在预定的时间跨度已经终止之前结束，则时间跨度在丢失脉冲条件结束的时刻终止，并且系统再次依赖于维持电力特征脉冲的检测和电力下垂条件的检测而返回到正常电力输送。正常电力输送要被理解为在维持电力特征脉冲被检测到并且电力下垂处理装置还未检测到电力下垂条件时从PSE到电气负载装置的电力输送。

在另一实施例中，电力供给控制单元被配置为假设丢失脉冲条件在时间跨度已经终止之前结束，则在查实丢失脉冲条件在预定的（第一）时间跨度期间的再次出现时，初始化第二时间跨度。在这个特定的实施例中，如果在预定的（第一）时间跨度期间，所检测的丢失脉冲条件结束，并且第二丢失脉冲条件也在（第一）时间跨度期间被检测到，则电力供给单元被配置为在检测到第二丢失脉冲条件时，停止（第一）时间跨度并且开始第二时间跨度。（第一）时间跨度被适当地设置为持续得比丢失脉冲条件的预期的典型持续时间更长。这个实施例在预定的（第一）时间跨度将在于原始的丢失脉冲条件已经结束之后被检测的第二丢失脉冲条件期间终止的情形下是特别地有利的。它避免在（第一）时间跨度终止之后，电力供给单元将把发现解释为正在进行的丢失脉冲条件，并且将因此不期望地中断向电气负载装置的电力输送。

在另一实施例中，电力供给控制单元还包括：时序单元，其被配置为，确定并且存储所查实的丢失脉冲条件的持续时间，以及，依赖于所存储的持续时间而确定时间跨度的延伸。这个实施例使得预定的时间跨度能够适配于PSE/电气负载装置系统的特殊性。丢失脉冲条件的时间延伸主要依赖于负载装置的电气特性（例如等价阻抗）和电力下垂的幅度。这个实施例的电力供给控制单元保持对丢失的维持电力特征脉冲的跟踪以确定针对各自的所检测的电力下垂和各自的电气负载装置的所查实的丢失脉冲条件的持续时间。它然后还被配置为基于丢失脉冲条件的所确定的持续时间而确定时间跨度的延伸。

在另一实施例中，时序单元还被配置为：在接收到维持操作信号时，初始化监测时间跨度；在查实丢失脉冲条件已经在时间跨度已经终止之前结束时，停止监测时间跨度；以及在时间跨度已经终止而没有中断丢失脉冲条件时，中断向电气负载装置的电力输送。在这个实施例中，预定的时间跨度仅如果维持电力特征脉冲不被检测到的情况下（即在丢失脉冲条件期间）被监测。如果丢失脉冲条件在时间跨度终止之前结束，则时序单元停止监测时间跨度，并且这个实施例的电力供给设备返回到正常电力输送。仅在丢失脉冲条件在预定的时间跨度已经终止之后保持的情况下，向电气负载装置的电力输送被中断。

如在上面指示的，在一些实施例中，本发明的第二方面的电力供给设备包括作为在电力供给设备的壳体内的内部单元的电力下垂处理装置。在这些实施例中的一些实施例中，单个下垂处理装置集中地控制向连接到PSE的全部电气负载的DC电力输送，而在其它的实施例中，每个连接端口连接到各自的电力下垂处理装置，各自的电力下垂处理装置控制向连接到那个端口的、独立于其它电气负载的电气负载的DC电力输送。具有在公共的壳体内的与PSE在一起的至少一个下垂处理装置简化了安装人员的安装。

根据本发明的第三方面，提供了一种电气布置。该电气布置包括：根据本发明的第二方面或其实施例中的一个实施例的电力供给设备，其中，接口单元具有至少两个端口；根据本发明的第一方面或其实施例中的一个实施例的电力下垂处理装置，其通过至少两个连接端口中的第一连接连接到电力供给设备；以及电气负载装置，其通过至少两个连接端口中的第二连接端口连接到电力供给设备。

第三方面的电气布置的不同的实施例包括第一方面的电力下垂处理装置和第二方面的电力供给设备的不同的实施例，并且所得到的电气布置的实施例共享各自的电力下垂处理装置和电力供给设备的优点。

根据本发明的第四方面，提供了一种用于控制从外部电力供给设备到外部电气负载装置的DC电气电力输送的下垂处理方法，呈现了响应于电力供给设备从电气负载装置接收根据重复规则而重复的预定的维持电力特征脉冲而输送电力。下垂处理方法包括：

-接收与从外部电力供给设备到外部电气负载装置的DC电气电力输送有关的电力输送信息，

-基于所接收的电力输送信息，提供指示由要从电力供给设备输送到负载装置的电力的量下降到低于预定的电力阈值定义的电力下垂条件的下垂警报信号；

-响应于下垂警报信号，向外部电力供给设备提供维持操作信号，该维持操作信号指令电力供给设备在预定的时间跨度维持向电气负载装置的电力输送，而不管维持电力特征脉冲在此时间跨度期间是否被检测到。

根据本发明的第五方面，呈现了一种用于在响应于检测来自电气负载装置的预定的维持电力特征脉冲而向至少一个外部电气负载装置输送DC电气电力中操作电力供给设备的方法。该方法包括：

-向电气负载装置提供DC电气电力；

-从电气负载装置接收维持电力特征脉冲；

-执行根据本发明的第四方面的下垂处理方法；

-在于其中根据重复规则所预期的各自的维持电力特征脉冲还未被接收到的丢失脉冲条件下、于本发明的第四方面的下垂处理方法的执行期间接收维持操作信号时，在预定的时间跨度临时地维持向电气负载装置的电力输送；以及

-在查实丢失脉冲条件在预定的时间跨度已经终止之后继续时，中断向电气负载装置的电力输送。

应当理解，权利要求1的电力下垂处理装置、权利要求5的电力供给设备、权利要求13的电气布置、权利要求14的下垂处理方法和权利要求15的用于操作电力供给设备的方法具有相似的和/或相同的优选实施例，特别地，如在从属权利要求中所定义的。

应当理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或上面实施例与相应的独立权利要求的任意组合。

本发明的这些和其它的方面从下文中描述的实施例中将是显而易见的，并且将参考下文中描述的实施例被阐明。

附图说明

在下列附图中：

图1和图2示出了电气负载装置的简化的电路图，

图3示出了示出电力下垂的效果的仿真，

图4示出了连接到外部电力供给设备和外部电气负载装置的电力下垂处理装置的一实施例的框图，

图5示出了连接到电气负载装置的电力供给设备的一实施例的框图，

图6示出了连接到电气负载装置的电力供给设备的另一实施例的框图，

图7示出了下垂处理方法的一实施例的流程图，以及

图8示出了用于控制DC电气电力输送的方法的一实施例的流程图。

具体实施方式

在诸如但不限于以太网供电的供电系统（其中如果电气负载装置被从电源装置/电力供给设备拔去插头，则强制地移除电气电力以避免电压在开路的连接器处存在）中，通常被使用的策略是将电力供给设备（PSE）配置为检测根据重复规则而重复的维持电力特征脉冲。所预期的MPS脉冲的检测被PSE解释为电气负载装置连接到系统的标志。

按照以太网供电的示例，IEEE标准802.3-2005小节33.2.10设置针对维持电力特征脉冲的要求。根据IEEE标准，从2015起，电力供给设备必须监测针对MPS存在而被供电的电力端口。MPS具有不同的电力模式。对于一些电气负载装置，MPS被定义为是10mA。此电流被称为IHold。这个数字将下限功耗（即电力模式）置于至少在50V * 10mA = 500mW上。认识到，此下限限制太高以至于不能实现低待机，因此，该标准还具有对此电流的占空比的规定。规则在于，IHold电流仅必须针对每个325ms周期中的75ms存在。这将下限功耗（即电力模式）降低到大约115mW。802.3bt修正案引入电气负载的两种新类型，即类型3和类型4，这两种新类型被要求针对每个300ms周期中的7ms示出MPS。在MPS缺失时，PSE必须中断向电力端口供应电力。

在图1和图2中，示出了简化的电气负载装置电路图。在图1中，维持电力特征（MPS）脉冲发生器102定位在包括热插拔FET 104的被供电设备（PD）接口与电力供给设备（PSE，未示出）之间。在图2中，MPS脉冲发生器202定位在包括热插拔FET 204的PD接口与负载205之间。

这些图图示了潜在的问题，即不期望的电流路径106、206的存在，其中MPS由大容量电容器108和208提供，而在期望的电流路径110、210中，MPS从PSE汲取。

在MPS或基于最小电流要求的另一电流至少部分地不是从电源（例如PSE）汲取时，则在电力分布系统的电源侧（即在PSE处）被测量时，最小电流要求可能不被满足。这样的要求被设置为，允许例如PSE检测是否电气负载装置变得被从电缆拔去插头。在这样的事件中，PSE必须快速地移除电压，以避免电压在开路的连接器上存在。换句话说，MPS是电气负载必须从电源汲取的最小电力特征，以确保电气负载保持被供电。短脉冲（诸如允许类型3和4系统（要求针对每个300ms中的7ms示出MPS）的短脉冲）难以在PSE侧上检测，并且在下垂情形下可以甚至被屏蔽。由于在PSE电源中的下垂效应，所供应的电压得到减小，并且这通常导致在PD中的整流二极管112、212绝缘。在不期望的电流路径106和206中，MPS脉冲被提供各自的大容量电容器108和208。在期望的电流路径110和210中，MPS电流从PSE汲取。如在图1和图2中示出的简化的电路中反映的那样，如果在输入电容器114、214处的电压高于PSE电压（对此的原因是例如电力下垂），则整流二极管122、124将停止传导，并且没有MPS可以流入PSE。

在图3的仿真中示出了这样的电力下垂。示出了PSE电压302，其从57V转变到50V并且转变回57V。还示出了大容量电容器（例如108、208）上的电压304。在PD侧上的MPS电流被示为306以及如由PSE 308观察的电流。尽管在308中的脉冲在高PSE电压的周期期间被滤波并且在振幅上被减小，但它们在电压已经下垂到50V之后完全地消失，并且仅在一旦大容量电容器已经充分放电才稍后再次出现。由电压下垂并且非故意地引起的所检测的MPS脉冲的缺失可以导致引起PD被意外地切断。时间跨度310近似地指示电力下垂的持续时间，而时间跨度312近似地指示在其期间MPS脉冲308在PSE处不被检测到的时间。此时间跨度312依赖于在下垂期间的电压损失的量和大容量电容器的电容值。

图4也参考图3而示出了电力下垂处理装置400，其用于控制从外部电力供给设备402到外部电气负载装置404的DC电气电力输送。响应于电力供给设备从电气负载装置接收根据重复规则而重复的预定的维持电力特征脉冲308而输送电力302。电力下垂处理装置包括下垂传感器单元406，其被配置为接收与从外部电力供给设备到外部电气负载装置的DC电气电力输送有关的电力输送信息，以及基于所接收的电力输送信息提供指示电力下垂条件的下垂警报信号。在从电力供给设备输送或要输送到负载装置的一定的电力的量下降或将要下降到低于预定的电力阈值时，电力下垂条件发生。额外地，它包括控制单元408，控制单元408被配置为接收下垂警报信号，以及，响应于接收下垂警报信号，向外部电力供给设备输出维持操作信号。维持操作信号指令电力供给设备在预定的时间跨度维持向电气负载装置的电力输送，而不管在此时间跨度期间维持电力特征脉冲是否被检测到。该时间跨度优选地比时间跨度312更长，以避免电源的不希望的中断。

图5表示用于响应于检测来自每个各自的电气负载装置的预定的维持电力特征脉冲（例如信号308）而向多个外部电气负载装置404.1、404.2、404.n输送DC电气电力的电力供给设备500的框图。PSE包括电力单元502，电力单元502被配置为向负载装置提供DC电气电力。它还包括接口单元504，接口单元504包括多个连接端口506.1、506.2、506.n。接口单元与电力单元连接在一起，并且被配置为向外部电气负载装置输出电气电力，以及从电气负载装置接收维持电力特征脉冲。PSE与电气负载装置之间的连接是通过被配置为传输电气电力和操作指令（即电源和连接数据）的插线电缆来执行的。PSE还包括根据本发明的电力下垂处理装置508，其与电力单元连接在一起，用于感测从电力供给设备输送到负载装置和接口单元的电力的量，以用于接收电力控制数据。PSE还包括电力供给控制单元510，电力供给控制单元510与接口单元连接在一起，并且被配置为当查实其中根据重复规则所预期的各自的维持电力特征脉冲还未被接收到的丢失脉冲条件时，中断向电气负载装置的电力输送，以及当在丢失脉冲条件下额外地从电力下垂处理装置接收维持操作信号时，在预定的时间跨度临时地维持向电气负载装置的电力输送。

在这个示例中，电力供给控制单元510检测来自多个负载装置的维持电力特征脉冲。负载装置由电力单元502供电，电力单元502被配置为提供DC电气电力。电力下垂处理装置508在这里被配置为接收指示从PSE输送到电气负载装置的电力的量和与电力输送有关的操作状态或指令（即以在PSE与负载装置之间被交换的电力控制数据的形式）这两个方面的电力输送信息。电力下垂处理装置因此被配置为基于当前被输送到电气负载装置的电力的量而检测下垂条件，以及基于被交换的实际的电力控制数据而预测紧迫的下垂情形。例如，如果由于在电力单元中的不稳定性，被提供的电力下降到低于预定的电力阈值，则下垂处理装置将向电力供给传感器单元输出维持操作信号，电力供给传感器单元否则将在查实丢失脉冲条件时不期望地中断向电气负载装置的电力输送。电力下垂处理装置508还被配置为接收在PSE与负载装置之间被交换的电力控制数据。如果电力下垂处理装置从多个负载装置接收请求被接通或否则在非常短的时间跨度中急剧地变更它们的操作状态的电力控制数据，则其被配置为向电力供给单元输出维持操作信号，确保在预定的时间跨度期间独立于电力下垂情形的出现的电力输送。

图6是电力供给设备600的另一实施例的框图，电力供给设备600包括电力单元502、具有多个连接端口506.1到506.n的接口单元504。PSE还包括电力供给控制单元504。在这个实施例中，多个电力下垂处理装置602.1、602.n连接到连接端口506.1 506.n以及电气负载装置404.1和404.n。电力下垂处理装置通过连接端口接收电力输送信息，电力输送信息以当前被输送到连接到电力下垂处理装置的负载装置的电力的量的形式。电力下垂处理装置还接收以在PSE与电气负载装置之间被交换或要被交换的电力控制数据的形式的电力输送信息。电力下垂处理装置还通过接口单元与电力供给控制单元604连接在一起。电力供给控制单元能够根据来自电气负载装置（404.1、404.n）的维持电力特征脉冲和来自各自的电力下垂处理装置（602.1、602.n）的维持操纵信号的检测而中断或维持电力输送。装置404.1到404.n可以是分离的联网的电气消费者，比如路由器、交换机、打印机假脱机系统、网络摄像机、照明器、风扇、传感器、用户接口装置（诸如显示器或开关面板）等。

图7表示描述用于控制从外部电力供给设备到外部电气负载装置的DC电气电力输送的下垂处理方法700的流程图，响应于电力供给设备从电气负载装置接收根据重复规则而重复的预定的维持电力特征脉冲而输送电力。下垂处理方法700包括：在第一步骤702中，接收与从外部电力供给设备到外部电气负载装置的DC电气电力输送有关的电力输送信息。它然后在步骤704中以及基于所接收到的电力输送信息提供指示由要从电力供给设备输送到负载装置的电力的量下降到低于预定的电力阈值定义的电力下垂条件的下垂警报信号。最后，并且响应于下垂报警信号，它在步骤706中向外部电力供给设备提供维持操作信号，维持操作信号指令电力供给设备在预定的时间跨度维持向电气负载装置的电力输送，而不管维持电力特征脉冲在此时间跨度期间是否被检测到。

图8表示描述用于在响应于检测来自电气负载装置的预定的维持电力特征脉冲而向至少一个外部电气负载装置供给DC电气电力中操作电力供给设备的方法800的流程图。方法800包括：在第一步骤802中，向电气负载装置提供DC电气电力；在步骤804中，接收来自电气负载装置的维持电力特征脉冲；在步骤806中，执行下垂处理方法700；以及，在步骤808中，当在下垂处理方法700的执行期间、在其中根据重复规则所预期的各自的维持电力特征脉冲还未被接收到的丢失脉冲条件下接收维持操作信号时，在预定的时间跨度临时地维持向电气负载装置的电力输送，方法800最后在步骤810中在查实丢失脉冲条件在预定的时间跨度已经终止之后继续时，中断向电气负载装置的电力输送。

因此，综上所述，用于控制从外部电力供给设备（PSE）到外部电气负载装置的DC电气电力输送（响应于PSE从负载装置接收预定的维持电力特征脉冲）的电力下垂处理装置包括：下垂传感器单元，其被配置为接收与从PSE到负载装置的DC电气电力输送有关的电力输送信息，以及配置为提供指示电力下垂条件的下垂警报信号；以及控制单元，其被配置为响应于下垂警报信号，向PSE输出维持操作信号，维持操作信号指令PSE在预定的时间跨度维持向电气负载装置的电力输送，而不管在此时间跨度期间维持电力特征脉冲是否被检测到。在电力供给设备、电气布置、电力下垂处理方法中和在用于操作电力供给设备的方法中提供了相对应的特征。

尽管已经在附图中和前述描述内容中详细地说明和描述了本发明，但这样的说明和描述要被认为是说明性的或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、本公开内容和所附权利要求，本领域的技术人员在实践所要求保护的发明时能够理解并实现所公开的实施例的其它变型。

在权利要求中，词语“包括”并不排除其它的元件或步骤，并且不定冠词“一（a或an）”不排除多个。

单个步骤或其它的单元可以实现在权利要求中叙述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的纯粹事实并不指示这些措施的组合不能用于获益。

权利要求中的任何附图标记不应当被解释为对范围进行限制。

Claims (15)

1.一种用于控制从外部电力供给设备（402）到外部电气负载装置（400）的DC电气电力输送的电力下垂处理装置（400），响应于所述电力供给设备从所述电气负载装置接收根据重复规则而重复的预定的维持电力特征脉冲而输送所述电力，所述电力下垂处理装置包括：

-下垂传感器单元（406），其被配置为接收与从所述外部电力供给设备到所述外部电气负载装置的DC电气电力输送有关的电力输送信息，以及，基于所接收的电力输送信息，提供指示由要从所述电力供给设备输送到所述负载装置的电力的量下降到低于预定的电力阈值定义的电力下垂条件的下垂警报信号；以及

-控制单元（408），其被配置为接收所述下垂警报信号，以及，响应于接收所述下垂警报信号，向所述外部电力供给设备输出维持操作信号，所述维持操作信号指令所述电力供给设备在预定的时间跨度维持向所述电气负载装置的所述电力输送，而不管所述维持电力特征脉冲在此时间跨度期间是否被检测到。

2.根据权利要求1所述的电力下垂处理装置，包括：

-电力传感器单元，其被配置为与所述电力供给设备连接在一起，以确定当前从所述电力供给设备输送到所述负载装置的电力的量，以及向所述下垂传感器单元提供所述电力输送信息作为指示当前从所述电力供给设备输送到所述负载装置的所述电力的量的电力信号。

3.根据权利要求1所述的电力下垂处理装置，其中所述下垂传感器单元还包括数据分析单元，其被配置为：

-接收以在所述外部电力供给设备与所述外部电气负载装置之间被交换或要被交换的电力控制数据的形式的所述电力输送信息，所述电力控制数据指示与从所述电力供给设备到所述电气负载装置的电力输送有关的操作状态或指令；以及

-基于所接收的电力控制数据而确定或预测所述电力下垂条件的出现。

4.根据权利要求1所述的电力下垂处理装置，其中所述维持操作信号还指示对于所述电力供给设备请求所述负载装置提供具有增大的电力的所述维持电力特征脉冲的指令。

5.一种用于响应于检测来自所述电气负载装置的预定的维持电力特征脉冲而向至少一个外部电气负载装置（404.1）输送DC电气电力的电力供给设备（500），所述电力供给设备包括：

-电力单元（502），其被配置为提供所述DC电气电力；

-包括至少一个连接端口（506.1）的接口单元（504），其与所述电力单元连接在一起，并且被配置为向所述外部电气负载装置输出所述电气电力，以及，从所述电气负载装置接收所述维持电力特征脉冲；

-至少一个根据权利要求1所述的电力下垂处理装置（508），其与所述电力单元连接在一起以用于感测从所述电力供给设备输送到所述负载装置的所述电力的量；以及

-电力供给控制单元（510），其与所述接口单元连接在一起，并且其被配置为当查实其中根据所述重复规则所预期的各自的维持电力特征脉冲还未被接收到的丢失脉冲条件时，中断向所述电气负载装置的所述电力输送，以及，当在所述丢失脉冲条件下额外地从所述电力下垂处理装置接收所述维持操作信号时，在预定的时间跨度临时地维持向所述电气负载装置的所述电力输送。

6.根据权利要求5所述的电力供给设备，其中所述电力供给控制单元被配置为在从所述电力下垂处理装置接收到所述维持操作信号时，在所述预定的时间跨度暂停对所述维持电力特征脉冲的检测。

7.根据权利要求5所述的电力供给设备，其中所述供给控制单元被配置为在从所述电力下垂处理装置接收到所述维持操作信号时，在所述预定的时间跨度忽视任何所检测的维持电力特征脉冲。

8.根据权利要求5所述的电力供给设备，其中所述电力供给控制单元被配置为在查实所述丢失脉冲条件已经结束时，返回到正常电力输送。

9.根据权利要求5所述的电力供给设备，其中所述电力供给控制单元被配置为假设丢失脉冲条件在所述时间跨度已经终止之前结束，则在查实所述丢失脉冲条件在所述时间跨度期间的再次出现时，初始化第二时间跨度。

10.根据权利要求5所述的电力供给设备，其中所述电力供给控制单元还包括：时序单元，其被配置为确定并且存储所查实的丢失脉冲条件的持续时间，以及，依赖于所存储的持续时间而确定所述时间跨度的延伸。

11.根据权利要求10所述的电力供给设备，其中所述时序单元还被配置为：

-在接收到所述维持操作信号时，初始化监测所述时间跨度；

-在查实所述丢失脉冲条件已经在所述时间跨度已经终止之前结束时，停止监测所述时间跨度；

-在所述时间跨度已经终止而没有中断所述丢失脉冲条件时，中断向所述电气负载装置的所述电力输送。

12.根据权利要求5所述的电力供给设备，包括作为在所述电力供给设备的壳体内的内部单元的所述电力下垂处理装置。

13.一种电气布置，包括：

-根据权利要求5所述的电力供给设备，其中所述接口单元具有至少两个连接端口；

-根据权利要求1所述的电力下垂处理装置，其通过所述至少两个连接端口中的第一连接端口连接到所述电力供给设备；以及

-电气负载装置，其通过所述至少两个连接端口中的第二连接端口连接到所述电力供给设备。

14.一种用于控制从外部电力供给设备到外部电气负载装置的DC电气电力输送的下垂处理方法（700），响应于所述电力供给设备从所述电气负载装置接收根据重复规则而重复的预定的维持电力特征脉冲而输送电力，所述下垂处理方法包括：

-接收（702）与从所述外部电力供给设备到所述外部电气负载装置的DC电气电力输送有关的电力输送信息，

-基于所接收的电力输送信息，提供（704）指示由要从所述电力供给设备输送到所述负载装置的电力的量下降到低于预定的电力阈值定义的电力下垂条件的下垂警报信号；

-响应于所述下垂警报信号，向所述外部电力供给设备提供（706）维持操作信号，所述维持操作信号指令所述电力供给设备在预定的时间跨度维持向所述电气负载装置的所述电力输送，而不管所述维持电力特征脉冲在此时间跨度期间是否被检测到。

15.一种用于在响应于检测来自所述电气负载装置的预定的维持电力特征脉冲而向至少一个外部电气负载装置输送DC电气电力中操作电力供给设备的方法（800），所述方法包括：

-向所述电气负载装置提供（802）所述DC电气电力；

-从所述电气负载装置接收（804）所述维持电力特征脉冲；

-执行（806）根据权利要求14所述的下垂处理方法；

-在于其中根据所述重复规则所预期的各自的维持电力特征脉冲还未被接收到的丢失脉冲条件下、于根据权利要求14所述的下垂处理方法执行期间接收（808）所述维持操作信号时，在预定的时间跨度临时地维持向所述电气负载装置的所述电力输送；以及

-在查实所述丢失脉冲条件在所述预定的时间跨度已经终止之后继续时，中断（810）向所述电气负载装置的所述电力输送。