CN109313241B

CN109313241B - 用于dc受电设备的供电模式的评估

Info

Publication number: CN109313241B
Application number: CN201780030661.0A
Authority: CN
Inventors: L.叶瑟博特; M.温德特
Original assignee: Signify Holding BV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2021-12-07
Anticipated expiration: 2037-05-09
Also published as: WO2017198498A1; EP3458867A1; EP3458867B1; CN109313241A; JP6592618B2; US10935610B2; JP2019518405A; US20190120891A1

Abstract

一种用于DC受电设备（100）的电力输入站（102），该电力输入站包含用于连接到用于输送DC电力的四对外部电导体（106）的至少四对电力输入元件（104），以及供电模式评估单元（108），其具有平衡测量站（110），该平衡测量站（110）被配置为施行平衡测量以用于确定正电源电压在该处可从外部电导体获得的电力输入元件的对的第一数量是否等于负电源电压从该处可获得的电力输入元件的对的第二数量并且提供指示平衡测量的结果的平衡输出信号。

Description

用于DC受电设备的供电模式的评估

技术领域

本发明涉及用于DC受电设备的电力输入站、用于DC电力输送的模式的评估的电力限制测量设备、DC受电设备、用于检测电力输送的模式的方法、用于操作DC受电设备的方法以及计算机程序。

背景技术

US 2015/0215131 A1提出了由DC电力供应装备（PSE）和DC受电设备（PD）组成的电气布置。PSE被配置为检测PD是否兼容经由四个线路对接收电力（例如，在标准以太网电缆中）。在检测阶段期间，PSE向电缆中的第一和第二对或导体提供电流限制的电压，以检测PD的特性阻抗。在PSE中，第一电阻器连接到第三导体对并且第二电阻器连接到第四导体对。在检测阶段期间，PSE检测通过电阻器的相关电流。如果电流是相同的，则PSE知道PD能够经由四个导体对接收电力。PSE然后将全部电压应用于第一和第二导体对并且经由MOSFET将第三和第四导体对连接到低压。

US 2007/0281755 A1提出了用于通过控制与相应电源输入端相关联的开关电路来平衡从多个电源输入端汲取的电力或电流的新技术。可以控制每个开关电路以便在每次开关循环中将开关电路的变压器或电感器中的电流限制到所有开关电路都共有的峰值或平均电流值。

发明内容

虽然使电力源被配置为确定连接的受电设备是否能够经由导体对接收电力是有利的，但是对于DC受电设备而言，在其从源提取电力用于其操作之前能够确定由外部电力源供应的电力是否属于有效或正确的供电模式也将是有益的。

本发明的一目的是使得DC受电设备在如果从外部电力源汲取电力用于负载设备的操作之前能够检测其是否正在以有效或正确的供电模式接收DC电力。

根据本发明的第一方面，提出了一种用于DC受电设备的电力输入站。该电力输入站包含：

- 连接单元，包括用于连接到用于输送DC电力的、相同数量对的外部电导体（106）的至少四对电力输入元件（104），以及

- 供电模式评估单元，具有平衡测量站。该平衡测量站被配置为施行平衡测量以用于确定正电源电压在该处可从外部电导体获得的电力输入元件的对的第一数量是否等于负电源电压从该处可获得的电力输入元件的对的第二数量，并且提供指示平衡测量的结果的平衡输出信号。

本发明的第一方面的电力输入站被有利地配置为确定其当前正在被供电的供电模式。用于输送DC电力的外部导体的对可以借助于电力输入元件的对连接到连接单元。

通过将电力输入元件（即，在该处正电源电压可获得的那些）的对的第一数量与电力输入元件（即，在该处负电源电压可获得的那些）的对的第二数量进行比较，DC受电设备能够排除或确认其当前正在通过奇数（诸如3）对外部电导体供电、没有通过剩余对的电力输入元件输送电力，或者其是否正在接收所谓的“假”电力。这种情况的非限制性的示例是在总数量四对电力输入元件的情况下的“假4对电力”。假4对电力描述了正电源电压在该处可获得的三对外部电导体和负电源电压在该处可获得的一对外部电导体的连接或正电源电压在该处可获得的一对外部电导体和负电源电压在该处可获得的三对外部电导体的连接。

下面的表格包含了四对（对1、对2、对3以及对4）电力输入元件的供电配置的不完整列表，该电力输入元件可以连接到正电压（+）、负电压（-）或不连接（Z）。该表格示出了最相关的供电配置。剩余的配置通过交换（+）和（-）、交换对1和对2、交换对1和2与对3和4或其任何组合来获得。

配置	对 1	对2	对3	对 4
					1	+	-	+	-
2	+	+	-	-
					3	+	+	+	-
4	+	-	+	Z
					5	+	-	Z	-
6	+	+	-	Z
					7	+	-	Z	Z
8	Z	Z	+	-
					9	+	Z	-	Z

表1：4对电力输入元件的示例的供电配置。

配置编号1和配置编号2是提供4对电力的正确的供电模式。两对电力输入元件接收正电压，而剩余的两对接收负电压。可以以任何组合反转极性。在配置编号3中，所有四对电力输入元件都连接到电源，但是3对接收正电压，并且一对接收负电压。这被称为假4对电力，因为它非常高地强调仅与单个对连接回到源的电流路径。而且，这里，极性可以被反转，或者对位置被交换。虽然此配置在技术上通过4对导体提供电力，但是事实上它仅能够安全地传递可以通过2对导体安全传输的电力的量。

配置4至6是“3对电力”的变型，其中一对没有连接到源。3对电力可能被幼稚的（naive）电路容易地混淆成4对电力，但是功耗不被允许高于2对电力所允许的功耗。

最后，配置7至9示出了正确的2对供电模式。

例如在四对电力输入元件的情况下，电力输入站从而被配置为确定供电配置是对应于正确的4对供电模式还是正确的2对供电模式（即，正电源电压在该处可从外部电导体获得的电力输入元件的对的第一数量等于负电源电压从该处可获得的电力输入元件的对的第二数量），或者可替换地，是对应于假4对供电模式还是3对电力模式（即，正电源电压在该处可从外部电导体获得的电力输入元件的对的第一数量不等于负电源电压从该处可获得的电力输入元件的对的第二数量）。电力输入站进一步提供指示平衡测量的结果的平衡输出信号。

在电力输入元件的对的奇数总数量的情况下，平衡的或正确的供电模式需要小于总数量对的奇数对不连接。

在下文中，将提出本发明的第一方面的实施例。

能够区分正确的供电模式是基于经由外部电导体对的全部对还是经由较少的偶数导体对的电力的提供也将是有益的。在四对外部电导体的非限制性的情况下，可以存在正确的4对供电模式或正确的2对供电模式。然而，允许经由两对外部电导体输送的电力的量典型地低于允许经由四对外部电导体输送的电力的量。因此，在一些实施例中，供电模式评估单元进一步包括电力限制测量站。电力限制测量站被配置为施行指示允许经由外部电导体提供的DC电力的最大量的电力限制测量并且提供指示电力限制测量的结果的电力输出信号。电力输出信号因此包含关于正确供电模式的数据。

在这些实施例中的一些中，电力输入站单元被配置为仅在平衡输出信号指示电力输入元件的对的第一数量等于电力输入元件的对的第二数量的情况下施行电力限制测量。

在其它实施例中，平衡测量单元包括两个分压器，每个分压器具有连接到相应一对电力输入元件的一对输入端，并且具有相应的中心点抽头（tap）。附加地，这些实施例包括电压传感器，其连接到中心点抽头并且被配置为测量在中心点抽头和参考电压或电势之间提供的中心点电压。如果进一步提供中心点电压作为平衡输出信号。

在这些实施例中，无论何时正电源电压在该处可获得的电力输入元件的对的数量等于负电源电压在该处可获得的电力输入元件的对的数量，由电压传感器测量的中心点电压对应于预定电压范围内的电压值。测量的具有在预定电压范围之外的电压值的中心点电压因此指示不正确的供电模式。

在一些实施例中，使用包括两个电阻器的电阻分压器。在这些实施例中的一些中，并且为了减少耦合到中心点电压测量的高频噪声，可以将电感器与电阻器串联。在其它实施例中，接地的去耦电容器可以连接到中心点抽头。在一些实施例中，同时使用电感器和电容器两者。

在第一方面的一些实施例中，电力限制测量站包括在电容的一侧连接到电压传感器的电容和被合适地配置为将电容的另一侧临时连接到参考电势的可控开关。电力限制测量站然后被配置为基于响应于将电容连接到参考电势而测量中心点电压的速率变化来确定可获得的DC电力的总量。在这些实施例中，一旦操作可控开关并且闭合电气电路，电容就将被拉到参考电势（例如地面）并且然后开始充电直到回到其先前的电荷值。通过在电压传感器处测量电压增加的速率，确定正电源电压在该处可获得的电力输入元件的对的数量。

在其它实施例中，电力限制测量站包括在测量电阻器的一侧连接到电压传感器的测量电阻器和被合适地配置为将测量电阻器的另一侧临时连接到参考电势的可控开关。电力限制测量站然后被配置为基于响应于将测量电阻器连接到参考电势而测量中心点电压来确定可获得的DC电力的总量。在这些实施例中，一旦操作开关以将测量电阻器连接到参考电势（例如，地面电势），流过测量电阻器的电流就与正电源电压在该处可获得的电力输入元件的对的数量成比例。

在第一方面的一些实施例中，平衡测量单元的分压器进一步包括串联（“反串联化（anti-serialized）”）面向彼此的并且相应地连接在相应的电力输入元件和分压器的中心点之间的齐纳二极管（Z二极管）。这些实施例被有利地配置为在例如以太网供电应用中改善DC受电设备签名的检测，其中只有在电力供应装备对DC受电设备的成功检测之后才应用电力。如果形成分压的电阻器的电阻值太低则可能使签名的检测偏斜。此外，非常高的阻抗电阻器也呈现设计问题。向分压器添加Z二极管对于预定检测值之下的电压使分压器隐藏。一旦应用意图于操作DC受电设备的电力（高于被输送以检测DC受电设备的存在的电力），Z二极管就将接通并且电力输入站将如预期的操作。在可替换的实施例中，使用双向开关二极管而不是反串联化齐纳二极管。双向开关二极管直到它们看见触发电压跨过才导通。在使它们激发（fire）之后，双向开关二极管仅示出非常低的电压降，该电压降是区分双向开关二极管与齐纳二极管的特性。因此，在比如PoE协商典型地需要的低电压下，双向开关二极管是“不可见的”并且对于PoE供应电压而言将几乎表现得像0欧姆电阻器。附加的好处是作为双向开关二极管的电压的函数的电流的特性曲线是对称的，所以每条腿仅需要一个设备。

根据本发明的第二方面，提出了一种用于从外部DC电力供应装备经由至少四对电导体的DC电力输送的模式的评估的设备。该设备包括根据本发明的第一方面的电力输入站以及用户接口，该用户接口与电力输入站连接并且被配置为接收平衡输出信号和取决于平衡输出信号的值提供用户输出。

第二方面的设备表示了独立的实现方式，该实现方式包括本发明的第一方面的电力输入站或其实施例中的一个。比如，它可以被实现为手持式诊断工具以检查电缆、DC受电设备和/或DC电力源设备以用于正确操作。

根据本发明的第三方面，提出了一种DC受电设备。该DC受电设备包括根据第一方面的电力输入站、被配置为在DC受电设备的操作中经由电力输入站接收DC电力并且使用DC电力的负载单元、以及被配置为接收平衡输出信号并且取决于平衡输出信号确定和设定负载单元的操作模式的控制单元。

在第三方面的一些实施例中，控制单元被配置为确定和设定：

- 在正电源电压在该处可从外部电导体获得的电力输入元件的对的第一数量等于负电源电压从该处可获得的电力输入元件的对的第二数量的情况下的负载单元的第一操作模式，该第一操作模式需要至少第一预定电力量；

- 在平衡输出信号指示所提到的电力输入元件的对的第一数量不等于电力输入元件的对的第二数量的情况下的负载单元的第二操作模式，该第二操作模式需要小于第一电力量的第二电力量或关闭负载单元的操作。

当根据正确的供电模式（例如，四对电力输入元件的非限制性示例中的2对或4对供电模式）对DC受电设备供电时，第一操作模式发生。DC受电设备然后从电源汲取负载单元的操作必需的电力。

当没有根据正确的供电模式对DC受电设备供电时，第二操作模式发生。这例如是不正确的3对供电模式或不正确的假4对供电模式的情况。在奇数供电模式（例如，3对供电模式）的发生的情况下，功耗不应当被允许高于正确的偶数（例如，2对）供电模式所允许的功耗。在假4对供电模式的发生的情况下，DC受电设备事实上仅能够安全地接收可以通过2对导体安全传输的电力的量。

在可从两对导体获得的减少的电力不足以操作负载单元的情况下，DC受电设备的一些实施例被有利地配置为关闭负载单元的操作直到以正确的供电模式提供足够的电力。

根据本发明的第四方面，提出了一种用于检测由外部DC电力供应装备经由至少四对外部电导体的电力输送的模式的方法。该方法包括：

- 施行平衡测量以用于确定正电源电压从该处可获得的外部电导体的对的第一数量是否等于负电源电压从该处可获得的外部电导体的对的第二数量，并且

- 提供指示平衡测量的结果的平衡输出信号。

该方法共享本发明的第一方面的电力输入站的优点。

在第四方面的方法的一些实施例中，该方法进一步包括

- 仅在平衡输出信号指示第一数量等于第二数量的情况下，施行电力限制测量以用于确定经由外部电导体可获得的DC电力的总量；并且

- 提供指示电力限制测量的结果的电力输出信号。

根据本发明的第五方面，提出了一种用于操作DC受电设备的方法，该DC受电设备具有包括至少四对电力输入元件的DC电力输入单元。该方法包括：

- 施行根据本发明的第四方面的方法；

- 取决于平衡输出信号确定和设定DC受电设备的操作模式。

在第五方面的一些实施例中，该方法进一步包括确定和设定

- 在平衡输出信号指示第一数量等于第二数量的情况下的负载单元的第一操作模式，该第一操作模式需要至少第一预定电力量；

在平衡输出信号指示第一数量不等于第二数量的情况下的负载单元的第二操作模式，该第二操作模式需要小于第一电力量的第二电力量或关闭负载单元的操作。

根据本发明的第六方面，提出了一种计算机程序。该计算机程序包括可执行代码，该可执行代码用于当被计算机的处理器执行时执行根据本发明的第五方面的用于操作DC受电设备的方法。该计算机程序共享第五方面的方法的优点。

上面描述的本发明的不同方面的实施例可以比如被用在以太网供电技术的环境中并且最适合用于实现符合即将到来的802.3bt标准的PoE受电设备（PD）或PD诊断工具。

应当理解的是，权利要求1的用于DC受电设备的电力输入站、权利要求8的用于DC电力输送的模式的评估的电力限制测量设备、权利要求9的DC受电设备、权利要求11的用于检测电力输送的模式的方法、权利要求13的用于操作DC受电设备的方法以及权利要求15的计算机程序具有类似的和/或相同的优选实施例，特别是如从属权利要求中定义的。

应当理解的是，本发明的优选实施例还可以是从属权利要求或上面的实施例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从后文描述的实施例将是显而易见的，并且将参考后文描述的实施例进行阐述。

附图说明

在下面的附图中：

图1表示DC受电设备的示例性实施例的框图。

图2表示示例性DC受电设备的示意电路图。

图3表示另一示例性DC受电设备的示意电路图。

图4表示另一示例性DC受电设备的示意电路图。

图5表示另一示例性DC受电设备的示意电路图。

图6表示用于检测电力输送的模式的示例性方法的流程图。

图7表示用于检测电力输送的模式的另一示例性方法的流程图。

图8表示用于操作DC受电设备的示例性方法的流程图。

具体实施方式

在没有限制的情况下，下文中描述的实施例指的是应用情况，其中存在四对电导体用于输送DC电力。这样的应用情况比如适合于在以太网供电技术的环境中实现以用于实现PoE受电设备（PD）或PD诊断工具，并且特别是当这样的设备被构建成符合即将到来的802.3bt标准时是有用的。然而，这并不意味着作为对本发明的适用性的限制。在其它应用情况下可以使用更高数量的电导体的对。

图1示出了DC受电设备100的示例性实施例的框图。该DC受电设备包括包含连接单元104的电力输入站102，该连接单元104包括用于连接到用于输送DC电力的四对外部电导体106的四对电力输入元件105。该DC受电设备还包含具有平衡测量站110的供电模式评估单元108，该平衡测量站110被配置为施行平衡测量以确定正电源电压在该处可获得的电力输入元件的对的第一数量是否等于负电源电压在该处可获得的电力输入元件的对的第二数量。该DC受电设备进一步提供指示平衡测量的结果的平衡输出信号。其它DC受电设备包括进一步包含电力限制测量站112的电力输入站，该电力限制测量站112被配置为施行指示经由外部电导体可获得的DC电力的总量的电力限制测量并且提供指示电力限制测量的结果的电力输出信号。DC受电设备100还包含负载单元116，其被配置为在DC受电设备的操作中经由电力输入站接收DC电力，以及控制单元118，其被配置为接收平衡输出信号以及取决于平衡输出信号确定和设定负载单元的操作模式。DC电力在通过整流单元120之后到达负载单元116，该整流单元120被配置为使DC受电设备对电源的极性不敏感。使用正和负输出端被短接在一起的两个全二极管桥设计一些DC受电设备。其它实施例呈现MOSFET桥而不是二极管桥。其它实施例包含MOSFET和二极管桥的组合。

图2示出了示例性DC受电设备的示意电路图，该DC受电设备包含具有被配置为施行平衡测量的平衡测量单元110的输入电力站。平衡测量单元包括相应地由电阻器R1和R2、以及由电阻器R3和R4形成的两个分压器110.1和110.2、以及电压传感器110.3（也被标记为M）。尽管其它DC受电设备包含其它种类的分压器（诸如低通RC滤波器），但是在这种情况下，分压器110.1和110.2是电阻分压器。每个分压器具有与相应一对电力输入元件连接的一对输入端（例如，第一分压器具有连接到105.1的R1和连接到105.2的R2）并且具有连接到电压传感器110.3的相应中心点抽头。电压传感器110.3被配置为测量在中心点抽头和参考电压之间提供的中心点电压。在这种情况下，在M处相对于地面进行测量，地面是整流单元120的负输出端，在本实施例中整流单元120由二极管整流器120.1和120.2形成。在一些DC受电设备中，二极管整流器被基于MOSFET的桥式整流器部分地或全部地代替。

在一些设备中，并且为了减少耦合到测量点M的高频噪声，将电感器与测量电阻器串联，或者将去耦电容器放置在M和地面之间，或者两者。

无论何时连接到正电压的对的数量等于连接到负电压的对的数量，M处的电压（相对于参考电势或参考电压（例如，地面电势）测量）大约是桥式整流器的正输出端和桥式整流器的负输出端之间的电压（此电压被称为V_PD）的一半。可以检测到“3对”电力的任何应用、或者三个正对和一个负对或三个负对和一个正对的应用。在这种情况下，M处的电压将高于或低于V_PD的一半。一可替换方案是对照参考电压V_PD/2进行测量，该参考电压V_PD/2可以由地面电势和整流器的V_PD输出端之间的电阻分压器生成。在这种情况下，任何不同于零的电压都指示非平衡的连接。

针对具有四对电力输入元件（例如，105.1、105.2、105.3以及105.4）的设备，基于连接到正供应电压（+）和负供应电压（-）的电力输入元件的对的数量，下面的表格示出了结果得到的M处的电压。电力输入元件的未连接的对不影响M处测量的电压。

(+) 连接的数量	(-) 连接的数量	M处测量的电压	供电模式
				4	0	V<sub>PD</sub>	非平衡模式
3	1	¾ * V<sub>PD</sub>	非平衡模式
				2	2	½ * V<sub>PD</sub>	平衡供电模式 4对供电模式
1	3	¼ * V<sub>PD</sub>	非平衡模式
				0	4	0	非平衡模式
3	0	V<sub>PD</sub>	非平衡模式
				2	1	2/3 * V<sub>PD</sub>	非平衡模式
1	2	1/3 * V<sub>PD</sub>	非平衡模式
				0	3	0	非平衡模式
2	0	V<sub>PD</sub>	非平衡模式
				1	1	½ * V<sub>PD</sub>	平衡供电模式 2对模式
0	2	0	非平衡模式
				1	0	V<sub>PD</sub>	非平衡模式
0	1	0	非平衡模式

基于平衡输出信号，DC受电设备知道其处于下面的供电模式中的一个：

- 平衡的供电模式，其中两对电力输入元件连接到正电压并且其它

两对连接到负电压（所谓的4对供电模式），或者其中一对电力输入元件连接到正电压并且另一对连接到负电压（所谓的2对供电模式）。这些供电模式被认为是“正确的”

- 非平衡的供电模式，其中已经应用3对供电模式的变型或假4对供电模式。这些供电模式被认为是“不正确的”

- 如果DC受电设备被正确的供电模式供电，则包括供电模式评估单元的一些电力输入站被进一步配置为区分所谓的4对和2对供电模式。图3和4中示出了供电模式评估单元的两种不同和示例性的变型。

图3示出了包括供电模式评估单元112.1的DC受电设备，该供电模式评估单元112.1包含在电容器C的一侧连接到测量点M的电容器C，以及用于将电容器的另一侧临时连接到地面的可控开关S。电力限制测量单元112.1被配置为基于响应于在对电容器C充电的时间期间将电容器C连接到参考电势（即地面电势）而测量中心点电压的速率变化来确定可获得的DC电力的总量。从测量点M到地面电容器与开关S串联连接。为了在电容器已经被充电一次之后允许重复测量，可以跨过电容器引入高阻放电电阻器或放电开关构件（图3中未示出两种可替换方案），以便允许在电容器C处于其放电状态的情况下开始任何测试。通过将电容器C接通，M将被拉到地面并且然后开始充电直到回到其V_PD的一半附近的先前值。通过电阻器R1、R2、R3以及R4完成此充电，无论哪一个电阻器都连接到正电压。通过测量M的电压增加的速率，可以找到正连接对的数量。

可替换地，在其它DC受电设备（诸如图4中描绘的一个）中，如112.2中示出的，供电模式评估单元包含测量电阻器R_C而不是电容器C。这里，通过将开关S接通，通过R_C和S的组合M处的电压将被拉向地面。通过为R_C选择适当的值，M处的电压将与连接到二极管整流器输入桥的正对的量成比例。如果存在两个正对，则将流过R_C的电流将是如果仅存在一个正对的两倍。在施行第一测量之后，可替换的第二测量还允许确定系统是被4对还是2对供电模式正确地供电。

这些设备中的一些被有利地配置和布置为用于以太网供电（PoE）技术的框架中。在PoE中，只有在电力供应装备（PSE）已经成功检测到DC受电设备之后，来自PSE的DC电力才被应用于DC受电设备，以便避免提供电力而丢失连接器。这涉及PSE应用低电压（小于10V）来核实PD是否示出了预定检测签名（例如，25kΩ）。本发明中提出的电力输入站添加了与对并联的电阻。如果使用太低欧姆的电阻器，则这可能使检测的结果偏斜。同时，非常高的阻抗电阻器在设计中也是有问题的。一解决方案是向平衡测量单元的其分支510.1和510.2中添加Z二极管或齐纳二极管D_z，以便对于检测电压之下的电压使其“不可见”。一旦应用电力，齐纳二极管D_z就将接通并且电路将照常操作。这在图5中被示意性地示出。背靠背齐纳二极管被安装在整流器输入端和测量电阻器R1至R4之间。这需要对称地完成以维持电路的极性不敏感性。

图6示出了用于检测由外部DC电力供应装备经由至少四对外部电导体的电力输送的模式的示例性方法600的流程图。该方法在步骤602中施行平衡测量以用于确定正电源电压从该处可获得的外部电导体的对的第一数量是否等于负电源电压从该处可获得的外部电导体的对的第二数量，并且然后在步骤604中提供指示平衡测量的结果的平衡输出信号。其它方法，诸如图7中示出的方法700，在步骤702中进一步施行电力限制测量以用于确定经由外部电导体可获得的DC电力的总量并且然后在步骤704中提供指示电力限制测量的结果的电力输出信号。

图8示出了用于操作DC受电设备的示例性方法800的流程图，该DC受电设备具有包括至少四对电力输入元件的DC电力输入单元。在施行方法600的步骤之后，方法800在步骤802中取决于平衡输出确定和设定DC受电设备的操作模式。在一些方法中，操作模式是在平衡输出信号指示第一数量等于第二数量（例如，DC受电设备被正确的供电模式供电）的情况下的负载单元的第一操作模式，该第一操作模式需要至少第一预定电力量，或者在平衡输出信号指示第一数量不等于第二数量的情况下的负载单元的第二操作模式，该第二操作模式需要小于第一电力量的第二电力量或关闭负载单元的操作。

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（a或an）”不排除多个。

单个步骤或其它单元可以实现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限制范围。

Claims

1.一种用于DC受电设备（100）的电力输入站（102），所述电力输入站包含

- 连接单元（104），包括用于连接到用于输送DC电力的、相同数量的至少四对外部电导体（106）的至少四对电力输入元件（105）；以及

- 供电模式评估单元（108），具有平衡测量站（110），所述平衡测量站（110）被配置为，在汲取电力以用于所述DC受电设备的操作之前，施行平衡测量以用于确定正电源电压可从所述外部电导体获得的电力输入元件的对的第一数量是否等于负电源电压可获得的电力输入元件的对的第二数量，并且提供指示所述平衡测量的结果的平衡输出信号。

2.如权利要求1所述的电力输入站，其中所述供电模式评估单元进一步包括电力限制测量站（112），所述电力限制测量站（112）被配置为施行指示允许经由所述外部电导体提供的DC电力的最大量的电力限制测量并且提供指示所述电力限制测量的结果的电力输出信号。

3.如权利要求2所述的电力输入站，其被配置为仅在所述平衡输出信号指示所述第一数量等于所述第二数量的情况下施行所述电力限制测量。

4.如权利要求2所述的电力输入站，其中所述平衡测量站包括两个分压器，每个所述分压器具有与相应一对电力输入元件连接的一对输入端并且具有相应的中心点抽头，以及电压传感器，所述电压传感器连接到所述中心点抽头并且被配置为测量在所述中心点抽头和参考电压之间提供的中心点电压和提供所述中心点电压作为所述平衡输出信号。

5.如权利要求4所述的电力输入站，其中所述电力限制测量站包括

- 电容，其一侧连接到所述电压传感器，以及

- 可控开关，用于将所述电容的另一侧临时连接到参考电势；其中

- 所述电力限制测量站被配置为基于响应于将所述电容连接到所述参考电势而测量所述中心点电压的速率变化来确定允许的DC电力的最大量。

6.如权利要求4所述的电力输入站，其中所述电力限制测量站包括

- 测量电阻器，其一侧连接到所述电压传感器，以及

- 可控开关，用于将所述测量电阻器的另一侧临时连接到参考电势；其中

- 所述电力限制测量站被配置为基于响应于将所述测量电阻器连接到所述参考电势而测量所述中心点电压来确定可获得的DC电力的总量。

7.如权利要求4所述的电力输入站，其中所述平衡测量站的所述分压器包括双向开关二极管或齐纳二极管的布置，其串联面向彼此并且相应地连接在所述相应的电力输入元件和所述分压器的中心点之间。

8.一种用于从外部DC电力供应装备经由至少四对电导体的DC电力输送的模式的评估的设备，所述设备包括

- 依照权利要求1所述的电力输入站以及

- 用户接口，其与所述电力输入站连接并且被配置为接收所述平衡输出信号和取决于所述平衡输出信号的值提供用户输出。

9.一种DC受电设备，包括

- 根据权利要求1所述的电力输入站；

- 负载单元，被配置为在所述DC受电设备的操作中经由所述电力输入站接收DC电力；以及

- 控制单元，被配置为接收所述平衡输出信号并且取决于所述平衡输出信号确定和设定所述负载单元的操作模式。

10.根据权利要求9所述的DC受电设备，其中所述控制单元被配置为确定和设定

- 在所述平衡输出信号指示所述第一数量等于所述第二数量的情况下的所述负载单元的第一操作模式，所述第一操作模式需要至少第一预定电力量；

- 在所述平衡输出信号指示所述第一数量不等于所述第二数量的情况下的所述负载单元的第二操作模式，所述第二操作模式需要小于第一电力量的第二电力量或关闭所述负载单元的操作。

11.一种用于检测由外部DC电力供应装备经由四对外部电导体的电力输送的模式的方法，所述方法包括：

- 在汲取电力以用于DC受电设备的操作之前，施行平衡测量以用于确定正电源电压可获得的外部电导体的对的第一数量是否等于负电源电压可获得的外部电导体的对的第二数量，并且

- 提供指示所述平衡测量的结果的平衡输出信号。

12.如权利要求11所述的方法，进一步包括：

- 仅在所述平衡输出信号指示所述第一数量等于所述第二数量的情况下，施行电力限制测量以用于确定经由所述外部电导体可获得的DC电力的总量；并且

- 提供指示所述电力限制测量的结果的电力输出信号。

13.一种用于操作DC受电设备的方法，所述DC受电设备具有包括至少四对电力输入元件的DC电力输入单元，所述方法包括：

- 施行根据权利要求11所述的方法

-取决于所述平衡输出信号确定和设定所述DC受电设备的操作模式。

14.如权利要求13所述的方法，进一步包括确定和设定

- 在所述平衡输出信号指示所述第一数量等于所述第二数量的情况下的负载单元的第一操作模式，所述第一操作模式需要至少第一预定电力量；

在所述平衡输出信号指示所述第一数量不等于所述第二数量的情况下的负载单元的第二操作模式，所述第二操作模式需要小于第一电力量的第二电力量或关闭所述负载单元的操作。

15.一种计算机程序，包括可执行代码，所述可执行代码用于当被计算机的处理器执行时执行根据权利要求13所述的用于操作DC受电设备的方法。