CN109428727A - 供电设备和以太网供电的节能方法 - Google Patents

Abstract

一种供电设备和以太网供电的节能方法，所述供电设备包括：低功耗检测组件，用于在与所述供电端口接通的情况下，检测所述供电端口；在所述供电端口接入有效的受电设备PD时发送第一指令，所述第一指令用于指示所述控制开关接通所述PSE芯片与所述供电端口，断开所述低功耗检测组件与所述供电端口，指示所述电源开关接通所述PSE芯片与供电电源；控制开关，用于根据所述第一指令，接通所述PSE芯片与所述供电端口，断开所述低功耗检测组件与所述供电端口；电源开关，用于根据所述第一指令，接通所述PSE芯片的供电电源。采用本发明实施例后，能够减少电力的损耗，避免浪费资源。

Description

供电设备和以太网供电的节能方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种供电设备和以太网供电的节能方法。

背景技术

以太网供电(Power over Ethernet，PoE)包括供电设备(Power SourcingEquipment，PSE)和受电设备(Power Device，PD)。PoE是一种有线以太网供电技术，PoE允许数据和电源耦合通过网线传递给受电设备，也可以把数据和电源分离通过网线传递给受电设备。

2003年电气和电子工程师协会(IEEE)发布了PoE标准IEEE 802.3af，PSE可给PD提供15.4W的功率；2009年大功率PoE标准IEEE 802.3at发布，PSE可给PD提供30W的功率；目前PoE标准仍然在演进，要覆盖到90W功率范围。

随着越来越多的PoE设备普及应用，PD对于电力的损耗也日益凸显。

发明内容

本申请提供了一种供电设备和以太网供电的方法，能够减少供电设备的电量的损耗，避免浪费资源。

第一方面，提供一种供电设备，所述供电设备包括供电端口，供电设备PSE芯片，低功耗检测组件、控制开关和电源开关；所述供电端口连接到所述控制开关，所述PSE芯片和所述低功耗控制组件分别连接所述控制开关，所述PSE芯片连接所述电源开关；

所述低功耗检测组件，用于在与所述供电端口接通的情况下，检测所述供电端口；在所述供电端口接入有效的PD时发送第一指令，所述第一指令用于指示所述控制开关接通所述PSE芯片与所述供电端口，断开所述低功耗检测组件与所述供电端口，指示所述电源开关接通所述PSE芯片与供电电源；

所述控制开关，用于根据所述第一指令，接通所述PSE芯片与所述供电端口，断开所述低功耗检测组件与所述供电端口；

所述电源开关，用于根据所述第一指令，接通所述PSE芯片的供电电源。

在上述技术方案中，低功耗检测组件检测供电端口接入有效的PD时，接通PSE芯片与供电端口，断开低功耗检测组件与供电端口，指示电源开关接通PSE芯片与供电电源。这样，PSE芯片的供电电源并非始终处于接通状态，因此能够减少电力的损耗，避免浪费资源。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述PSE芯片接通所述供电端口，且所述PSE芯片接通供电电源的情况下，所述PSE芯片用于在检测到所述供电端口为非供电状态时，向所述低功耗检测组件发送状态通知，所述状态通知用于指示所述低功耗控制组件发送第二指令，所述第二指令用于指示所述控制开关断开所述PSE芯片与所述供电端口，接通所述低功耗检测组件与所述供电端口，指示所述电源开关断开所述PSE芯片与供电电源；

所述控制开关，还用于根据所述第二指令，断开所述PSE芯片与所述供电端口，接通所述低功耗检测组件与所述供电端口；

所述电源开关，还用于根据所述第二指令，断开所述PSE芯片与供电电源。

在上述技术方案中，供电端口为非供电状态时，则说明无需向PSE芯片供电，为了减少电力的损耗，则可以断开PSE芯片与供电电源。

结合第一方面，在上述可能的实现方式中，在所述PSE芯片接通所述供电端口，且所述PSE芯片接通供电电源的情况下，所述PSE芯片具体用于检测所述供电端口，在所述供电端口的检测结果为有效时，输出正常供电电压。

在上述技术方案中，为了减少电力的损耗，只有在供电端口的检测结果为有效时，再输出正常供电电压。

结合第一方面，在上述可能的实现方式中，所述PSE芯片接通所述供电端口，且所述PSE芯片接通供电电源的情况下，所述PSE芯片具体用于直接在所述供电端口输出正常供电电压。

在上述技术方案中，为了及时为PD供电，PSE芯片可以直接在供电端口输出正常供电电压。

结合第一方面，在上述可能的实现方式中，所述低功耗检测组件的工作电压大于等于10伏。

在上述技术方案中，为了能够检测供电端口接入有效的PD，低功耗检测组件的工作电压需要大于等于10伏。

结合第一方面，在上述可能的实现方式中，所述低功耗检测组件在供电设备PSE芯片中。

在上述技术方案中，低功耗检测组件在PSE芯片中，这样PSE芯片的集成度较高，从而避免外部的干扰。

第二方面，提供一种以太网供电的方法，应用于包括供电端口、低功耗检测组件和供电设备PSE芯片的供电设备中，所述方法包括：

所述低功耗检测组件检测供电端口是否接入有效的受电设备PD，其中，所述供电端口与所述低功耗控制组件接通，所述供电端口与所述PSE芯片断开，所述PSE芯片与供电电源断开；

当检测到所述供电端口接入有效的PD时，接通所述PSE芯片与所述供电端口，断开所述低功耗检测组件与所述供电端口，并接通所述PSE芯片与供电电源。

本申请提供的以太网供电方法，PSE芯片与供电电源断开，由工作在低电压的低功耗组件检测供电端口是否接入有效的PD，并在检测到供电端口接入有效的PD之后，再接通PSE芯片与供电电源，这样可以避免供电设备接入有效的PD之前，供电电源也持续输出电力，从而可以减少供电设备的电力消耗。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

当所述供电端口未接入有效的PD时，保持所述供电端口与所述低功耗控制组件接通，所述供电端口与所述PSE芯片断开，所述PSE芯片与供电电源断开，所述低功耗检测组件继续检测供电端口。

结合第二方面，在以上可能的实现方式中，在接通所述PSE芯片与所述供电端口，断开所述低功耗检测组件与所述供电端口，并接通所述PSE芯片与供电电源之后，所述方法还包括：

若所述PSE芯片检测到所述供电端口连接的PD为非供电状态，断开所述PSE芯片与供电电源，断开所述PSE芯片与所述供电端口，接通所述低功耗检测组件与所述供电端口，以便所述低功耗检测组件检测所述供电端口。

结合第二方面，在上述可能的实现方式中，在接通所述PSE芯片与所述供电端口，断开所述低功耗检测组件与所述供电端口，并接通所述PSE芯片与供电电源之后，所述方法还包括：

所述PSE芯片检测所述供电端口，在所述供电端口的检测结果为有效时，输出正常供电电压；

或，

所述PSE芯片直接在所述供电端口输出所述正常供电电压。

第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第二方面所述的方法。

第四方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。

第五方面提供了一种供电系统，包括受电设备和上述第一方面所述的供电设备。

附图说明

图1是本发明实施例中供电设备的结构示意图；

图2是本发明另一个实施例中供电设备的结构示意图；

图3是本发明再一个实施例中供电设备的结构示意图；

图4是本发明实施例中以太网供电的节能方法流程示意图。

具体实施方式

在本发明实施例中，在检测到供电端口接入有效的PD时，则接通PSE芯片与供电端口的连接，断开低功耗检测组件与供电端口的连接，以及接通PSE芯片的电源。由于PSE芯片的电源并非始终处于接通状态，在满足一定条件时PSE芯片的电源才可以接通，因此能够减少电力的损耗，避免浪费资源。

PSE具体包括供电电源、PSE芯片和供电端口。供电电源向PSE芯片提供电压，通过PSE芯片内部的开关控制PSE芯片的电压，PSE芯片通过供电端口进行持续的PD检测。检测到有效的PD后，PSE芯片向供电端口输出电压，为PD提供电力。

其中，供电电源向PSE芯片提供的电压是标准规定的工作电压即正常供电电压，例如48伏(V)。PSE芯片内部的开关具体可以是金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)。

即使在供电端口处于空闲状态即未接入有效的PD，供电电源也会为供电端口一直提供48V电压。在供电端口处于空闲状态，依然提供48V电压，显然存在电力的不必要损耗，浪费资源。

参见图1是本发明实施例中供电设备的结构示意图，供电设备具体包括供电端口101、PSE芯片102、低功耗检测组件103、控制开关104和电源开关105。供电端口101连接到控制开关104；PSE芯片102和低功耗检测组件103分别连接控制开关104；PSE芯片102连接电源开关105。PSE芯片102按照标准中定义的方式执行相关的功能。

低功耗检测组件103用于在与供电端口101接通的情况下，检测供电端口101是否接入有效的PD。低功耗检测组件103在工作电压为低电压下进行检测。

低功耗组件工作的低电压，以及向供电端口输出的供电电压，相互独立，但是都来自所述供电设备的电源管理系统。电源管理系统按照供电设备内各个器件的需求，输出电压。本发明实施例中，将供电设备的电源管理系统中为供电端口提供电力的部分称为供电电源。

检测供电端口的过程具体如下，在供电端口101输出两个不同的检测电压，两个不同的电压的间隔大于等于1V。然后再根据侦测到的两个不同电流值和上述两个不同检测电压计算阻抗。若阻抗在预设范围内，则确定供电端口101接入有效的PD；若阻抗不在预设范围内，则确定供电端口101未接入有效的PD。

在所有供电端口空闲即未接入有效的PD时，保持供电端口101与低功耗检测组件103接通，供电端口101与PSE芯片102断开，PSE芯片102与供电电源断开，低功耗检测组件103继续检测供电端口101。

低功耗检测组件103在检测到供电端口101接入有效的PD时，发送第一指令，该第一指令用于接通PSE芯片102的供电电源，接通PSE芯片102与供电端口101的连接，断开低功耗检测组件103与供电端口101的连接。

具体来说，控制开关104，用于根据上述第一指令，接通PSE芯片102与供电端口101的连接，断开低功耗检测组件103与供电端口101的连接。

具体来说，电源开关105，用于根据上述第一指令，接通PSE芯片102的供电电源。

低功耗检测组件103可以在工作电压为低电压下检测供电端口101。

本发明实施例中，利用低功耗检测组件103检测供电端口101接入有效的PD，则接通PSE芯片102的供电电源。这样，PSE芯片102的供电电压并非始终处于接通状态，因此能够减少电力的损耗，避免浪费资源。

在本发明一个可选的实施例中，在PSE芯片102接通供电端口101，且PSE芯片102接通供电电源的情况下，PSE芯片在检测到供电端口101为非供电状态时，向低功耗检测组件103发送状态通知。状态通知用于指示低功耗检测组件发送第二指令，第二指令是用于指示控制开关104断开PSE芯片102与供电端口101，接通低功耗检测组件103与供电端口101，指示电源开关105断开PSE芯片102与供电电源。

控制开关104用于根据上述第二指令，断开PSE芯片102与供电端口101的连接，接通低功耗检测组件103与供电端口101的连接。

电源开关105，用于根据上述第二指令，断开PSE芯片102与供电电源。

在上述技术方案中，接入供电端口101的PD处于非供电状态，则说明无需向该PD提供供电电源，为了减少电力的损耗，则可以断开供电电源。

在本发明一个可选的实施例中，在PSE芯片102接通供电端口101，且PSE芯片102接通供电电源的情况下，PSE芯片102可以检测供电端口，在供电端口101的检测结果为有效时，输出正常供电电压。

PSE芯片102向供电端口101输出低电压(检测电压、分级电压、上电电压等)或正常供电电压。供电端口101在PSE芯片102未检测到有效的PD时，输出低电压；在PSE芯片102检测到有效的PD时输出正常供电电压。

其中，检测供电端口101：PSE芯片102会发送一个检测电压给PD以探测PD中的共模电阻。

可选的，当检测到PD之后，PSE芯片102可以对PD进行物理层分级。具体地，PSE芯片102可以向PD施加15～20V电压，并通过测试电流大小来确定PD的级别。

若执行分级，则分级完成后，或没有执行分级，则检测到有效的PD之后，在一个可配置时间的启动期，PSE设备开始从低电压向PD供电。

在上述技术方案中，为了确保供电端口101连接PD的有效性，PSE芯片102可以再次检测供电端口101后，检测结果为有效时，则给电即输出正常供电电压。

在本发明一个可选的实施例中，为了迅速给PD供电，在PSE芯片102接通供电端口101，且PSE芯片102接通供电电源的情况下，PSE芯片102，在接通电源后，无需再次检测供电端口101，就可以直接在供电端口101输出正常供电电压。

在本发明一个可选的实施例中，低功耗检测组件103的工作电压大于等于10V。这样便于检测供电端口101。

在本发明一个可选的实施例中，低功耗检测组件103可以在PSE芯片102中。

参见图2是本发明另一个实施例中供电设备的结构示意图。供电电源204通过电源开关205向PSE芯片201供电。PSE芯片201、低功耗检测组件202分别与控制开关203连接。

具体来说，低功耗检测组件202检测供电端口206是否接入了有效的PD，若供电端口206未接入有效的PD，则保持供电端口206与低功耗检测组件202接通，供电端口206与PSE芯片201断开，PSE芯片201与供电电源断开，低功耗检测组件202继续检测供电端口。若供电端口206接入有效的PD，则通过电源开关205接通PSE芯片201的供电电源，接通PSE芯片201与供电端口206的连接，断开低功耗检测组件202与供电端口206的连接。

低功耗检测组件202位于PSE芯片201外，控制开关203和电源开关205也位于PSE芯片201外，也就是说PSE芯片的结构没有变化。在PSE芯片的外部增加低功耗检测组件202、控制开关203和电源开关205以控制供电端口206的输出电压。因此可以在PSE芯片的基础上，实现对供电端口206输出电压的控制，无需改动PSE芯片。

此外，供电设备还可以包括处理器和存储器，处理器、存储器和供电接口206可以通过总线相互连接。

处理器可以是一个或多个中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。在处理器或处理器是一个CPU的情况下，该CPU可以是单核CPU，也可以是多核CPU。

存储器可以是但不限于随机存储存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)、硬盘等中的一种或多种。存储器还可用于存储程序代码。

在本发明一个可选的实施例中，低功耗检测组件可以在PSE芯片内。参见图3是本发明再一个实施例中供电设备的结构示意图。

供电电源304通过电源开关305连接PSE芯片301。PSE芯片301、低功耗检测组件302分别与控制开关303连接供电端口306。

低功耗检测组件302位于PSE芯片301内部，低功耗检测组件302和PSE芯片301通过不同的引脚分别与供电端口306连接。

具体来说，低功耗检测组件302检测供电端口306，供电端口306未接入有效的PD，则保持供电端口306与低功耗检测组件302接通，供电端口306与PSE芯片301断开，PSE芯片301与供电电源断开，低功耗检测组件302继续检测供电端口。

低功耗检测组件302检测供电端口306，供电端口306接入有效的PD，则通过电源开关接通PSE芯片301的供电电源，接通PSE芯片301与供电端口306的连接，断开低功耗检测组件302与供电端口306的连接。

低功耗检测组件302位于PSE芯片301内部，这样PSE芯片301的集成度较高，从而避免外部的干扰，提高检测供电端口306是否接入有效的PD的可靠性。

此外，供电设备还可以包括处理器和存储器，处理器、存储器和供电接口306通过总线相互连接。

处理器可以是一个或多个CPU。在处理器或处理器是一个CPU的情况下，该CPU可以是单核CPU，也可以是多核CPU。

存储器可以是但不限于RAM、ROM，EPROM、CD-ROM、硬盘等中的一种或多种。存储器用于存储程序代码。

参见图4，图4是本发明实施例中以太网供电的节能方法流程示意图，用于如图1所示的供电设备中，具体包括以下步骤：

S401、低功耗检测组件检测供电端口。

首先，供电端口与低功耗控制组件接通，供电端口与PSE芯片断开，PSE芯片与供电电源断开，低功耗检测组件检测供电端口是否接入有效的PD，可以在低电压下进行检测。

具体来说，在供电端口输出两个不同的检测电压，两个不同的检测电压的间隔大于等于1V。然后再根据侦测到的两个不同电流值和上述两个不同检测电压计算阻抗。若阻抗在预设范围内，则确定供电端口接入有效的PD，执行S403；若阻抗不在预设范围内，则确定供电端口未接入有效的PD，执行S402。

S402、在所有供电端口未接入有效的PD时，保持供电端口与低功耗检测组件接通，供电端口与PSE芯片断开，PSE芯片与供电电源断开，低功耗检测组件继续检测供电端口。

所有供电端口未接入有效的PD，则说明无需为PSE芯片供电，仅需要低功耗检测组件与供电端口保持连接，以检测是否接入有效的PD。

S403、在检测到供电端口接入有效的PD时，控制开关接通PSE芯片与供电端口的连接，断开低功耗检测组件与供电端口的连接，电源开关接通PSE芯片与供电电源。

在检测到供电端口接入有效的PD，则说明需要为PSE芯片供电，那么需要接通PSE芯片与供电端口的连接，断开低功耗检测组件与供电端口的连接，接通PSE芯片的供电电源。

本发明实施例中，在检测到供电端口接入有效的PD，则接通PSE芯片的供电电源。这样，供电电压并非始终处于接通状态，因此能够减少电力的损耗，避免浪费资源。

在本发明一个可选的实施例中，PSE芯片在与供电电源处于接通状态，PSE芯片检测到供电端口连接的PD为非供电状态，则说明无需为该PD提供供电电源。则断开PSE芯片与供电电源，断开PSE芯片与供电端口，接通低功耗检测组件与供电端口，以便低功耗检测组件检测供电端口。

在上述技术方案中，接入供电端口的PD处于非供电状态，则说明无需向该PD供电，为了减少电力的损耗，则可以断开PSE芯片的供电电源。

在本发明一个可选的实施例中，为了确保供电端口连接PD的有效性，PSE芯片再次检测供电端口，在供电端口的检测结果为有效时，在供电端口输出正常供电电压。

或，为了迅速为PD供电，PSE芯片直接在供电端口输出正常供电电压。

在本发明一个可选的实施例中，低功耗检测组件的工作电压可以大于等于10V。这样便于检测供电端口。

本说明书的各个部分均采用递进的方式进行描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点介绍的都是与其他实施例不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于装置实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实施例部分的说明即可。

Claims (10)

1.一种供电设备，其特征在于，所述供电设备包括供电端口，供电设备PSE芯片，低功耗检测组件、控制开关和电源开关；所述供电端口连接到所述控制开关，所述PSE芯片和所述低功耗控制分别连接所述控制开关，所述PSE芯片连接所述电源开关；

所述低功耗检测组件，用于在与所述供电端口接通的情况下，检测所述供电端口；在所述供电端口接入有效的受电设备PD时发送第一指令，所述第一指令用于指示所述控制开关接通所述PSE芯片与所述供电端口，断开所述低功耗检测组件与所述供电端口，指示所述电源开关接通所述PSE芯片与供电电源；

所述控制开关，用于根据所述第一指令，接通所述PSE芯片与所述供电端口，断开所述低功耗检测组件与所述供电端口；

所述电源开关，用于根据所述第一指令，接通所述PSE芯片的供电电源。

2.根据权利要求1所述供电设备，其特征在于，在所述PSE芯片接通所述供电端口，且所述PSE芯片接通供电电源的情况下，所述PSE芯片用于在检测到所述供电端口为非供电状态时，向所述低功耗检测组件发送状态通知，所述状态通知用于指示所述低功耗检测组件发送第二指令，所述第二指令用于指示所述控制开关断开所述PSE芯片与所述供电端口，接通所述低功耗检测组件与所述供电端口，指示所述电源开关断开所述PSE芯片与供电电源；

所述控制开关，还用于根据所述第二指令，断开所述PSE芯片与所述供电端口，接通所述低功耗检测组件与所述供电端口；

所述电源开关，还用于根据所述第二指令，断开所述PSE芯片与供电电源。

3.根据权利要求1或2所述供电设备，其特征在于，在所述PSE芯片接通所述供电端口，且所述PSE芯片接通供电电源的情况下，所述PSE芯片具体用于检测所述供电端口，在所述供电端口的检测结果为有效时，输出正常供电电压。

4.根据权利要求1或2所述供电设备，其特征在于，在所述PSE芯片接通所述供电端口，且所述PSE芯片接通供电电源的情况下，所述PSE芯片具体用于直接在所述供电端口输出正常供电电压。

5.根据权利要求1-4任一所述供电设备，其特征在于，所述低功耗检测组件的工作电压大于等于10伏。

6.根据权利要求1-5任一所述供电设备，其特征在于，所述低功耗检测组件在所述PSE芯片中。

7.一种以太网供电的节能方法，其特征在于，应用于包括供电端口、低功耗检测组件和供电设备PSE芯片的供电设备中，所述方法包括：

所述低功耗检测组件检测供电端口是否接入有效的受电设备PD，其中，所述供电端口与所述低功耗控制组件接通，所述供电端口与所述PSE芯片断开，所述PSE芯片与供电电源断开；

当检测到所述供电端口接入有效的PD时，接通所述PSE芯片与所述供电端口，断开所述低功耗检测组件与所述供电端口，并接通所述PSE芯片与供电电源。

8.根据权利要求7所述以太网供电的节能方法，其特征在于，还包括：

当所述供电端口未接入有效的PD时，保持所述供电端口与所述低功耗检测组件接通，所述供电端口与所述PSE芯片断开，所述PSE芯片与供电电源断开，所述低功耗检测组件继续检测供电端口。

9.根据权利要求7或8所述以太网供电的节能方法，其特征在于，在接通所述PSE芯片与所述供电端口，断开所述低功耗检测组件与所述供电端口，并接通所述PSE芯片与供电电源之后，所述方法还包括：

若所述PSE芯片检测到所述供电端口连接的PD为非供电状态，断开所述PSE芯片与供电电源，断开所述PSE芯片与所述供电端口，接通所述低功耗检测组件与所述供电端口，以便所述低功耗检测组件检测所述供电端口。

10.根据权利要求7或8所述以太网供电的节能方法，其特征在于，在接通所述PSE芯片与所述供电端口，断开所述低功耗检测组件与所述供电端口，并接通所述PSE芯片与供电电源之后，所述方法还包括：

所述PSE芯片检测所述供电端口，在所述供电端口的检测结果为有效时，输出正常供电电压；

或，

所述PSE芯片直接在所述供电端口输出所述正常供电电压。