CN114678861A - 多电源以太网络供电系统及其控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多电源以太网络供电系统控制装置，包括多个控制电路及连结它们的信号总线。各控制电路连接多个供电装置与多个端口开关，各端口开关控制至少一个端口的受电状态，各端口可供用电装置连接；各控制电路包括检测电路，以检测至少一种供电状态组合状态。控制信号产生电路，于该检测电路检测出一种供电状态组合的变化时，由第一供电用电控制对照表取得一组用电控制组合信号，提供至该多个端口开关。本发明也提供一种使用该控制装置的多电源以太网络供电系统。

Description

多电源以太网络供电系统及其控制装置
技术领域
本发明涉及一种以太网络供电系统，以及应用于该系统的控制装置，特别涉及一种具备多个供电装置的以太网络供电系统，以及应用于这种系统的控制装置。
背景技术
在有线通信网路中藉由网络布线来对该网络上的操作装置供应电力，已经是一种成熟的技术。例如经由以太网络的布线供电的以太网络供电系统(Power over Ethernet,PoE)，因具有降低安装成本、以及集中式的供电与电力备份、安全管理等优点，已经逐渐受到欢迎。目前以太网络供电系统通常都是遵循IEEE所公布的IEEE 802.3af– 2003标准，该标准内容在本申请案并入作为参考。
以太网络供电系统提供扩充(scalable)功能。在操作的初始期间，系统可自动或手动设定将电力供应至属于该系统的有限数量的端口。但随着时间经过，系统还可以自行检测电力供应状态，并根据检测结果增加或减少受电的端口数量。每一个端口可以接受一个受电装置连接，而将电力供应到该受电装置。
增加电力供应的方法包括使用多个供电装置或电力组。该多个供电装置通常以并联方式连接到一个或多个控制元件，而将供电装置的电功率供应或分配给个别受电装置。具有其他配置的供电系统，也可以应用于以多个电源供电的以太网络供电系统。只要能通过以太网络的布线，将已连接的电源的供电总和分配到一个或多个已连接的负载，即可应用于以太网络供电系统。
在使用多个电源的供电系统中，有一个技术难题必须克服，就是在该多个供电装置中，如有一个发生故障或降低输出功率，就必须立即采取停止对该受电装置中的特定数量供电，亦即对特定数量的端口供电，才能避免在剩余的电量上发生过负载。此外，为了使继续供电的受电装置不受该故障电源的不良影响，也必须在电源故障或功率降低的时间点之后的一段极短时间之内，通常是在20毫秒以内，最好是在2毫秒以内，停止对相当数量的端口供电，才能完成减少所有已连接的受电装置的总耗电量的作业，而避免因为少数电源故障而发生过负载，导致整个系统停止操作。
现有技术针对这种需求，尤其是在一个或多个供电装置发生故障时，迅速停止对足够数量的端口供电的需求，已经提出多种解决方案。
美国专利第7,337,336号公开一种“快速减少对端口之供电的方法”(Method forrapid port power reduction)。该方法可应用于多电源的以太网络供电系统中，允许在电源状态变化时，快速降低或关闭对特定端口的供电。该方法包括：针对每一种可能的电源供应状态编码。例如，系统包括4个供电装置，每一个供电装置的供电状态如果正常，就编给代码1；否则为0。如此就可以编制16种电源供应状态码。其次，取得用电端口的目前耗电量或供电量指标。针对前述供电状态，根据前述指标指定每一种供电状态所要减少供电的端口，储存其结果的识别符号。当供电状态从当前的供电状态变化至另一种状态，称为修正电源状态时，将该修正电源状态与储存的供电状态比对，根据比对成功的供电状态码，执行该状态码对应的识别符号。亦即，将识别符号指示为关电或降低功率的端口，执行断电或减少供电。所述的控制方式在实践上可以使用一个代码表来表示。表的左侧是代表各种供电状态组合的代码，右侧则是各种供电状态组合所对应的端口供电状态代码。
美国专利7,908,494号公开一种多电源PoE电力供应管理系统及方法(“Systemand method for multiple PoE power supply management)。该专利也提供一种在多电源的PoE系统中，在一个或多个供电装置故障时，停止对特定端口供电的机制。使用一种预先配置的组合逻辑 (pre-configured combination logic)，将特定的供电状态组合以代码表示。每种供电状态组合代码对应到一种端口供电状态组合。各端口供电状态组合也是以代码表示，称为端口供电状态信号(port power state signals)。该端口供电状态代码以信号形式发出，用来改变各端口的供电状态。例如，该信号值为0的端口，即停止供电。所述的控制方式在实践上也可以一个代码表来表示。表的左侧是代表各种供电状态组合的代码，右侧则是各种供电状态组合所对应的端口供电状态代码。
虽然启动端口供电状态改变的是供电状态组合的改变，但在应用上只要有一个供电装置的状态发生改变，就需启动改变端口供电状态的机制。将所有的供电装置的状态信号都提供给控制器固然是一种方法，但事实上可以将所有的供电装置状态信号结合(wiredtogether)成为单一的状态输入信号(a single status input signal)就可以启动紧急断电机制。这种技术公开在美国专利2007/0250218号，发明名称：在电源供应故障时重配置负载的电源管理逻辑(Power management logic that reconfigures a load when a powersupply fails)。
在供电状态改变时紧急断电的技术方面，中国台湾专利公开案 201729564号公开一种以太网络供电系统的供电设备及供电方法。该方法对特定通信端口持续进行检测，以获得该通信端口所连接的受电装置沿时间轴的耗电量，据以判断耗电量趋势值。在该趋势值示出该受电装置的耗电量超过该分级所预定的供电上限值达预定时间以上时，停止对该受电装置供电。
由先前技术的内容可以得知，过去本领域技术人员所提出的紧急断电机制，虽然可以迅速的执行断电，但只适合应用于受电装置数量较小的系统。当受电装置数量达到相当程度后，尤其是受电装置的数量与供电装置数量比例过高时，所编制的代码长度会过长，且选择性大幅降低。无法真正达成迅速断电的目的。
此外，在前述受电装置的数量与供电装置数量比例过高的场合，针对各种供电状态组合所能采取的手段，也就是所能选为断电对象的端口，不能有动态的选择。因此并不符合前述以太网络供电系统的扩充性需求。
发明内容
本发明的目的也在于提供一种新颖的多电源以太网络供电系统控制装置，该装置可以在电源发生故障时迅速降低或停止对特定端口的供电。
本发明的目的是提供一种新颖的多电源以太网络供电系统控制装置，该装置可以在电源发生故障时迅速降低或停止对特定端口的供电，且适合应用于受电装置的数量与供电装置数量比例较高的系统。
本发明的目的也在于提供一种新颖的多电源以太网络供电系统控制装置，该装置可以在电源发生故障时迅速降低或停止对特定端口的供电，且能配合受电装置的增减，选择适当的对象端口进行降低或停止供电。
本发明的目的也在于提供一种具有上述控制装置的多电源以太网络供电系统。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种多电源以太网络供电系统控制装置，该控制装置包括：
多个控制电路，各控制电路连接多个供电装置与多个端口开关，各端口开关控制至少一个端口的受电状态，各端口可供用电装置连接；各控制电路具有：输入端，包括多个电源连接端子，用于连接多个供电装置，以接收代表多个供电装置的供电状态组合的供电状态组合信号；检测电路，连接所述输入端，用于接收该供电状态组合信号，以检测至少一种供电状态组合状态，产生供电状态组合信号；第一供电用电控制对照表存储器，用于储存一个第一供电用电控制对照表，指示多个供电状态组合与多个用电控制组合的对照关系；以及一个控制信号产生电路，连接所述检测电路及所述第一供电用电控制对照表存储器，配置成：在所述检测电路检测出一种供电状态组合的变化时，根据变化后的供电状态组合信号，由所述第一供电用电控制对照表取得一组用电控制组合信号，提供至所述多个端口开关；
所述检测电路配置成可在接收到的供电状态组合与先前的供电状态组合不同时，发出一个供电状态变更信号，用以促使所述控制信号产生电路启动用电状态变更程序；
各控制电路还可配置成：在接收到该供电状态组合信号后，依据所述供电状态组合信号产生多组用电控制信号，分别提供给相应的端口开关，以断开或闭合该端口开关；以及
信号总线，连接所述多个控制电路；其中，所述信号总线为序列总线。在本发明的优选实施例中，所述信号总线使用IIC通信规约。
在本发明的优选实施例中，各控制电路根据预定的优先级，判断对应于特定供电状态组合信号或供电状态组合代码所应断开及/或闭合的端口开关，并将相关的用电控制信号传送给各端口开关。
在本发明的优选实施例中，所述第一供电用电控制对照表包括多个供电状态组合信号，以及相对应的用电上限值信息，所述用电上限值指示该控制电路所连接的端口开关于对应的供电状态组合下的总用电上限值。在本发明的其他实施例中，该第一供电用电控制对照表包括多个供电状态组合信号，以及相对应的多个用电上限值信息，该多个用电上限值指示所有控制电路所连接的端口开关于对应的供电状态组合下的总用电上限值。
本发明的多电源以太网络供电系统控制装置还可包括主控制器。所述主控制器配备第二供电用电控制对照表存储器，用于储存第二供电用电控制对照表。所述第二供电用电控制对照表包括多个供电状态组合信号，以及相对应的多个用电上限值信息，该多个用电上限值指示所有控制电路所连接的端口开关于对应的供电状态组合下的总用电上限值。所述主控制器还配置成：在系统起始阶段，将所述第二供电用电控制对照表存储器中预先储存的第二供电用电控制对照表关于个别控制电路部分的分表，分别提供给所述多个控制电路。所述多个控制电路进一步配置成：在接收所述主控制器送来的供电用电控制对照分表后，将所述供电用电控制对照分表储存在所述第一供电用电控制对照表存储器中。所述主控制器也可配置成：在系统起始阶段，将所述第二供电用电控制对照表存储器中预先储存的第二供电用电控制对照表提供给所述多个控制电路。所述多个控制电路进一步配置成：在接收所述主控制器送来的第二供电用电控制对照表后，将所述第二供电用电控制对照表储存在所述第一供电用电控制对照表存储器中，作为所述第一供电用电控制对照表。在本发明的优选实施例中，所述多个控制电路可以进一步配置成：在接收所述主控制器送来的第二供电用电控制对照表后，选取所述第二供电用电控制对照表关于所述控制装置的用电上限值信息，储存在所述第一供电用电控制对照表存储器中，作为所述第一供电用电控制对照表。
在本发明的优选实施例中，所述供电状态组合信号包括与所述多个电源数量相同的代码。在本发明的特定实施例中，该供电状态组合信号结合后，成为所述供电状态变更信号。
在本发明的数种优选实施例中，所述主控制器可为所述多个控制电路中的一个控制电路，并配置成：在系统起始阶段，将所述第一供电用电控制对照表存储器中预先储存的第一供电用电控制对照表或个别供电用电控制对照分表，经由所述信号总线，传送至其他控制电路；且所述其他控制电路配置成：在接收所述供电用电控制对照表或个别供电用电控制对照分表后，经必要处理后，储存在其第一供电用电控制对照表存储器。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种多电源以太网络供电系统，该系统包括：
多个供电装置；
多个通信端口，各通信端口可供一个用电装置连接，以与所述用电装置建立信号与电力连接；各通信端口具有一个端口开关，以控制所述端口的通电；
控制装置，经由网络线连接所述多个供电装置与所述多个通信端口，提供对各供电装置所供应的电功率进行转换，成为适于各通信端口所要连接的用电装置利用的电功率，并用于发出用电控制信号，以控制各通信端口自所述多个供电装置受电。
所述控制装置为上述多电源以太网络供电系统控制装置当中的一种。
本发明的其他目的、特征与优点，可由以下实施方式的说明，并参照附图之后，更形清楚。但须说明，本发明实施例的说明，目的仅在例示本发明的主要技术内容与特征、效果，并不是用来限制本发明的范围。本领域技术人员都不难根据本案的说明内容，衍生各种变化与应用。只要不脱离所附的申请专利范围，都在本发明的范围之内。
附图说明
图1示出一种多电源以太网络供电系统的配置示意图。
图2示出本发明多电源以太网络供电系统控制装置的一种实施例配置示意图。
图3为图表，示出适用于本发明多电源以太网络供电系统控制装置的一种供电用电控制对照表。
图4示出本发明多电源以太网络供电系统控制装置的用电状态变更程序流程图。
图5示出本发明多电源以太网络供电系统控制装置的控制电路一种实施例配置示意图。
图6示出本发明多电源以太网络供电系统控制装置的另一种实施例配置示意图。
参考标记列表
201-204 供电装置
221-224 网络线
301、302、303、…30N 通信端口
311-31N、311’-31N’、 端口开关
311”-31N”、…、311’”-31N’”
321-32N 信号线
400 控制装置
401 主控制器
411 输入端
412 输出端
413 检测电路
421-42N 控制电路
430 信号总线
414 控制信号产生电路
415 第一供电用电控制对照表存储器
416 第二供电用电控制对照表存储器
具体实施方式
以下将参照附图说明本发明多电源以太网络供电系统及其控制装置多种实施方式，以展示本发明的技术、特征及效果。
图1示出一种多电源以太网络供电系统的配置示意图。本发明所应用的多电源以太网络供电系统已经是已知技术。多电源以太网络供电系统通常包括：
多个供电装置201-204；多个通信端口301、302、303、…30N；以及控制装置400。如众所周知，多个供电装置201-204通常是计算机设备、网络设备，但也可能仅是电源供应或其他以供应电源为主要目的的装置。通信端口301、302、303、…30N供用电装置连接，以与该用电装置(未图示)建立信号与电力连接。通常，用电装置都是连网的计算机设备、网络设备、周边设备，例如激光打印机、电话机、扫描器、照相机、投影机、显示器、扩音器、耳机、智能家电等。但也可能单纯只是电负载，例如LED灯、一般家电。图中示出各通信端口 301、302、303、…30N具有一个端口开关311、312、313、…31N，以控制该端口是否通电。如以下将说明，各个端口开关311、312、313、… 31N连接到控制装置400，由控制装置400控制、切换开或关。
控制装置400经由信号线或网络线221-224连接多个供电装置 201-204，并经由网络线321-32N连接多个通信端口301、302、303、… 30N，以将各供电装置201-204所供应的电功率进行转换，成为适于各通信端口301、302、303、…30N所要连接的用电装置利用的电功率。具有以上配置、特征及功效的多电源以太网络供电系统已经是成熟的技术，广泛应用于世界各地。前述已知技术专利中，也有详细的描述。读者如有进一步研究的必要，均可参照。
本发明的主要重点在于提供一种新颖配置的控制装置400，以及应用于控制装置400的控制方法，用来将多个供电装置201-204的电功率，分配至多个通信端口301、302、303、…30N，尤其是在多个供电装置201-204其中之一发生故障时，控制其余供电装置所提供的电功率，如何分配给多个通信端口301、302、303、…30N。即所谓用电状态变更程序。
图2示出本发明多电源以太网络供电系统控制装置400的一种实施例配置示意图。如图所示，控制装置400包括一个主控制器401、多个控制电路421-42N以及连接主控制器401与多个控制电路421-42N，且连接多个控制电路421-42N的信号总线430。多个控制电路421-42N 的输出端分别连接多个端口开关311-31N、311’-31N’、311”-31N”、…、 311’”-31N’”，各端口开关311-31N、311’-31N’、311”-31N”、…、 311’”-31N’”控制至少一个通信端口301-30N的受电状态(参照图1)，各通信端口301-30N可供用电装置(未图示)连接，以对各用电装置提供电功率及/或数字信息。
图5示出本发明多电源以太网络供电系统控制装置的控制电路 421-42N一种实施例配置示意图。如图所示，多个控制电路421-42N每一个都具有一个输入端411，输入端411包括多个电源连接端子或信号接点，用于连接多个供电装置201-204，以接收代表多个供电装置的供电状态组合的供电状态组合信号。图中示出输入端411连接4个供电装置201-204。但一个多电源以太网络供电系统所能提供的供电装置数量并无特别限制。此外，电源连接端子主要目的是检测。但该电源连接端子也可以作为多个供电装置201-204供应电力到多个通信端口 301、302、303、…30N的途径。
检测电路413连接输入端411，用于检测该多个供电装置201-204 的供电状态。在本发明的优选实施例中，多个供电装置201-204的供电状态可以直接从输入端411的电源连接端测量得到。多个供电装置 201-204的供电状态组合，就可以检测电路413所接收到的供电状态组合信号代表。其他的检测方法与表示供电状态组合的方法，也可应用于本发明。
如图所示的实例中，各供电装置201-204的供电状态可以1个代码表示。例如以1代表正常供电，以0代表故障或无法正常供电。如此即有可能产生16种供电状态组合码，代表16种可能的供电状态。
在已知技术中，为了确保多电源以太网络供电系统正常运作，必须提供在任一个供电装置发生故障时迅速关闭足够数量的用电装置的供电的机制。该机制可以防止系统因为少数供电装置故障而停机。在多个的已知技术做法中，例如前述已知技术专利中，会提供一个对照表，称为供电用电控制对照表。该对照表指示多个供电状态组合与多个用电控制组合的对照关系。例如，在所有的供电装置都正常运作(1, 1,1,1)时，使所有的端口都处于受电状态。以8个端口为例，如果以 1代表受电状态，以0代表非受电状态，就是(1,1,1,1,1,1,1,1)。但当其中一个供电装置发生故障时，使特定的端口，例如优先权值较低的端口，处于未受电状态，即断开相应的端口开关，停止对该端口供电。其相对关系可以表示为(1,1,1,0/1,1,1,1,1,1,1,0)。其余可能的对照关系，可以类推。
上述代码中，指示对多个用电装置供电与否状态的码，对于每一种供电状态组合，可以称为用电控制组合资料。如以信号或控制信号表示，则为用电控制组合信号。
这种已知技术的供电用电控制对照表，如果应用于数量较大的用电装置，将不敷应用。其中一个原因是，虽然该供电用电控制对照表的每一种组合的代码数量并没有限制，但如果用电控制组合资料的长度过长，例如为64、128、256或以上时，需要使用大量连线，使得系统尺寸变大、变复杂，而抵销以对照表控制加速控制的优点。而使用一个控制装置来控制大量用电装置的用电，已经是可以预期的应用。要设计一个适用的多电源以太网络供电系统，必须克服这个问题。
虽然不欲为任何理论所拘束，但发明人发现，所有的多电源以太网络供电系统都会使用序列总线。当控制信号的长度相当长(每组信号所需数量相当大时)时，序列总线反而变成适合用来载送。利用既存的序列总线对多个端口开关传送开关控制信号，更可免除使用大量导线的需求。此外，将该供电用电控制对照表分割成分表，分别提供给多个控制电路。由个别控制电路发出用电控制信号控制对应的限定数量端口开关的操作，更可缩短供电装置发生故障时的反应时间。
根据本发明的设计，主控制器401并不是配置成直接产生用电控制信号，提供给个别端口开关311-31N。本发明的主控制器401提供第二供电用电控制对照表存储器416，用来储存第二供电用电控制对照表 (参见图2)。第二供电用电控制对照表包括多个供电状态组合信号以及相对应的多个用电上限值信息，该多个用电上限值指示所有控制电路所连接的端口开关于对应的供电状态组合下的总用电上限值。主控制器401将第二供电用电控制对照表提供给每一个控制电路421-42N，以分表或全表的形式储存在各控制电路421-42N的第一供电用电控制对照表存储器415中，作为第一供电用电控制对照表。在发生例如断电事件时，由个别控制电路421-42N根据第一供电用电控制对照表判断应断电的端口开关，并根据判断结果产生用电控制信号，传送给每一个端口开关311-31N、311’-31N’、311”-31N”、…、311’”-31N’”。在本发明的优选实施例中，主控制器401使用序列信号总线430传送第二供电用电控制对照表或其分表给该多个供电装置421-42N。根据本发明的优选实施例，序列信号总线430优选是使用IIC通信规约 (Inter-Integrated Circuit Protocol)。
具体的实施方式包括，在各控制电路421-42N提供检测电路413，连接输入端411，以检测多个电源201-204的供电状态，检测结果为一组供电状态组合信号，每一组供电状态组合信号代表一种供电状态组合，就是当时多个电源201-204的供电状态。每一个控制电路421-42N 提供一个第一供电用电控制对照表存储器415，用于储存一个第一供电用电控制对照表。第一供电用电控制对照表指示多个供电状态组合与多个控制电路所分配到的用电上限值之间的对照关系。第一供电用电控制对照表可为第二供电用电控制对照表或其分表，亦即对应于各控制电路421-42N关联的端口开关311-31N、311’-31N’、311”-31N”、…、311’”-31N’”的总供电上限。在应用上，第二供电用电控制对照表的内容可以人工设定，也可由主控制器401在起始阶段自动设定。
图3示出适用在本发明多电源以太网络供电系统控制装置的一种第二供电用电控制对照表。如该图表所示，最左边的4个栏位代表输入端411所连接的电源装置的供电状态。表中示出输入端411连接4 个供电装置PSS4、PSS3、PSS2与PSS1。代码1表示电源装置正常供电；代码0表示电源装置故障或未正常供电。每一列组成一种电源供电状态组合。该表穷尽列出4个电源装置的16种供电状态组合。但在应用上，供电用电控制对照表未必要列出所有可能的组合。
继电源供电状态码之后的栏位是供电状态组合代码Power Bank #。表中示出代码即为将供电状态组合码视为二进制数值，转成十进制后的数值。本发明的此种实施例只是以直观的方式赋予每个电源供电状态组合一个代码。其他可以为多种供电状态组合编制代码的方法，都可以应用于本发明。继供电状态组合码之后的栏位是供电上限值 PowerLimit，所表示的数值单位并无任何限制，通常为电流值、功率值等的计算单位。该栏位的数值通常是以人工填写。但也可能由系统以检测结果自动判断后填入。在人工设定的场合，该数值通常依照管理上的需求设定，未必代表各组通信端口物理上的供电或受电上限值。
继供电上限值之后的栏位是各个控制电路所属的端口开关/通信端口在各个供电状态组合下所分配到的受电上限PSE1 P1_MAX到 PSEN PN_MAX。每列的栏位数通常与端口开关数量相同，但也可能不同。所列的端口开关代码是受到本发明用电状态变更程序管控的端口开关。不在管控范围内的端口开关，即无列在表中的必要。此外，所列的受电上限值如为0，代表在特定的供电状态组合下，必须停止供电的端口。所有非0的数值，均代表在该特定的供电状态组合下，可以供电的端口。特定的非0数值事实上是供管理者参考，对于系统而言通常并无意义，只会判断为“非0”。
除上述的供电用电控制对照表，其他形式及/或内容的供电用电控制对照表也可应用于本发明。
在本发明的优选实施例中，各个控制电路421-42N可以包含一个第一供电用电控制对照表存储器415，用于储存第一供电用电控制对照表。在本发明的优选实施例，第一供电用电控制对照分表为该第二供电用电控制对照表的分表，指示多个供电状态组合与该控制电路对应的供电上限值的对照关系。以图3的图表为例，控制电路421的第一供电用电控制对照表存储器415储存该表的PSS4、PSS3、PSS2、PSS1 与PSE1 P1_MAX等栏位的数值。控制电路422的第一供电用电控制对照表存储器415储存该表的PSS4、PSS3、PSS2、PSS1与PSE2P2_MAX 等栏位的数值。余此类推。
在本发明的优选实施例中，主控制器401可以配置成：在系统起始阶段，将第二供电用电控制对照表存储器416中预先储存的第二供电用电控制对照表关于个别控制电路部分的分表，分别提供给多个控制电路421-42N。在实际应用上，该主控制器401可以将该第二供电用电控制对照表提供给多个控制电路421-42N。各个控制电路421-42N再由该第二供电用电控制对照表提取与个别控制电路相关的部分，储存在第一供电用电控制对照表存储器415，作为第一供电用电控制对照表。
各控制电路421-42N还提供一个控制信号产生电路414，连接检测电路413以及第一供电用电控制对照表存储器415，在检测电路检测出一种供电状态组合的变化时，根据该变化后的供电状态组合，产生一组供电控制信号，提供给所连接的端口开关311-31N、311’-31N’、 311”-31N”、…、311’”-31N’”。
为达成上述目的，检测电路413可以配置成：在接收到的供电状态组合与先前的供电状态组合不同时，发出一个供电状态变更信号。控制信号产生电路414接收到该供电状态变更信号后，就启动变更用电控制程序，根据检测电路413所检测到的变更后供电状态组合信号，产生一组供电控制信号，传送给相关的端口开关311-31N、311’-31N’、 311”-31N”、…、311’”-31N’”，以启动用电状态变更程序。
在本发明的优选实施例中，各控制电路421-42N上可配置成：在判断该用电控制信号组合与前次发出的用电控制信号组合相同时，就不发出用电控制信号。
图2中示出有N个控制电路421-42N，均连接至该序列信号总线 430，并藉由序列信号总线430与主控制器401通信连接。所有或大部分的控制信号都是经由序列信号总线430传送。控制电路421-42N分别与多个端口开关311-31N、311’-31N’、311”-31N”、…、311’”-31N’”连接，以控制各端口开关311-31N、311’-31N’、311”-31N”、…、 311’”-31N’”的操作。各端口开关311-31N、311’-31N’、311”-31N”、…、 311’”-31N’”控制至少一个通信端口301-30N的受电状态(参见图1)。在开关闭合时，端口可由该控制装置受电；反之，开关断开时，端口不由该控制装置受电。各控制电路421-42N以用电控制信号控制各端口开关311-31N、311’-31N’、311”-31N”、…、311’”-31N’”的上述操作。各通信端口301-30N可供用电装置(未图示)连接。
在这种配置下，多个控制电路421-42N的控制信号产生电路414 接收到供电状态组合信号后，就可以从第一供电用电控制对照分表中拾取一个对应的供电上限值PSE1 P1_Max，启动用电状态变更程序。必须说明的是，供电状态组合代码本身除了是启动信号，还是代表供电上限值的信号。这种做法可以减少一个步骤，达成实时执行用电状态变更程序的目的。大约可使程序提前50ms到100ms，避免在该期间有受电装置插入，造成误算。
根据本发明的设计，多电源以太网络供电系统控制装置是将判断应断电的端口开关的工作分散给所有的控制电路执行，以缩短程序时间。图4示出本发明多电源以太网络供电系统控制装置的用电状态变更程序一种实施例的流程图。以下根据图4说明该用电状态变更程序的一种实施例。
如图所示，用电状态变更程序在步骤501，因收到该供电状态变更信号，亦即相关的供电状态组合信号而开始。在本发明的优选实施例中，供电状态组合信号指示变化后的供电状态组合。例如，供电状态变更信号可以为代表该变化后的供电状态组合的代码，如图3的栏位”Power Bank#”中的编号。在步骤502各个控制电路421-42N的控制信号产生电路414从第一供电用电控制对照表中拾取一个与该供电状态组合相关的供电上限值PSE1 P1_Max-PSEN PN_Max。例如，控制电路422的第一供电用电控制对照表即包括图3中的栏位”Power Bank#”与”PSE2 P2_Max”的所有数值。在供电状态变更信号指示变更后的供电状态组合代码为9时，该控制信号产生电路414即选取对应的供电上限值20。余此类推。在步骤503，控制信号产生电路414 根据一个预先设定的优先权表，取得第一优先权的端口开关以及端口开关的耗电值Port 1。在步骤504，控制信号产生电路414比较供电上限值PSE1 P1_Max与第一优先端口开关的耗电值Port 1。如果PSE1 P1_Max>Port 1，即判断Port 1不断电。否则，即判断Port 1应断电，并于步骤506对Port 1以及优先权低于Port 1的所有端口开关都送出断电的用电控制信号。在步骤504的判断为是时，在步骤505比较供电上限值PSE1 P1_Max与第一优先端口开关及次一优先端口开关的耗电值Port 1+Port2。如果PSE1P1_Max>Port 1+Port 2，即判断Port 2不断电。否则，即判断Port 2应断电，并于步骤506对Port 2以及优先权低于Port 2的所有端口开关都送出断电的用电控制信号。在步骤505 的判断为是时，在步骤407判断是否已经计算完全部的端口开关的耗电值。如否，步骤回到505，比较供电上限值PSE1 P1_Max与第一优先端口开关、次一优先端口开关及再次优先权端口开关的总耗电值Port 1+Port 2+…+Port N。在步骤407判断为是时，即结束用电状态变更程序。
在前述的实施例中，如有任一端口开关判断为应断电，控制电路 421-42N就将端口开关与优先权低于该端口开关的端口开关都判定为应断电。但另一种做法是同时考虑各端口开关的耗电量与优先权。亦即，在判断特定端口开关应断电后，继续判断优先权在前的所有端口开关耗电量与次一优先权端口开关的耗电量的总合，是否超过供电上限值。如否，判断次一优先权端口开关不需关电。例如，在前述步骤 505判断Port 2应断电，并执行断电后，继续判断次一优先权端口开关应否断电：PSE1 P1_Max>Port 1+Port 2+Port 4？这种作法虽然可以尽可能保留用电装置不断电，但缺点是耗时较长。
在本发明的用电状态变更程序下，如果每个控制电路配置8个端口开关，切换判断过载时每个端口开关需要50μs，每个控制电路最常需要400μs(50μs x8ports)就可以完成用电状态变更程序。一个系统配备多个PSE情况下，最长也是400μs的时间。
图6示出本发明多电源以太网络供电系统控制装置的另一种实施例配置示意图。图6所示的配置与图2的配置基本相同。最大的区别是，在图6所示的配置中不需使用独立的主控制器401。选定控制电路 421-42N中的一个，例如控制电路421作为主控制器，在其第一供电用电控制对照表存储器415中储存第二供电用电控制对照表。控制电路 421还配置成：在系统起始阶段，将第一供电用电控制对照表存储器中预先储存的第二供电用电控制对照表，或关于个别控制电路部分的分表，分别提供给其余的控制电路422-42N，作为各该控制电路422-42N 的第一供电用电控制对照表。在这种实施例中，第二供电用电控制对照表或分表，是经由资料总线430提供。如果其余的控制电路422-42N 收到的是第二供电用电控制对照表，则可经过必要的处理，选取相关部分，作为该第一供电用电控制对照表。

Claims (13)

1.一种多电源以太网络供电系统控制装置，包括：
多个控制电路，各控制电路连接所述多个供电装置与多个端口开关，各端口开关控制至少一个端口的受电状态，各端口可供用电装置连接；各控制电路包括：
输入端，连接多个供电装置；
检测电路，连接所述输入端，用于接收代表多个供电装置的供电状态组合的供电状态组合信号；
第一供电用电控制对照表存储器，用于储存一个第一供电用电控制对照表，指示多个供电状态组合与相对应的多个用电上限值的对照关系；以及
一个控制信号产生电路，连接所述检测电路及所述第一供电用电控制对照表存储器，配置成：在所述检测电路检测出一种供电状态组合的变化时，根据变化后的供电状态组合，与所述第一供电用电控制对照表所对应的供电上限值，产生用电控制信号，提供至所述多个端口开关，以断开或闭合所述端口开关；
其中，所述检测电路配置成可在检测到供电状态组合改变时，发出指示变化后的供电状态组合的供电状态变更信号；以及
信号总线，连接所述多个控制电路。
2.如权利要求1所述的多电源以太网络供电系统控制装置，其中，各控制电路根据预定的优先级，判断对应于特定供电上限值应断开及/或闭合的端口开关，产生用电控制信号。
3.如权利要求1所述的多电源以太网络供电系统控制装置，其中，所述信号总线为序列总线，优选为使用IIC通信规约。
4.如权利要求1所述的多电源以太网络供电系统控制装置，其中，所述用电上限值指示所述控制电路所连接的端口开关于对应的供电状态组合下的总用电上限值。
5.如权利要求1到4中任一项所述的多电源以太网络供电系统控制装置，还包括主控制器，该主控制器配备第二供电用电控制对照表存储器，用于储存第二供电用电控制对照表；所述第二供电用电控制对照表包括多个供电状态组合信号，以及相对应的多个用电上限值信息，所述多个用电上限值指示所有控制电路所连接的端口开关于对应的供电状态组合下的总用电上限值。
6.如权利要求5所述的多电源以太网络供电系统控制装置，其中，所述主控制器还配置成：在系统起始阶段，将所述第二供电用电控制对照表关于个别控制电路部分的分表，分别提供给所述多个控制电路；且所述多个控制电路进一步配置成：在接收所述主控制器送来的供电用电控制对照分表后，将所述供电用电控制对照分表储存在所述第一供电用电控制对照表存储器中。
7.如权利要求5所述的多电源以太网络供电系统控制装置，其中，所述主控制器配置成：在系统起始阶段，将所述第二供电用电控制对照表提供给所述多个控制电路；且所述多个控制电路进一步配置成：在接收所述主控制器送来的第二供电用电控制对照表后，将所述第二供电用电控制对照表储存在所述第一供电用电控制对照表存储器中，作为所述第一供电用电控制对照表。
8.如权利要求7所述的多电源以太网络供电系统控制装置，其中，所述多个控制电路进一步配置成：在接收所述主控制器送来的第二供电用电控制对照表后，选取所述第二供电用电控制对照表关于所述控制电路的用电上限值信息，作为所述第一供电用电控制对照表。
9.如权利要求5所述的多电源以太网络供电系统控制装置，其中所述主控制器为所述多个控制电路中的一个控制电路，并配置成以所述第一供电用电控制对照表存储器预先储存第二供电用电控制对照表，并在系统起始阶段，将所述第二供电用电控制对照表，经由所述信号总线，传送至其他控制电路；且所述其他控制电路配置成：在接收所述第二供电用电控制对照表后，选取所述第二供电用电控制对照表关于所述控制电路的用电上限值信息，作为所述第一供电用电控制对照表，储存在其第一供电用电控制对照表存储器。
10.如权利要求5所述的多电源以太网络供电系统控制装置，其中所述主控制器为所述多个控制电路中的一个控制电路，并配置成以所述第一供电用电控制对照表存储器预先储存第二供电用电控制对照表，并在系统起始阶段，将所述第二供电用电控制对照表关于其他个别控制电路部分的分表，分别提供给其他控制电路；且其他控制电路进一步配置成：在接收所述供电用电控制对照分表后，将所述供电用电控制对照分表，储存在所述第一供电用电控制对照表存储器中，作为所述第一供电用电控制对照表。
11.如权利要求1至4中任一项所述的多电源以太网络供电系统控制装置，其中，所述供电状态组合信号包括与所述多个电源数量相同的代码。
12.如权利要求5所述的多电源以太网络供电系统控制装置，其中，所述供电状态组合信号包括与所述多个电源数量相同的代码。
13.一种多电源以太网络供电系统，该系统包括：
多个供电装置；
多个通信端口，各通信端口可供一个用电装置连接，以与所述用电装置建立信号与电力连接；各通信端口具有一个端口开关，以控制所述端口的通电；
控制装置，经由网络线连接所述多个供电装置与所述多个通信端口，提供对各供电装置所供应的电功率进行转换，成为适于各通信端口所要连接的用电装置利用的电功率，并用于发出用电控制信号，以控制各通信端口从所述多个供电装置受电；
其中，所述控制装置为权利要求1到12中任一项所述的多电源以太网络供电系统控制装置。
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