JP2016538816A - 可変数の負荷のための電力分配器及び電力分配方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、可変数の負荷のための電力分配器、可変数の負荷のための電力分配方法及び電力を分配するためのソフトウェア製品に関するものである。可変数の負荷のための電力分配であって、不必要なオーバーヘッドを削減しながら電力の効率的な分配を可能にする電力分配器を提供することが可能であり、ここで、当該可変数の負荷に対する全体の電力需要の決定は電力分配器に集中され、次いで該電力分配器は電源から必要な量の電力を要求することができる。

Description

本発明は、可変数の負荷のための電力分配器、可変数の負荷のための電力を分配する方法及び電力を分配するソフトウェア製品に関する。

国際特許出願公開第WO2012/028981号公報は、パワー・オーバ−・イーサネット（登録商標）（ＰｏＥ）設備における管理法を開示しており、該管理法において管理ユニットは異なる外部装置を接続することができる複数のポートを有すると共に、各ポートに供給される電力を制御するように構成されている。

中国特許出願公開第102664741号公報は、パワー・オーバ−・イーサネット（登録商標）の関連での縦続接続配置法を開示しており、該配置法において電力源装置（ＰＳＥ）に接続された被給電装置（ＰＤ）は、更なるＰＤのためのＰＳＥとして機能する。

国際特許出願公開第WO2013/062567号公報は、ネットワークで給電される装置に対して電力が或る電力レベルで供給されるかを決定する方法に関するものである。該ネットワーク被給電装置に対して電力及び通信を供給するためにネットワークコネクタを用いることができる。該ネットワーク被給電装置は電力源装置に対して自身を上記電力レベルで電力を使用する装置として示すことができる。指示子は、電力が該電力レベルで供給されるかを示す。

米国特許出願公開第2006/0226712号公報は、外部装置に対して或る範囲のＤＣ電圧を供給することができる電力変換器、及び或る範囲のＤＣ電力を供給する方法を開示している。上記電力変換器は、ＤＣ電力に対するリクエストを受信すると共に、リクエストされた電力を供給するための電源回路を有している。一実施態様において、分配器（スプリッタ）は、斯様な外部装置に対応させて、電源に接続されると共に電源と通信することができ、この場合、該分配器は該電源からの電力を使用して複数の装置に給電する。

本発明の目的は、不必要なオーバーヘッドを削減しながら電力の効率的な分配を可能にする、可変数の負荷のための電力分配方法を提供することである。

本発明の第１態様においては、可変数の（個数が変化する）負荷のための電力分配器（電力分割器）が提供され、該電力分配器は、各々に負荷を接続することができる複数のポートと、外部電源から電力を受けると共に前記複数のポートに電力を供給するように構成された電力ユニットと、動作の間に前記ポートのうちの何れが負荷により占有（使用）されているかを検出すると共に、これらポートを占有している（使用している）負荷に給電するために必要とされる電力の合計量を決定するように構成された制御ユニットとを有し、上記制御ユニットは、更に、前記決定された必要とされる電力の合計量に基づいて前記電源に電力リクエストを通知するように構成される。

本発明の第２態様においては、各々に負荷を接続することができる複数のポートを備えた電力分配器による可変数の負荷のための電力分配方法が提供され、該方法は、前記ポートのうちの何れが負荷により占有されているかを検出するステップと、前記ポートを占有している負荷に給電するために必要とされる電力の合計量を決定するステップと、該決定された必要とされる電力の合計量に基づいて電源に電力リクエストを通知するステップと、前記ポートを占有する前記負荷の少なくとも一部に給電するために、前記電源から受けた電力を前記ポートに分配するステップと、を有する。

本発明の第３態様においては、電力分配のためのソフトウェア製品が提供され、該ソフトウェア製品は、本発明による電力分配器上で実行された場合に電力分配器に本発明による方法のステップを実行させるプログラムコード手段を有する。

本発明による電力分配器と、各々が該電力分配器の対応するポートに負荷として接続される複数のランプとを有する、本発明による電力分配システムも開示される。

本発明は以下の洞察に基づいてなされたものである。

パワー・オーバー・イーサネット（登録商標）（ＰｏＥ）は、元々、取り外されるデータ装置及び周辺機器に、これらをイーサネット（登録商標）に接続するために既に使用されていたのと同じ配線を介して給電する方法として想定された。現在、同じ方法を、全ての種類の照明装置（センサ、スイッチ、光源）等の（低）電力消費機器又はアクティブスピーカ、インターネットラジオ、ＤＶＤプレーヤ、セットトップボックス及びＴＶ装置等の娯楽機器に対して採用するための議論が持ち上がっている。ここで、実際の規格化は、Cat5/6接続当たり５０Ｗさえも超える電力レベルをサポートするために進んでいる。パワー・オーバー・イーサネット（登録商標）のための特定の規格は、IEEE 802.3af-2003（“パワー・オーバー・イーサネット（登録商標）”及び“ＰｏＥ”なる用語は、しばしば、この特定の規格を参照するものと理解されている）及びIEEE 802.3at-2009（“ＰｏＥ＋”又は“ＰｏＥプラス”とも称される）である。

ＰｏＥを適用する１つの来たるべき分野は照明システムである。新世代のＬＥＤ型ランプは、ネットワーク設備においてＰｏＥにより設けられる中央電源を利用する。加えて、安価なネットワークケーブルの使用は、設置費用、並びに設置誤りの低減を目指す本来的な安全及び極性管理作業の削減を可能にする。照明システムの関係において、ＰｏＥ設備に対する殆どの負荷装置は光源であり、その場合、センサ又はユーザインターフェース装置等の他の装置もＰｏＥにより同様に給電することができる。

ルータ、スイッチ、プリンタスプーラ等の取り外されるネットワーク装置に給電するＰｏＥ規格IEEE 802.3af-2003が導入された際に、これは小さな電力プラグ型電源に対する置換であった。元々意図された負荷は、殆ど既に通信及び処理手段を備えていたので、アナログ交渉（ネゴシエーション）及びイーサネット（登録商標）ネゴシエーションに対するＰｏＥ及びＰｏＥ＋サポートのためのオーバーヘッドは相対的に小さなものであった。

図１は、既知のＰｏＥシステムの概略図を示す。図示されたＰｏＥシステムは、電源１１を含む電力源装置（ＰＳＥ）１と、電力消費ユニット４０３及び処理ユニット４０４を含む或る従来のＰｏＥ負荷４００（ＰｏＥ負荷は、通常、“被給電装置”又は“ＰＤ”と称される）とからなっている。ＰＳＥ１とＰＤ４００との間の接続は、ＰＳＥ１の出力ジャック１２の１つとＰＤ４００の入力ジャック４０１との間で、所謂、パッチケーブルによりなされる。ＰｏＥシステムにおいては、典型的に、電力供給及びデータ接続は同一のパッチケーブル１４を共用している。複数負荷システムでは、各負荷はＰＳＥ１の複数のポート１２，１３における別の出力ポートに接続される。各負荷ＰＤ４００は、自身の必要とされる電力の利用可能性をＰＳＥ１と別個に交渉（ネゴシエーション）する。このことは、各負荷４００におけるＰＤ側に被給電装置コントローラ４０２を必要とする。ＰＳＥ側では、ＰＳＥ管理コントローラ１８が全ポートについての交渉を監督する。

特に照明システム（しばしば、低いローカル計算及び通信要件しか又は斯かる要件を全く有さない小さな負荷を伴う）の新たな応用分野では、負荷の複雑さと比較した場合の通信及び処理のオーバーヘッドが、容易に不適切なものになり得ることが理解された。

このことは、例えば星空タイプの照明設備に対して使用されるような小さなライトポイント（light points）の場合に特にそうである。これらの場合において、斯様な特別な各負荷は、しばしば、１つのＬＥＤ装置に過ぎない。しかしながら、対照的に、ＰｏＥを使用しない斯様な設備では、同一のドライバを多数のライトポイントにより共用することができる。それにも拘わらず、前記ＰｏＥ方法と同等の利点（例えば、可変数の負荷）をもたらす、もっと費用効果的な解決策を見付けることが望まれる。

発明者は、ライトポイント当たりのＩＰ制御及びＰｏＥ電力処理のオーバーヘッドを低減するために、電力を例えばパワー・オーバー・イーサネット（登録商標）のポートから取り込むと共に、これを複数の光源に対して分配するようなランプドライバを導入することができると理解した。これら光源は、如何なるローカルな通信及び処理手段も必要としない。しかしながら、これら光源はＰｏＥ交渉器（ネゴシエータ）に所要の電力レベルに関して通知する手段を有することができる。ドライバは、インターネットプロトコル（ＩＰ）上で制御されると共に所要の電力レベルに関してＰＳＥと交渉するために、処理及び通信手段を含むことができる。

可変数の負荷のための電力分配器であって、斯かる可変数の負荷に関する全体の電力需要の決定が該電力分配器に集中され、該電力分配器が次いで電源からの所望量の電力をリクエストすることができるようにすることにより、不必要なオーバーヘッドを削減しながら効率的な電力の分配を可能にする電力分配器を提供することができる。

好ましい実施態様において、当該電力分配器の前記制御ユニットは、更に、動作の間においてポートを占有する各負荷の電力需要を決定するように構成され、必要とされる電力の合計量は各電力需要の総和から計算される。

各負荷に関して電力需要を決定することは、当該電力分配器の広い汎用性を可能にし、従って、該電力分配器は種々の異なる構成例において有利に使用することができる。

好ましい実施態様において、前記電力ユニットは前記複数のポートの各々に所定の電力量を供給するように構成され、前記制御ユニットは前記占有されたポートに対する各所定の電力量を加算することにより前記必要とされる電力の合計量を決定するように構成される。

上記実施態様の代替例として、各ポートには、占有された場合、所定の電力量が供給されるようにすることができる。従って、全体の電力量の制御及び決定が簡略化される。前記ポートの１つにおける所定の電力量は、必ずしも、他のポートの１以上におけるものと同一でなければならないということではないことに注意すべきである。確かに、前記ポートの各々に対して異なる所定の電力量が供給されることもあり得る一方、全てのポートが予想された同一の所定の電力量を有することもあり得る。

他の好ましい実施態様（又は、上記実施態様の変形例）において、所定の電力量の上記態様を、占有されるべき１以上のポートの第１組に対して使用することができる一方、占有されるべき１以上のポートの第２組に関して、動作中に各々の電力需要を決定する前記態様を使用することもできることに注意すべきである。他のオプションは、ポートに対する所定の電力量であって、該所定の電力量が当該ポートを占有する負荷から得られる情報により書き換えられ得るものを含み得る。

上記実施態様の変形例において、前記制御ユニットはポートを占有する負荷の特性であって該負荷の電力需要を示す特性を感知するための1以上の感知エレメントを更に含む。

占有されたポートに供給される電力量が一定でない場合でさえも、当該負荷は自身の需要を通知する必要はなく、該負荷は、確かに、この点で完全に受動的なものとすることができる。特性を感知するためのオプションは、検出可能な電気特性を有するエレメント（好ましくは、抵抗であり、他のエレメントも使用することができる）を設けることを含み、該エレメントは当該負荷内に設けられると共に、当該電力分配器に対して、予備（若しくは専用の）接点により又は電力自体を供給するための配線により（例えば、プルアップ抵抗が含まれ若しくは含まれない分圧器により）接続可能とする。

上記実施態様の他の変形例において、前記制御ユニットはポートを占有する負荷から該負荷の電力需要を示す需要信号を受信するように構成される。

上記実施態様の代替例において、上記負荷はポート（又は全体としての当該電力分配器）に需要を通知することもできる。この点に関して、上記通知の手段はＰｏＥ方法に対応することができる（ＰｏＥにより提供されるネゴシエーション又は、利用可能なら、イーサネット（登録商標）接続さえも用いる）。また、例えば無線通信等の、通知の他の手段を用いることもできる。

好ましい実施態様において、前記ポートの少なくとも１つには、該ポートを占有する負荷の動作を行わせる駆動ユニットが設けられる。

本発明の該電力分配器は、複数の負荷に関する電力需要を収集（又は加算）すると共に合計量の電力を電源と交渉するためのエレメントを含むのみならず、負荷のための駆動ユニットも含むことができる。従って、斯かるケースでは、接続されるべき負荷は基本的に幾らかの配線を伴うＬＥＤだけに縮減することができ、該ＬＥＤを駆動するための回路は当該電力分配器に含まれる。

好ましい実施態様において、前記制御ユニットは、必要とされる電力の合計量が前記外部電源から受けられるべき電力の量より多い場合に、外部に斯かる過負荷を示すと共に前記電力ユニットが前記ポートを占有する全ての又は選択された負荷に電力を供給することを防止するように構成される。

過負荷（供給不足とも考えることができる）の場合、利用可能な電力を接続された負荷に対して依然として比例的に分配することにより、負荷が重大な供給不足を被り得るという危険性が存在する。従って、この実施態様による電力分配器は、ユーザが過負荷状態を取り除くための対策を講じることができるように、適切な手段（例えば、特に占有されたポートにおける点滅するＬＥＤ等）により過負荷状態を示す一方、如何なる電力も供給することをやめることができる。他のアプローチは、選択された負荷に対する電力供給を回避するというものであり得、これら負荷は各ポート（即ち、“保証された給電”を有するポートが存在する一方、他のものは過負荷無しで追加の電力が利用可能な場合にのみ電力を受ける）、当該負荷の電力需要（例えば、最大の需要を有する（複数の）負荷への又は最小の需要を持つ（複数の）負荷への電力を絶つ）等に基づいて選択することができる。

好ましい実施態様において、前記制御ユニットは、動作の間において前記電力ユニットにより前記複数のポートに供給される電力の現在の量を検出すると共に、前記供給される電力の現在の量が以前に決定された必要とされる電力の合計量を所定の量だけ及び／又は所定の期間にわたり下回る軽負荷（アンダーロード）の場合に、前記供給される電力の現在の量に基づいて低減された電力リクエストを通知するように構成される。

以前に供給された電力リクエストが（最早）現在の状況に合致しないと判断された場合、このような情報の外部電源への通知は、該外部電源の側での改善された管理も可能にする。

ポートを占有する追加の負荷の接続、以前に占有されたポートの切断、負荷の他の負荷による交換等のチェックは、電力需要の決定と一緒に、連続的に、間欠的に及び／又はユーザ入力若しくは何らかの他のリクエストに基づいて実行することができる。これに対応して、電力リクエストのネゴシエーションも、連続的に、間欠的に及び／又はユーザ入力若しくは何らかの他のリクエストに基づいて行うことができる。

当該電力分配器には、負荷により消費される実際の電力（即ち、合計の又はポート毎の電力分配の実際の量）を測定する電力消費測定ユニットを設けることもでき、その場合、実際の量が必要と判断されたものより少ないと判断されることもあり得る。このような状況の理由は、ランプは特定の電力需要（当該電力分配器に対して示された）に対して格付けされているが、実際の消費は少ないというものであり得る。

上記実施態様の変形例において、当該電力分配器は、前記制御ユニットにより検出された電力の現在の量を示す情報を記憶するためのメモリを更に有し、前記制御ユニットは、前記軽負荷の場合を検出した際に、当該電力分配器を再起動すると共に該再起動の後に前記メモリから前記情報を読み出すように構成される。

当該電力分配器は、例えば、最後のシーケンスで交渉された負荷を記憶するローカルなフラッシュメモリを有することができ、上記の記憶された情報は次の電源投入に際して取り付けられた負荷の検出及びネゴシエーション処理を速めるために使用することができる。

好ましい実施態様において、前記制御ユニットは、更に、前記ポートの１つを占有する少なくとも１つの負荷に関する制御命令を受信すると共に前記電力ユニットを該制御命令に従って制御するよう構成される。

当該電力分配器は、負荷のオン及びオフを切り換えるための又は他の制御方法のための制御装置の追加の機能を有することができる。上記制御命令は、当該電力分配器自体に接続されたセンサ若しくはスイッチにより（該接続はＰｏＥを使用することもできる）、当該負荷に含まれるセンサ若しくはスイッチにより、又は他の手段により、例えば無線態様で供給することができる。

好ましい実施態様において、前記電力ユニットは前記外部電源からパワー・オーバー・イーサネット（登録商標）規格に従って電力を受けるように構成される。尚、請求項１に記載の電力分配器、請求項１２に記載の電力分配システム、請求項１３に記載の電力分配方法及び請求項１４に記載のコンピュータプログラムは、特に従属請求項に記載されているような、同様の及び／又は同一の好ましい実施態様を有すると理解されたい。

また、本発明の好ましい実施態様は、従属請求項又は上記実施態様と各独立請求項との何らかの組み合わせでもあり得ると理解されるべきである。

本発明の上記及び他の態様は、後述する実施態様から明らかとなり、斯かる実施態様を参照して解説されるであろう。

図１は、既知のＰｏＥシステムの概略図を示す。 図２は、本発明の一実施態様による電力分配システムの概略図を示す。 図３は、本発明の他の実施態様による電力分配システムの概略図を示す。 図４は、本発明の更に他の実施態様による電力分配システムの概略図を示す。 図５は、本発明の更に他の実施態様による電力分配システムの概略図を示す。 図６は、本発明の一実施態様による電力分配方法のフローチャートを示す。

図１は、既知のＰｏＥシステムの概略図を示し、前述した通りである。

図２は、本発明の一実施態様による電力分配（電力分割）システムの概略図を示す。

図２に示される電力分配システムは、電力分配器（電力分割器）２を含み、該電力分配器２にはランプの形態の幾つかの負荷３がケーブル６により接続される。更に、該電力分配器にはセンサ４及び手動スイッチ５が結合される。該電力分配器は、ケーブル１４を介して電源（図示略）に接続される。

電力分配器２はＰｏＥにより電力を受けるように構成され、ケーブル１４はイーサネット（登録商標）／ＰｏＥ接続部として機能する。ＰｏＥに関して言うと、この点で、電力分配器２は上記電源の形態の電力源装置に対しては被給電装置（ＰＤ）である。

電力分配器２は、中央電子装置２１（制御ユニットを含む）を含むと共に、複数のポート２３（ここでは、６つのポート２３）及び複数のソケット２４（ここでは、２つのソケット２４）を備えている。該電力分配器は、更に、ケーブル１４のためのコネクタ２７、光インジケータ２５及びボタン２６を含んでいる。

ポート２３には、光源の形態の負荷３が接続されている。ソケット２４には、センサ４及びスイッチ５が結合される。センサ４及びスイッチ５は、完全に受動的でないとしても、特定の電力需要を有する負荷とみなすこともできる。

ケーブル１４を介して受電される電力は、光源３に向かって、並びに、必要なら、センサ４及びスイッチ５に送られる。

ここで使用されるケーブル６は、従来のＰｏＥ接続のために使用されるのと同一のＣａｔ５／６パッチケーブルとすることができる。しかしながら、ＰｏＥが負荷３に給電するためにも使用されるべきものでないなら、異なるタイプの配線を使用することが、接続が偶発的に混同され得ない点で有益である。同一のケーブル及びコネクタのタイプが使用されたとしたら、斯かる負荷は電力分配器２に誤って接続された場合に破壊されないように設計されるべきである。

中央電子装置２１は、接続された負荷３に対する適切な電力レベルを前記電源と交渉する。

本実施態様において、電力分配器２は各ポート２３に２４Ｖの一定電圧を供給するために設けられており、電流はポート２３当たりの電力が５Ｗを超えないように制限される。中央電子装置２１は、ポート２３が負荷３により占有されているか否かを判断するための検出手段を含んでいる。この場合、斯かる検出は、ポート２３における当該ポートが占有された場合にのみ接続される追加の接点に基づくものである。例えば、当該ポート内のコネクタの存在を感知する機械的接触センサによる等の、代替的方法も可能である。必要とされる電力は占有されたポート２３の数から計算され、中央電子装置２１は、電源（図示略）からの対応する量の電力を、ケーブル１４を介してリクエストするように構成される。

光インジケータ２５は電力分配器２の状態を示すために使用され、ボタン２６は全体の電力分配システムをオン及びオフに切り換えることを可能にする。

電力分配器２は、更に、スイッチ５及びセンサ４からの入力を受信するように構成されている。一構成例は、センサ４を周囲光の検出のために使用し、全体的な光の状況に依存して光源３の自動的制御を可能にすることができる。スイッチ５は、センサ４に優先して、光源３をオン及びオフに切り換えるために使用することができる。

図３は、本発明の他の実施態様による電力分配システムの概略図を示す。

簡略化及び説明のために、図２に図示された電力分配システムの詳細（例えば、ケーブル１４、ポート２３、ソケット２４、センサ４、スイッチ５、ボタン２６）は示されていないが、これらの構成要素は以降の実施態様においても使用することができる。

上記実施態様の代替として又は上記実施態様に対する追加として、負荷毎に要求された電力レベルを通知する情報手段を設けることもできる。非常に単純な形態において、これは予備接点に接続された抵抗とすることができ、該抵抗は必要とされる電力に関して、例えば感知電圧を使用する場合は必要とされる電力を示す電流を生じさせることにより、又は感知電流を使用する場合は必要とされる電力を示す電圧降下を生じさせることにより通知する。もっと発展した実施態様においては、２つの抵抗が分圧器を形成し、当該負荷に対して供給される固定電圧に対して（例えば、負荷は固定された５Ｖの一定電圧を使用している）該分圧器は該電圧を取り込み、当該ポートにおいて測定されるべき感知電圧に分割するようにする。

図３の電力分配システムはランプ３を負荷として備えて図示されている。１つのランプ３しか図示されていないが、可変数の斯様なランプ（異なる特性も備える）も設けられ得る。

ランプ３は、低電圧ＤＣケーブル６を介して電力分配器２に接続されると共に、光源３９（ＬＥＤ）並びに電流ドライバ３３及び単一抵抗３１を含むランプ回路３０を含んでいる。

電力分配器２は（他の構成要素（前記参照）に加えて）、ユーザに対する容易な視覚的通信のために光インジケータ２５が接続された制御ユニット２２、及び該制御ユニット２２に内部配線２１２〜２ｎ２により接続された検出回路２１１〜２ｎ１を含んでいる。電力分配器２における占有されるべき前記複数のポートの各々に対して、対応する配線２１２〜２ｎ２及び検出回路２１１〜２ｎ１が設けられている。検出回路２１１〜２ｎ１はプルアップ抵抗２１３〜２ｎ３、分離スイッチ２１４〜２ｎ４及びインジケータ２１５〜２ｎ５を含んでいる。

制御ユニット２２は、各ポートが互換性のある負荷装置３により占有されていない場合に、プルアップ電圧（例えば、負荷電圧５Ｖ）である感知電圧をポート毎に読み取るように構成されている。負荷３が接続されている場合、２つの抵抗２１３及び３１は分割器を形成し、結果としての感知電圧Ｖsensは当該ポートにおける必要とされる負荷電力を表す。

これは、Ｐreqを必要とされる電力、Ｖmaxを最大電圧、Ｖsensを感知電圧及びＰmaxを最大電力とした場合、一次方程式（Ｐreq＝(Ｖmax−Ｖsens)／Ｖmax＊Ｐmax）に従う線形態様であり得る。他の例として、該関係は下記のようなテーブルに従うものであり得る：
Ｖsens Ｐreq
０Ｖ…１Ｖ ０Ｗ
１．１Ｖ…１．５Ｖ １Ｗ
１．６Ｖ…２Ｖ ２Ｗ
２．１Ｖ…２．５Ｖ ３Ｗ
２．６Ｖ…３Ｖ ５Ｗ
３．１Ｖ…３．５Ｖ １０Ｗ
＞３．５Ｖ ０Ｗ

当該制御ユニットは、異なる検出回路から電圧を読み取り、接続された全てのチャンネル（占有されたポート）にまたがって必要とされる電力を合計する。該合計は、当該接続に対して許可される限界（例えば、１つのCat5/6に対してPoE+最大２５.５W）内である場合、前記電源（図示略）から要求されるものとなる。

電力が合計で利用可能なものより高く（例えば、当該電源により供給可能なものより多く、又は当該電源により供給されることを許可されているより多く）要求された場合、光インジケータ２５により過負荷を通知する信号が発生される。

特定の構成の細部の点で、当該過負荷に対処するために使用することができる多様な規則が可能である。例えば、最大許容電力（又は交渉で受諾された電力）が負荷に分配される限りでの多くのポートのみがオンされる（従って、幾つかはオフされ得る）。他の可能性のある方法は、過負荷が解決されるまで、電力分配（即ち、ポートに対する電力）を完全に停止することである。

ポートを個々にオンに切り換えることは、ポート毎に分離スイッチ２１４〜２ｎ４により実現される。各ポートにおけるインジケータ２１５〜２ｎ５は、何のポートが過負荷条件によりオフされているかを知らせる。

図４は、本発明の他の実施態様による電力分配システムの概略図を示す。

図４に示された電力分配システムの全体的構成は、電流ドライバ２１６〜２ｎ６が負荷３’内にではなく、電力分配器２’内に、更に詳細には検出回路２１１’〜２ｎ１’の一部として設けられることを除き、図３に示された電力分配システムのものに対応する。従って、負荷３’は光源３９（ＬＥＤ）及び該光源３９の特性を示す抵抗３１だけを含む。

このことは、負荷３’が一定電圧に接続されるのではなく、必要とされる電流で駆動されることを意味する。これは、チャンネル（２１６〜２ｎ６）毎の１つの電流ドライバにより実現される。この場合、電流のプログラミングは負荷３’毎の抵抗３１により実行される。

負荷毎に電力及び電流を別個に維持するために、２つのプログラミング抵抗を使用することができる。しかしながら、必要とされる部品の数を低減するために、電流プログラミングが所要の電力レベルに関する情報を直接与えるようにすることができる（例えば、１Ｗに対して１００ｍＡ、５Ｗに対して５００ｍＡ、１０Ｗに対して１.０００Ａ）。該関係は、この例に示されるように線形であり得るが、人工的でテーブルを介して制御されるものとすることもできる。

図５は、本発明の更に他の実施態様による電力分配システムの概略図を示す。

図３及び図４の実施態様と比較して、例えば、図５に示された実施態様は負荷３”の構成に関して更に簡略化されている。この実施態様の負荷３”においては、抵抗３１が光源３９（ＬＥＤの形態の）と並列に設けられている。電力分配器２”のポートに対する検出／駆動回路２１１”〜２ｎ１”は、当該ランプに対して光源３９の点灯電圧より低い感知電圧（例えば、２.５Ｖ）を付与することにより抵抗３１の抵抗値を読み取ることができる。当該ＬＥＤは電流を流さないので、唯一流れる電流は接続された抵抗３１におけるものである。前述したように、抵抗３１は当該負荷３の電力需要を示すものである。

抵抗３１を読み出す他のやり方は、ドライバ２１１”〜２ｎ１”において、ＰＷＭ休止期間内に又は光源３９を始動する前に負の試験電圧を供給することであり、これも抵抗３１を別途測定することを可能にする。

典型的に、この実施態様のための抵抗３１の抵抗値は、通常動作の間において当該抵抗を経る電流が光源３９を経る負荷電流に対して無視され得るものとなるほど大きく選択される（かくして、感知機能による如何なる損失も小さく又は無視可能にさえなるように保つ）。

図６は、本発明の一実施態様による電力分配方法のフローチャートを示す。

第１ステップＳ１において、各ポートに負荷が接続可能な電力分配器の複数のポートに関して、これらポートのうちの何れが、現在、負荷により占有されているかが検出される。

上記検出結果に基づき、後続のステップＳ２において、これらポートを占有する負荷に給電するために必要とされる電力の合計量が決定される。

必要とされる電力の上記の決定された合計量に基づいて、更なるステップＳ３では、電力リクエストが電源に通知される。該電源から肯定的回答がある（即ち、要求された電力の少なくとも一部が供給され得る）場合、ステップＳ４において、該電源から受ける電力は、これらポートを占有する負荷の少なくとも一部に給電するために該ポートに分配される。

以上、本発明を図面及び上記記載において詳細に図示及び説明したが、斯かる図示及び説明は解説的又は例示的なもので、制限するものではないと見なされるべきである。即ち、本発明は開示された実施態様に限定されるものでない。

前記電力リクエストに加えて、本発明による電力分配器の制御ユニットは、占有されたポートの数（又は個別に制御することが可能な占有されたポートの数及び幾らかの識別情報）を通知し、かくして、別個に制御可能な“チャンネル”の指示情報を供給することもできる。

他の実施態様において、負荷はセンサを含むことができ、特に負荷としてランプ又は光源を備える本発明の電力分配器を使用する状況における可能性のあるセンサのタイプは、存在感知デバイス及び昼光感知デバイスを含む。該センサは、当該負荷の内部での使用のためにのみ使用され得るか（例えば、当該負荷を直接制御する）、又は恐らくは他の負荷もの追加の制御のために当該電力分配器に情報を提供することができる。

上述した実施態様において、負荷と電力分配器との間の接続は簡単なＤＣ配線により設けられる。本発明は、このような接続に限定されるものではなく、電力分配器と各負荷との間の接続に対して、好ましくはイーサネット（登録商標）を介しての通信オプションを備えるものでないが、ＰｏＥを使用することもできる。供給される電力は、ＰｏＥ規格に従って負荷のタイプにより決定される（例えば、当該照明器具内のＬＥＤアセンブリに依存して）レベルに定めることができる。

本発明は、各負荷に時間にわたり一定な電力が供給されることを可能にするのみならず、負荷の供給／需要電力の時間的な幾らかの変化、即ち変動が存在することにも備えることができる。

当該電力分配器は、該電力分配器と（複数の）負荷との間で調光／光束レベルの制御を実施することができるように、供給される電圧に対する変化を用いるよう構成することもできる。

本発明は、電力及びデータのためのＰｏＥ入力、１以上の簡略化されたＤＣ／ＰｏＥのみの出力、並びにゼロ以上のイーサネット（登録商標）を含むＰｏＥ出力を有する電力分配器により構成することもできると理解されたい。従って、負荷を含む当該電力分配システムに対する制御を改善するために、当該電力分配器にセンサ及びスイッチを接続することもできる。更に又は代わりに、当該電力分配器は、無線態様で通信すると共にスイッチ及びセンサ等により送出されるデータを受信するように構成することもできる。

上述した実施態様に加えて、他のオプションは、当該電力分配器が該電力分配器のポートを占有する負荷のために必要とされる負荷電力の合計を計算するというものである。必要とされる電力が減少した場合、該電力分配器は、特に合計電力が現在取り決められている電力よりも大幅に小さい場合に、当該電源に減少される電力量（予算）に関して通知する。２つの可能性のある方法は下記の通りである。

例えば、当該電源と当該電力分配器とがＰｏＥにより接続されている場合、該電力分配器はＰｏＥ接続を短時間切断させることができ、かくして、該電力分配器と該電源との間の新たな交渉を開始させることができる。事前に決定された（低減された）電力需要は記憶され、再起動の後に当該電源に対する通知のために利用可能にされる。

例えば、当該電源と当該電力分配器とが何らかの他の通信手段（ＰｏＥの電力的側面のみに加えてのイーサネット（登録商標））により結合されている場合、当該通信は、必要とされる電力の低減量に関する当該電源への指示情報を直接含むことができる。

他の実施態様において、本発明は交渉型ＤＣ電力分配システムを提供するものであり、該システムにおいては、既知のＰｏＥ構成とは対照的に、複数の簡略化された負荷に対して電力要求及び交渉機能が集中される。好ましくは、負荷が接続された全てのポートにわたり負荷リクエスト（要求）が合計され、電力交渉に使用される。特に、負荷は自身の電力要求を受動的方法で（例えば、前記コネクタに供給される抵抗値により）通知する。有利には、簡略化された負荷に対する出力値は一定電圧、一定電流及び／又は一定／最大電力とすることができる。過負荷の場合、給電することができない負荷の不活性化を見越すことができる。更に、当該システムは、ドライバに過負荷インジケータを有することができ、及び／又は各ポートに不活性化されたポートを通知する過負荷インジケータを有することができる。当該システムは、ＰｏＥ電力交渉の後に、負荷に分配するためにどの程度多くの電力が利用可能であるかが決定されるようにすることができる。

本出願において、“パワー・オーバー・イーサネット（登録商標）”及び“ＰｏＥ”なる用語は主にIEEE 802.3af-2003又はIEEE 802.3at-2009を示す一方、“ＰｏＥ＋”は特にIEEE 802.3at-2009を示す。それにも拘わらず、当業者であれば、ここに説明された“パワー・オーバー・イーサネット（登録商標）”の概念はIEEE 802.3af-2003又はIEEE 802.3at-2009の正確な細部に限定されるものではないことがわかるであろう（特定の事例で、そうでないと示されない限り）。更に、本発明はIEEE 802.3af-2003又はIEEE 802.3at-2009の将来の発展形にも当てはまるものである。

開示された実施態様に対する他の変形例は、当業者により請求項に記載された本発明を実施するに際して図面、当該開示内容及び添付請求項の精査から理解し実施することができるものである。

請求項において、“有する”なる文言は他の構成要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。

単一のプロセッサ、装置又は他のユニットは、請求項に記載された幾つかの項目の機能を果たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。

ポートの占有を検出する、占有されたポートに対する総電力を計算する、電力要求を通知する及び電力を分配する等の動作は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として及び／又は専用のハードウェアとして実施化することができる。

コンピュータプログラムは、光記憶媒体又は他のハードウェアと一緒に若しくは該ハードウェアの一部として供給される固体媒体等の適切な媒体により記憶及び／又は分配することができるのみならず、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介して等のように他の形態で分配することもできる。

請求項における如何なる符号も、当該範囲を限定するものと見なしてはならない。

Claims (14)

1. 可変数の負荷のための電力分配器であって、
   各々に負荷を接続することができる複数のポートと、
   外部電源から電力を受けると共に、前記複数のポートに電力を供給する電力ユニットと、
   動作の間に前記ポートのうちの何れが負荷により占有されているかを検出すると共に、これらポートを占有している負荷に給電するために必要とされる電力の合計量を決定する制御ユニットと、
   を有し、
   前記制御ユニットは、更に、決定された前記必要とされる電力の合計量に基づいて前記電源に電力リクエストを通知する、
   電力分配器。
2. 前記制御ユニットは、更に、動作の間においてポートを占有する各負荷の電力需要を決定し、前記必要とされる電力の合計量が各電力需要の総和から計算される、請求項１に記載の電力分配器。
3. 前記制御ユニットは、ポートを占有する負荷の特性であって該負荷の電力需要を示す特性を感知するための1以上の感知エレメントを更に含む、請求項２に記載の電力分配器。
4. 前記制御ユニットは、ポートを占有する負荷から、該負荷の電力需要を示す需要信号を受信する、請求項２に記載の電力分配器。
5. 前記電力ユニットは前記複数のポートの各々に所定の電力量を供給する一方、前記制御ユニットは占有されたポートに対する各所定の電力量を加算することにより前記必要とされる電力の合計量を決定する、請求項１に記載の電力分配器。
6. 前記ポートの少なくとも１つに、該ポートを占有する負荷の動作を行わせる駆動ユニットが設けられる、請求項１に記載の電力分配器。
7. 前記必要とされる電力の合計量が前記外部電源から受けられるべき電力の量より多い場合に、前記制御ユニットは外部に過負荷を示すと共に、前記電力ユニットが前記ポートを占有する全ての又は選択された負荷に電力を供給することを防止する、請求項１に記載の電力分配器。
8. 前記制御ユニットは、動作の間において前記電力ユニットにより前記複数のポートに供給される電力の現在の量を検出すると共に、前記供給される電力の現在の量が以前に決定された必要とされる電力の合計量を所定の量だけ及び／又は所定の期間にわたり下回る軽負荷の場合に、前記供給される電力の現在の量に基づいて低減された電力リクエストを通知する、請求項１に記載の電力分配器。
9. 前記制御ユニットにより検出された電力の現在の量を示す情報を記憶するメモリを更に有し、前記制御ユニットは、前記軽負荷の場合を検出した際に、当該電力分配器を再起動すると共に該再起動の後に前記メモリから前記情報を読み出す、請求項８に記載の電力分配器。
10. 前記制御ユニットは、更に、前記ポートの１つを占有する少なくとも１つの負荷に関する制御命令を受信すると共に前記電力ユニットを該制御命令に従って制御する、請求項１に記載の電力分配器。
11. 前記電力ユニットが前記外部電源からパワー・オーバー・イーサネット（登録商標）規格に従って電力を受ける、請求項１に記載の電力分配器。
12. 請求項１に記載の電力分配器と、
    各々が前記電力分配器の対応するポートに負荷として接続される複数のランプと、
    を有する、電力分配システム。
13. 各々に負荷を接続することができる複数のポートを備えた電力分配器による可変数の負荷のための電力分配方法であって、
    前記ポートのうちの何れが負荷により占有されているかを検出するステップと、
    前記ポートを占有している負荷に給電するために必要とされる電力の合計量を決定するステップと、
    決定された前記必要とされる電力の合計量に基づいて電源に電力リクエストを通知するステップと、
    前記ポートを占有する前記負荷の少なくとも一部に給電するために、前記電源から受けた電力を前記ポートに分配するステップと、
    を有する、電力分配方法。
14. 電力分配のためのソフトウェアであって、請求項１に記載の電力分配器上で実行された場合に該電力分配器に請求項１３に記載の方法のステップを実行させるプログラムコード手段を有する、ソフトウェア。

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