JP5725895B2 - 給電システム - Google Patents
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Description
まず、図1(a)を用いて、本発明の一実施例による給電システムの構成について説明する。給電装置12と受電装置11は線路17及び線路18の一対の線路からなる伝送線路10を介して接続されている。
R+1/2πfC+2πfL・・・式(1)
R:直流抵抗[Ω] f:周波数[Hz] C:静電容量[F] L:インダクタンス[H]
混入するACノイズは主にコモンモードであり、ノイズ源から伝送線路10を通りFGへ流れるノイズ電流は等しい。従って、ノイズを含んだ場合であっても線路17及び線路18を流れる電流は等しい。また、TapP−TapN間が平衡状態のときには、TapP−FG間インピーダンスとTapN−FG間インピーダンスとが等しくなる。従って、TapP−TapN間が平衡状態のときには、ノイズ電流とインピーダンスの積が電圧として検出され、|TapP−FG間電圧|=|TapN−FG間電圧|と成る。しかし、TapP−TapN間が不平衡状態のときには、|TapP−FG間電圧|≠|TapN−FG間電圧|となる。TapP−FG間電圧及びTapN−FG間電圧の値を絶対値で表した理由は、給電の極性を考慮したためである。TapPとTapNは給電装置12から受電装置11へ出力される電流の往路と復路なので、TapP−FG間電圧とTapN−FG間電圧との極性は逆になっている。
この場合、オペアンプ306の出力電圧は高い正の値から低い正の値に減少する。すると、オペアンプ306の出力電圧に応じて、バリキャップダイオード302の印加電圧が減少する。一般にバリキャップダイオードの静電容量は印加電圧の平方根に反比例するため、入力される電圧が増大し、バリキャップダイオード302の静電容量は増加する。その結果、式(1)の交流抵抗分が減少し、TapNのインピーダンスが減少する。その結果、電圧差分である|TapN−FG間電圧|が減少する。バリキャップダイオードには常に逆バイアスがかけられていなくてはならない。従って、オペアンプ306によってバリキャップダイオード302のカソードに入力される値は常にアノードに入力される値よりも大きい正の値でなくてはならない。なお、差動増幅器としてのオペアンプ201の出力電圧Wはオペアンプ305にも入力されるが、W<<最大閾値(例えば+1V)なので、オペアンプ305の出力電圧は最大の正の値となる。そしてバリキャップダイオード301に入力される電圧はオペアンプ305からの出力電圧に応じて増大する。従って、バリキャップダイオード301の静電容量は減少する。従って、TapPには実質的にほぼ負荷がない状態となる。以上のようにして、前述の差動増幅器としてのオペアンプ201の出力電圧Wが閾値X以上となるようなフィードバックが行われる。このような制御が働き、不平衡が補正される。
また、既設の給電装置やその設置状態など、ネットワーク設備を交換することなく、受電装置を交換するだけで接続性の向上したシステムを構築することが可能である。
実施例1では伝送線路10のインピーダンスの不平衡を検出するために不平衡検出部2を用いたが、実施例2では不平衡の検出と不平衡の補正を同時に行う構成を説明する。
また、本発明は不平衡検出部の機能実現デバイスとして、抵抗器とオペアンプの替わりにその他のデバイスで機能を実現しても本発明の本質は変わらず、同様の効果を有する。
2 不平衡検出部
3 不平衡補正部
5 給電電源回路
11 受電装置
Claims (13)
- 給電装置と、
前記給電装置から一対の線路を介して電力を受電する受電装置とを有し、
前記給電装置は前記一対の線路を介して前記受電装置に検出用信号を出力して前記受電装置から所定の応答がなされたことを前記給電装置が検出した後に前記給電装置から前記受電装置へ給電を開始する給電システムであって、
前記受電装置は、
前記検出用信号に対して前記所定の応答をするための所定の抵抗値を有する認証抵抗と、
前記給電装置から出力された検出用信号による電力を蓄積する蓄積手段と、
前記一対の線路におけるインピーダンスの不平衡を補正する補正手段とを有し、
前記蓄積手段は、前記蓄積した電力を前記補正手段に供給し、
前記補正手段は、前記蓄積手段に蓄積された電力が前記補正手段に供給された後であって前記給電装置が前記所定の応答を検出する前に前記一対の線路のインピーダンスの不平衡を補正し、前記インピーダンスの不平衡の補正後に前記認証抵抗に通電が行われることを特徴とする給電システム。 - 前記蓄積手段は、
前記給電装置が前記所定の応答を検出するまでの間に前記検出用信号による電力を蓄積して前記補正手段に供給し、
前記給電装置から前記受電装置への給電の開始以降に前記給電装置から給電された電力を蓄積して前記補正手段に供給することを特徴とする請求項1に記載の給電システム。 - 前記補正手段は、前記一対の線路における一方の線路の電圧と他方の線路の電圧との電圧差分に応じた電圧を出力する不平衡検出手段と、
前記不平衡検出手段から出力された前記電圧の値が所定の値の範囲内になるように補正する不平衡補正手段と、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の給電システム。 - 前記給電システムは、IEEE802.3af規格において規定のPOEに準拠したシステムであり、前記一対の線路は、POE対応のイーサネット(登録商標)ケーブルであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の給電システム。
- 前記給電システムは、IEEE802.3at規格において規定のPOEに準拠したシステムであり、前記一対の線路は、POE Plusに対応したイーサネット(登録商標)ケーブルであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の給電システム。
- 前記蓄積手段と、前記不平衡検出手段と、前記不平衡補正手段とが同一の半導体基板上に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の給電システム。
- 前記補正手段は、前記蓄積手段に蓄積された電力を用いて、前記一対の線路における一方の線路の電圧と他方の線路の電圧との電圧とに基づいて、前記一対の線路のインピーダンスの不平衡の補正を行うことを特徴とする請求項1に記載の給電システム。
- 前記給電装置は、前記検出用信号に対する前記所定の応答がなされたことを検出した後に前記受電装置に対して前記一対の線路を介して分類用信号を出力し、前記受電装置から前記分類信号に対する応答であって前記受電装置の消費電力を示す応答がなされた後に前記受電装置へ給電を開始し、
前記蓄積手段は、前記給電装置から出力された前記検出用信号及び前記分類用信号による電力を蓄積し、前記蓄積した電力を前記補正手段に供給することを特徴とする請求項1に記載の給電システム。 - 給電装置から出力された検出用信号に対して一対の線路を介して所定の応答を行った後に前記給電装置から前記一対の線路を介して電力を受電する受電装置であって、
前記検出用信号に対して前記所定の応答をするための所定の抵抗値を有する認証抵抗と、
前記給電装置から出力された検出用信号による電力を蓄積する蓄積手段と、
前記一対の線路におけるインピーダンスの不平衡を補正する補正手段とを有し、
前記蓄積手段は、前記蓄積した電力を前記補正手段に供給し、
前記補正手段は、前記蓄積手段に蓄積された電力が前記補正手段に供給された後であって前記給電装置が前記所定の応答を検出する前に前記一対の線路のインピーダンスの不平衡を補正し、前記インピーダンスの不平衡の補正後に前記認証抵抗に通電が行われることを特徴とする受電装置。 - 前記蓄積手段は、
前記給電装置が前記所定の応答を検出するまでの間に前記検出用信号による電力を蓄積して前記補正手段に供給し、
前記給電装置から前記受電装置への給電の開始以降に前記給電装置から給電された電力を蓄積して前記補正手段に供給することを特徴とする請求項9に記載の受電装置。 - 前記補正手段は、前記蓄積手段に蓄積された電力を用いて、前記一対の線路における一方の線路の電圧と他方の線路の電圧との電圧とに基づいて、前記一対の線路のインピーダンスの不平衡の補正を行うことを特徴とする請求項9に記載の受電装置。
- 給電装置から一対の線路を介して出力される検出用信号に対して所定の応答を行う応答手段と、
前記検出用信号に対して前記所定の応答をするための所定の抵抗値を有する認証抵抗と、
前記給電装置から出力された検出用信号による電力を蓄積する蓄積手段と、
前記一対の線路におけるインピーダンスの不平衡を補正する補正手段と、
前記給電装置から前記一対の線路を介して電力を受電する受電手段とを有する受電装置における受電方法であって、
前記蓄積手段が、前記蓄積した電力を前記補正手段に供給する供給ステップと、
前記補正手段が、前記蓄積手段に蓄積された電力が前記補正手段に供給された後であって前記給電装置が前記所定の応答を検出する前に前記一対の線路のインピーダンスの不平衡を補正し、前記インピーダンスの不平衡の補正後に前記認証抵抗に通電を行う補正ステップと、
前記受電手段が、前記所定の応答を検出した前記給電装置から前記一対の線路を介して電力を受電する受電ステップと、を有することを特徴とする受電方法。 - 前記供給ステップは、
前記蓄積手段が、
前記給電装置が前記所定の応答を検出するまでの間に前記検出用信号による電力を蓄積して前記補正手段に供給し、
さらに、前記蓄積手段が、前記受電装置が前記給電装置からの受電の開始以降に前記給電装置が給電した電力を蓄積して前記補正手段に供給する第2の供給ステップを有することを特徴とする請求項12に記載の受電方法。
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