KR101186451B1 - 통신 링크 상의 전력 공급 시스템에서 하이-사이드 전류와로우-사이드 전류를 감지하는 조합 구조 - Google Patents

통신 링크 상의 전력 공급 시스템에서 하이-사이드 전류와로우-사이드 전류를 감지하는 조합 구조 Download PDF

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Abstract

통신 링크 상에서 부하에 전력을 공급하는 시스템이 제공된다. 상기 전력 공급 시스템은 하이-사이드 전류값을 측정하는 하이-사이드 전류 감지 회로(hi-side current sensing circuitry), 로우-사이드 전류값을 측정하는 로우-사이드 전류 감지 회로(low-side current sensing circuitry), 및 상기 하이-사이드 전류값과 상기 로우-사이드 전류값에 대한 응답으로 오류 조건(fault condition)을 검출하고, 하이-사이드 전류와 로우-사이드 전류 간의 선정된 차(unbalance )를 생성함으로써 상기 부하로부터 정보를 검출 및/또는(and/or) 부하로 정보를 전송하는 제어 회로를 포함한다.
PoE, 전력 소싱 장치(PSE), 전력 기기(PD), 하이-사이드 전류 감지 회로, 로우-사이드 전류 감지 회로, 제어 회로

Description

통신 링크 상의 전력 공급 시스템에서 하이-사이드 전류와 로우-사이드 전류를 감지하는 조합 구조 {COMBINATION OF HIGH-SIDE AND LOW-SIDE CURRENT SENSING IN SYSTEM FOR PROVIDING POWER OVER COMMUNICATION LINK}
본 기재는 전력 공급 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 통신 링크 상의 전력 공급 시스템에서 동작하는, 이더넷을 통한 전력(PoE: Power over Ethernet) 시스템에서 하이-사이드 전류(high-side current)와 로우-사이드 전류(low-side current) 감지(sensing)를 조합(combine)하기 위한 회로(circuitry)와 방법(methodology)에 관한 것이다.
지난 몇 년간, 이더넷(Ethernet)은 근거리 통신망(이하, LAN: local area network)에서 가장 보편적으로 사용되는 방법이었다. 이더넷 표준의 시조인 IEEE 802.3 그룹은 이더넷 케이블링(Ethernet cabling)을 통해서 전력을 공급하는 것으로 정의되는, IEEE 802.3af로 알려진, 표준으로까지 확대 발전하였다. 상기 IEEE 802.3af 표준에서는 PoE(Power over Ethernet) 시스템을 정의하는데, 상기 PoE 시스템은 서로 링크의 반대쪽에 위치한 전력 소싱 장치(이하, PSE: Power Sourcing Equipment)로부터 전력 기기(이하, PD: Powered Device)까지 UTP(Unshielded Twisted-Pair) 와이어링(wiring)을 통해서 전력을 전달하는 것과 관련이 있다. 전통적으로, IP 폰들, 무선 LAN AP(access point)들, 개인 컴퓨터(PC), 및 웹 카메라 들과 같은 네트워크 장치들은 두 개의 접속, 즉, LAN으로의 접속 및 전력 공급 장치로의 접속을 필요로 했다. 상기 PoE 시스템은 전력을 네트워크 장치들에 공급하는데 있어서 추가적인 아웃릿(outlet)들 및 와이어를 필요로 하지 않는다. 대신에, 데이터 전송에 사용되는 이더넷 케이블을 통해서 전력이 공급된다.
상기 IEEE 802.3af 표준에서 정의된 바와 같이, PSE 및 PD는 네트워크 장치들이 데이터 전송에 사용되는 같은 일반 케이블링(same generic cabling)을 이용하여 전력을 공급하고 끌어오게 하는 비데이타 주체들(non-data entities)이다. 이 때, PSE는 전력을 링크로 제공하는, 상기 케이블링과의 물리적 연결 지점에서 전기적으로 규정되는 장치이다. 또한, PSE는 전형적으로 이더넷 스위치, 라우터(router), 허브, 또는 다른 네트워크 스위치 장치, 또는 미드스팬 기기(midspan device)와 관련이 있다. PD는 전력을 끌어오거나 전력을 요청하는 기기이다. PD들은 디지털 IP 전화들, 무선 네트워크 AP들, PDA 또는 노트북 컴퓨터 도킹 스테이션들, 셀 폰 충전기들 및 HVAC(heating, ventilating, and air conditioning) 자동온도 조절장치(thermostat)들과 같은 장치들과 연관이 있을 수 있다.
상기 PSE의 주요한 기능들은 링크를 검색하여 PD 요청 전력을 찾는 기능, 선택적으로(optionally) PD를 분류하는 기능, PD가 검출되는 경우 링크에 전력을 공급하는 기능, 링크 상에서 전력을 모니터 하는 기능, 및 더 이상 전력이 요청되거나 필요로 하지 않는 경우 전력을 끊는 기능을 포함한다. PD는 IEEE 802.3af 표준에 의해서 정의된 PoE 검출 시그니쳐(signature)를 제시함으로써 상기 PD 검출 과정(PD detection procedure)에 참여한다.
상기 검출 시그니쳐가 유효한 경우, 상기 PD는 전력이 켜졌을 때 얼마나 많은 전력이 필요한지를 나타내기 위해 상기 PSE에게 분류(classification) 시그니쳐를 제시하는 옵션을 구비한다. 상기 PD는 등급(class) 0내지4로 분류될 수 있다. 제1 등급의 PD는 상기 PSE가 최소4.0W를 공급할 것을 요구하고, 제2 등급의 PD는 상기 PSE가 최소7.0W를 공급할 것을 요구하고, 제0, 3, 또는 4 등급의 PD는 상기 PSE가 최소15.4W를 공급할 것을 요구한다. 상기 PD의 결정된 등급에 기초하여, 상기 PSE는 필요한 전력을 상기 PD로 인가한다.
전력이 부하에 공급되면, PSE는 소정의 전류 한계 스레시홀드(certain current limit thresholds), 예컨대, 단락 회로 조건(short circuit condition (ILIM)), 과부하 전류 검출 범위(overload current detection range (ICUT)) 및, 유휴 상태 전류 (IDLE state current (IMin))에서의 상기 PSE의 최대 출력 전류에 대해, PSE의 출력 전류를 모니터링함으로써 과전류(overcurrent)와 저전류(undercurrent) 조건들을 체크할 수 있다. 상기 PSE의 출력 전류는, 전력 공급 리드 (power supply lead)와 상기 부하 간에 결합된 감지 저항에 대한 전압을 모니터링함으로써 측정될 수 있다.
종래의 PoE 시스템에서, 전력 공급 리드와 연결된 단일 감지 저항을 이용해 각 PD별 전류가 측정된다. 예컨대, 본 특허 발명의 양수인(assignee)인 리니어 테크놀러지사(Linear Technology Corporation)가 개발한 'LTC®4258 PoE 제어기' (Power over Ethernet Controller)의 경우, 각 포트의 단일 감지 저항(single sense resistor)은 -48V의 전력 공급 입력에 연결된다.
그러나, 아이솔레이션(isolation) 시스템에서의 오류 조건과 같이 소정의 오류 조건을 검출하고, 통신 링크 상의 전력 공급 시스템에서의 소정의 진일보된 특징들(advanced features)을 뒷받침하기 위해서, PSE와 PD 사이의 전류에 정보를 제공할 할 수 있는 보다 발전된 전류 감지 시스템의 필요성이 절실하다.
본 개시는 통신 링크 상의 전력 공급 시스템에서의 새로운 전류 감지 시스템 및 방법을 제공한다. 이때, 본 발명의 전류 감지 시스템 및 방법은 PoE 시스템에서 사용될 수 있다. 본 발명의 일측에 따르면, 상기 통신 링크 상의 전력 공급 시스템은 하이-사이드 전류값을 측정하는 하이-사이드 전류 감지 회로(hi-side current sensing circuitry); 로우-사이드 전류값을 측정하는 로우-사이드 전류 감지 회로(low-side current sensing circuitry); 및 상기 하이-사이드 전류값과 상기 로우-사이드 전류값에 대한 응답으로 오류 조건(fault condition)을 검출하는, 상기 하이-사이드 전류값과 상기 로우-사이드 전류값의 조합(combination)에 응답하는 제어 회로를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 하이-사이드 전류값과 로우-사이드 전류값의 차에 응답하여, 상기 제어 회로는 상기 오류 조건을 검출할 수 있으며, 상기 오류 조건이 검출된 경우, 상기 통신 링크 상으로 공급된 전력은 제거되거나, 사용자에게 상기 오류 조건이 검출된 것에 대한 인디케이션(indication)이 제공될 수 있다.
또한, 상기 하이-사이드 전류값과 상기 로우-사이드 전류값의 차는 상기 부하로부터의 정보 즉, 상기 PSE에 연결된 전력 기기(이하, PD: Powered Device) 의 종류(type)를 결정하는 데 사용될 수 있다. 이때, 제어 회로는 상기 PD가 접지 연결(earth ground connection)이 되어 있는지 여부를 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 하이-사이드 전류와 상기 로우-사이드 전류를 감지하는 단계는 상기 하이-사이드 전류값과 상기 로우-사이드 전류값 사이의 제어된 언밸런스(controlled unbalance)를 제공함으로써 수행된, PSE와 PD 간의 데이터 전송을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 전력 공급 시스템은 통신 링크를 통해 부하에 전력을 공급하는 예컨대, 전력 소싱 장치(이하, PSE: Power Sourcing Equipment)같은 전력 공급 장치 (power supply device)를 포함한다. 상기 하이-사이드 전류 감지 회로는 한 쌍의 전력 공급 리드(lead) 중 양(positive)인 전력 공급 리드와 부하 사이에 연결된 임피던스(impedence)를 포함하고, 상기 로우-사이드 전류 감지 회로는 한 쌍의 전력 공급 리드 중 음(negative)인 전력 공급 리드와 부하 사이에 연결된 임피던스를 포함한다. 상기 하이-사이드 전류 감지 회로 및 로우-사이드 전류 감지 회로는 직류 감지(DC current sensing)를 제공할 수 있다.
본 발명의 방법에 따라, 통신 링크를 통해 부하로 전력을 공급하는 시스템의 동작을 수행하기 위하여 아래의 단계들이 수행된다. 상기 단계들은 전력 공급부와 연관된 하이-사이드 전류 회로에서 하이-사이드 전류를 감지하는 단계; 상기 전력 공급부와 연관된 로우-사이드 전류 회로에서 로우-사이드 전류를 감지하는 단계; 오류 조건을 검출하기 위해, 하이-사이드 전류와 로우-사이드 전류 간 선정된 언밸런스(prescribed unbalnace)를 생성하여 부하로부터 정보를 검출 및/또는(and/or) 부하로 정보를 전송하기 위해 상기 하이-사이드 전류와 상기 로우-사이드 전류를 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일측면에 따르면, 근거리 통신망 (LAN: local area network)은 적어도 한 쌍의 네트워크 노드들, 네트워크 허브, 및 데이터 통신을 제공하기 위해 상기 적어도 한 쌍의 네트워크 노드들과 상기 네트워크 허브를 연결하는 통신 케이블링(cabling)을 포함한다. 상기 네트워크 허브는 상기 통신 케이블링 상의 부하에 전력을 공급하는 전력 공급 장치(device)를 포함한다. 상기 전력 공급 장치는 하이-사이드 전류값을 측정하는 하이-사이드 전류 감지 회로 및 로우-사이드 전류값을 측정하는 로우-사이드 전류 감지 회로를 포함한다.
상기 하이-사이드 전류값과 상기 로우-사이드 전류값 사이의 차(difference)가 선정된 값을 초과하는 경우 오류를 검출하는 오류 검출 회로가 제공될 수 있다. 또한, 상기 전력 공급 장치는 상기 하이-사이드 전류값과 상기 로우-사이드 전류값 사이의 제어된 언밸런스(controlled unbalance)를 생성 및/또는(and/or) 부하에 의해 생성된 상기 제어된 언밸런스(such an unbalance)를 검출하여 상기 전력 공급 장치와 상기 부하 사이에 정보를 전송할 수 있다.
본 발명의 추가적인 장점들 및 측면들은 아래의 상세한 기재를 통해서 당업자라면 분명히 알 수 있을 것이다. 상기 상세한 기재에는 본 발명의 실시예들이 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예를 통해서 보여지고 설명되어 있다. 후술되겠지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다른 실시예들을 실시할 수 있으며, 이에 대한 몇 가지 상세한 사항들이 다양한 분명한 측면들에서 변형이 가능하다. 따라서 도면 및 기재는 한정적인 것이 아닌(not as limitative) 사실상 예시적인(illustrative in nature) 것으로 간주되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예들에 대한 아래의 상세한 설명은 첨부된 도면들과 연관하여 독해되었을 때 가장 잘 이해될 수 있으며, 상기 첨부된 도면들에서 특징들은 관련된 특징들을 비교하기 위해서라기 보다는 가장 잘 설명하기 위해서 도시되었다.
도 1은 본 발명에 따른 이더넷을 통한 전력(PoE: Power over Ethernet) 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전류 감지 절차를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명이 PoE(Power over Ethernet) 시스템에서 전류를 감지하는 절차를 예를 들어 설명할 것이다. 그러나, 본 명세서에서 설명되는 개념들이 통신 링크 상에서 전력을 제공하는 전류를 감지하는 어떠한 시스템에도 적용 가능하다. 즉, 본 발명의 전류 감지 회로는 복수 개의 노드들, 네트워크 허브, 데이터 통신을 제공하기 위해 상기 복수 개의 노드들을 네트워크 허브에 연결하는 통신 케이블링을 구비하는 근거리 통신망(이하, LAN: local area network)에서 제공될 수 있다. 상기 네트워크 허브는 전력 공급 장치(power supply device)를 포함할 수 있으며, 상기 통신 케이블링은 상기 전력 공급 장치로부터 부하에 전력을 공급하는데 사용될 수 있다.
도 1은 전력 소스 장치(이하, PSE: Power Sourcing Equipment)(12)를 포함하는 PoE(Power over Ethernet) 시스템(10)을 도시한 단순화된 블록도이다. PSE(12)는 각각의 링크를 통해서 전력 기기들(이하, PD: Powered Devices)(14)(PD1~PD4)에 접속 가능한 복수 개의 포트들(PORT1~PORT4)을 구비하고 있으며, 각각의 링크는 이더넷 케이블 내의 2 또는 4 세트의 꼬임 쌍들(Twisted Pairs)을 이용하여 제공될 수 있다. 비록 도 1에서는 PSE(12)가 네 개의 포트들을 구비하고 있는 것으로 도시되어 있으나, 당업자라면 몇 개의 포트들이든지 제공될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
PSE(12)는 IEEE 802.3af 표준에 따라서 각각의 PD와 상호 작용할 수 있다. 특히, PSE(12)가 PD를 검출하기 위하여 링크를 탐지하는 PD 탐지 과정에 PSE(12) 및 PD가 참여할 수 있다. 이때, PD가 검출되는 경우, PSE(12)는 이것이 유효인 무효인지를 결정하기 위하여 PD 검출 시그니쳐를 체크한다. 유효 및 무효 검출 시그니쳐들은 상기 IEEE 802.3af 표준에 정의되어 있다. 유효 PD 검출 시그니쳐가 PD가 전력을 받아들이는 상태에 있다는 것을 나타내는 반면, 무효 PD 검출 시그니쳐는 PD가 전력을 받아들이지 못하는 상태에 있다는 것을 나타낸다.
검출 시그니쳐가 유효한 경우, PD는 전원이 켜졌을 때 얼마나 많은 전력이 필요한지를 나타내기 위해 PSE에게 분류 시그니쳐를 제시하는 옵션을 구비한다. 예를 들어, PD는 등급(class) 0 내지 4로 분류될 수 있다. 제1 등급의 PD는 PSE가 최소4.0W를 공급할 것을 요구하고, 제2 등급의 PD는 PSE가 최소7.0W를 공급할 것을 요구하고, 제0, 3, 및 4 등급의 PD는 PSE가 최소15.4W를 공급할 것을 요구한다. PD의 결정된 등급에 기초하여, PSE는 필요한 전력을 PD로 인가한다. 전력이 PD에 공급될 때, PSE(12)는 포트의 전류를 모니터링할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 전류 감지 절차를 개략적으로 도시한 도면이다. PSE(12)는 하이-사이드 감지 저항(RH)을 포함하는 하이-사이드 직류 감지 회로 및 로우-사이드 감지 저항(RL)을 포함하는 로우-사이드 직류 감지 회로와 연관되어있다. 하이-사이드 감지 저항(RH)은 PSE(12)에 전력을 공급하는 한 쌍의 전력 공급 리드 중 양인 전력 공급 리드(power supply lead)(+PWR)와 예컨대, PD 같은 부하 사이의 하이-사이드 전력 공급선(high-side power supply line)에 배치된다. 로우-사이드 감지 저항(RL)은 한 쌍의 전력 공급 리드 중 음인 전력 공급 리드(power supply lead)(PWR RTN)와 부하 사이의 로우-사이드 전력 공급선(low-side power supply line)에 배치된다. 예를 들어, 하이-사이드 감지 저항(RH)은 부하와 접지 리드(ground lead) 사이에 연결될 수 있고, 로우-사이드 감지 저항(RL) 은 부하와 -48V 리드 사이에 연결될 수 있다. PoE 포트(14)는 상기 PSE(12)와 각 링크 간 인터페이스를 제공한다. PD 인터페이스(16)는 링크를 부하와 결합시킨다. 각각의 하이-사이드 전류 감지 소자와 로우-사이드 전류 감지 소자는 PSE(12)의 각 포트에 제공될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 결합된 전류 감지 소자가 모든 포트에 배 치될 수 있다.
하이-사이드 전류 감지 소자는 부하와 양인 리드 사이에 흐르는 하이-사이드 직류 iH를 결정한다. 예를 들어, 하이-사이드 저항(RH)에 대한 전압을 측정함으로써 하이-사이드 직류 iH를 결정한다. 로우-사이드 전류 감지 소자는 부하와 음인 리드 사이를 흐르는 로우-사이드 직류 iL를 결정한다. 예를 들어, 로우-사이드 저항(RL)에 대한 전압을 측정함으로써 로우-사이드 직류 iL를 결정한다.
하이-사이드 감지 저항(RH) 및 로우-사이드 감지 저항(RL)은 PSE칩에 대해서 외부에 배치될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 상기 PSE칩 상에 제공될 수 있다. 하이-사이드 감지 저항(RH) 및 로우-사이드 감지 저항(RL)대신에 임피던스 회로가 이용될 수 있다는 사실은 당업자라면 누구나 알 수 있을 것이다. 예컨대, 다이오드(diode)들이 이용될 수 있다.
선정된(prescribed) 전류 감지 조건들에 대한 응답으로 PoE포트로부터 제공된 전력을 제거하기 위해 적어도 하나의 스위치가 제공된다. 예컨대, 전력 공급을 차단하기 위해 상기 로우-사이드 전력 공급선에 로우-사이드 스위치 SL가 배열될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 상기 로우-사이드 전류 iL의 선정된 값에 대한 응답으로 로우-사이드 전력 공급선을 단락시키기 위해 로우-사이드 스위치 SL가 제공되거나, 상기 하이-사이드 전류 iH 의 선정된 값에 대한 응답으로 하이-사이드 전력 공급선을 단락시키기 위해 하이-사이드 스위치 SH가 제공될 수 있다.
상기 하이-사이드 스위치 SH 및 로우-사이드 스위치 SL 는 PSE칩에 대해 외부에 배치될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 상 PSE칩 상에 배열될 수 있다. 하이-사이드 스위치 SH 및 로우-사이드 스위치 SL 각각은 전계 효과 트랜지스터(이하 FET: field-effect transistor) 혹은 양극(bipolar) 트랜지스터를 이용해 구현될 수 있다. 예컨대, 상기 하이-사이드 스위치 SH는 P-타입 전계 효과 트랜지스터(PFET)일 수 있으며, 상기 로우-사이드 스위치 SL은 N-타입 전계 효과 트랜지스터(NFET)일 수 있다.
로우-사이드 직류 감지 회로에 의해 측정된 로우-사이드 전류 iL와 하이-사이드 직류 감지 회로에 의해 측정된 하이-사이드 전류 iH조합이 선정된(prescribed) 값에 해당할 때, PSE(12)는 선정된(prescribed) 동작을 실행하기 위한 동작 신호(operational signal)를 생성할 수 있다. 예컨대, 로우-사이드 전류와 하이-사이드 전류 간의 차가 아이솔레이션 시스템(isolation system)에서의 오류와 같은 오류 조건을 나타낼 수 있다. PSE(12)는 로우-사이드 전류와 하이-사이드 전류 간 차를 모니터하고, 상기 차가 선정된 값을 초과할 경우 오류 조건을 설정할 수 있다. PSE(12)는 사용자에게 오류 조건이 검출된 것에 대한 인디케이션(indication)을 제공하고, 제공된 오류 조건을 시스템-레벨 제어기(system-level controller 18)로 보고할 수 있다.
보고된 오류 조건에 대한 응답으로, 시스템-레벨 제어기(18)는 PoE 포트(14)에서 전력을 제거(remove)하는 것을 개시할 수 있다. 예컨대, 로우-사이드 스위치SL을 연결 해제(disconnect)함으로써 상기 PoE 포트(14)로부터 전력 제거를 시작할 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 오류 조건이 설정된 경우, PSE(12)는 전력 제거 동작을 자동으로 실행하고, 시스템-레벨 제어기(18)로 오류 조건에 대한 보고를 제공하며, 보고된 오류 조건으로 인해 전력이 제거될 수 있다.
또한, 하이-사이드 전류와 로우-사이드 전류 간의 차를 계산하는 대신, PSE(12)는 시스템-레벨 제어기(18)가 하이-사이드 및 로우-사이드 전류 측정 결과들을 판독(read)할 수 있도록 할 수 있다. 이때, 시스템-레벨 제어기(18)는 하이-사이드 직류 iH와 로우-사이드 직류 iL 간의 차를 모니터하고, 상기 차가 선정된 값을 초과할 경우, 오류 조건을 설정한다. 오류 조건에 대한 응답으로, 시스템-레벨 제어기(18)은 PSE(12)로부터의 전력을 차단(cut off)하는 동작을 시작할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 전류 감지 절차는 PSE(12)에 결합된 PD의 종류를 검출 및/또는(and/or) PD에 발생한 오류를 검출하는데 사용될 수 있다. 즉, 하이-사이드 직류 iH와 로우-사이드 직류 iL 간의 차는 예컨대, 접지 안테나를 구비한 무선 디바이스(radio device)와 같이, 상기PD가 접지 연결되어 있는 디바이스라는 것을 나타낼 수 있다. IEEE 802.3af 표준에 부합하는 PD의 경우, 하이-사이드 직류 iH와 로우-사이드 직류 iL 간의 차가 선정된 값을 초과할 경우, PSE(12)는 PD에서 오류 조건을 검출할 수 있다. 검출된 PD 종류 및/또는 검출된 PD 오류 조건은 시스템-레벨 제어기(18) 및/또는 사용자에게 보고될 수 있다
또한, 본 발명의 전류 감지 절차는 PSE(12) 및/또는 PSE(12)에 연결된PD에 의해 생성된 하이-사이드 전류와 로우-사이드 전류 간의 의도적인 언밸런스(intentional unbalance)를 모니터하는데 사용될 수 있다. 하이-사이드 전류와 로우-사이드 전류 간의 의도적인 언밸런스(intentional unbalance)는 시스템-레벨 제어기(18)에 의해 발생할 수 있다. 즉, 하이-사이드 직류 iH와 로우-사이드 직류 iL 간의 의도적인 언밸런스(intentional unbalance)는 PSE(12)로부터 각각의 PD로 정보를 전송하기 위해 생성될 수 있고, 또는 PD로부터 PSE(12)로 정보를 전송하기 위해 생성될 수도 있다.
비록 PSE 및 PD는 이더넷 데이터 전송에는 관여하지 않는 비데이터 주체들(non-data entities)이지만, 상호 식별(identificatiop)과 같은 일부 경우에 PSE 와 PD간 데이터 전송이 수행되는 것이 바람직할 수 있다. 데이터 전송을 수행하기 위해, PSE 및 PD는 하이-사이드 전류와 로우-사이드 전류 사이의 차를 제어하여 전송되는 데이터를 표시할 수 있다. 당업자라면, 임피던스 변조 회로(impedance modulating circuitry)와 같이 하이-사이드 전력 공급선과 로우-사이드 전력 공급선에서의 전류들 간에 제어된 언밸런스(controlled unbalance)를 생성하는 어떠한 회로든지 하이-사이드 직류 iH와 로우-사이드 직류 iL 간 차에 기초하여, 데이터 전송 프로토콜을 제공하기 위해 사용될 수 있다는 점을 충분히 이해할 수 있을 것이다.
예컨대, 상기 전류들 간의 언밸런스(current unbalance) 데이터 전송 프로토콜은 IEEE 802.3af 표준에서 요구하는 것보다 높은 고전력을 제공할 수 있는 고전력 PSE(high-power PSE)에 사용될 수 있다. PSE로의 데이터 전송을 통해, PD는 자신을 일반적인 PSE에 비해 고전력을 요구하는 디바이스라는 것을 식별할 수 있다. PD 데이터를 수신한 PSE가 고전력 PSE인 경우, 고전력 요청에 대한 승인(acknowledging) 데이터를 전송하여 상기 PD 데이터에 대해 응답하고, PD에 의해 요청된 전력을 제공한다.
만약 상기 전류들 간의 언밸런스(current unbalance) 데이터 전송 프로토콜을 사용하는 PD가 상기 전류들 간의 언밸런스(current unbalance) 데이터 전송 프로토콜을 파악하지 못하는 레거시 PSE(legacy PSE)에 연결된 경우, 레거시 PSE는 PD에 계속해서 전력을 공급하지만, PD에 의해 전송된 데이터에는 응답하지 않는다. 이때, PD는 PSE가 상기 전류들 간의 언밸런스(current unbalance) 데이터 전송 프로토콜을 지원하지 않는 것을 파악하면, PD의 동작을 수정하고, 적절하다고 판단될 경우, 레거시 PSE와 협조한다.
마찬가지로, 상기 전류들 간의 언밸런스(current unbalance) 데이터 전송 프로토콜과 협조하지 않는 PSE가 PD에 전력을 적용하고, PD로부터 어떠한 데이터도 수신하지 않는 경우, PSE는 각각의 PD들이 상기 전류들 간의 언밸런스(current unbalance) 데이터 전송 프로토콜을 지원하지 않는 레거시 PD라고 파악한다. 이 경우, PSE는 PD로 데이터 전송을 하지 않는다.
상술한 기재에서 본 발명의 측면들을 도시하고 설명하였다. 부가적으로, 본 발명은 바람직한 실시예들만을 도시하고 설명하고 있지만, 상술한 바와 같이, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
상술한 실시예들은 본 발명을 실행하는데 있어서 알려진 바람직한 실시예들을 설명하고, 당업자라면 본 발명의 특정한 적용 또는 사용들에 의해서 요구되는 그러한 또는 다른 실시예들을 포함하며 다양한 변형이 가능한 발명을 이용하도록 의도된다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (22)

  1. 통신 링크상으로 전력을 공급하는 시스템에 있어서,
    하이-사이드 전류값을 측정하는 하이-사이드 전류 감지 회로(hi-side current sensing circuitry);
    로우-사이드 전류값을 측정하는 로우-사이드 전류 감지 회로(low-side current sensing circuitry); 및
    상기 하이-사이드 전류값 및 상기 로우-사이드 전류값에 응답하여 오류 조건(fault condition)을 검출하는, 상기 하이-사이드 전류값 및 상기 로우-사이드 전류값의 조합(combination)에 응답하는 제어 회로
    를 포함하는 통신 링크 상의 전력 공급 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력은 이더넷(Ethernet) 상으로 공급되는 통신 링크 상의 전력 공급 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 하이-사이드 전류값과 로우-사이드 전류값의 차에 응답하여 상기 오류 조건을 검출하기 위해 구성되는 통신 링크 상의 전력 공급 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하이-사이드 전류 감지 회로는 한 쌍의 전력 공급 리드(lead) 중 양인(positive) 전력 공급 리드와 부하 사이에 연결된 임피던스(impedence)를 포함하는 통신 링크 상의 전력 공급 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로우-사이드 전류 감지 회로는 한 쌍의 전력 공급 리드 중 음인(negative) 전력 공급 리드와 부하 사이에 연결된 임피던스를 포함하는 통신 링크 상의 전력 공급 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하이-사이드 전류 감지 회로와 로우-사이드 전류 감지 회로는 직류를 감지하는 통신 링크 상의 전력 공급 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 오류 조건은 상기 하이-사이드 전류값과 로우-사이드 전류값의 차가 선정된 값을 초과하는 경우 검출되는 통신 링크 상의 전력 공급 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 오류 조건이 검출된 경우, 상기 통신 링크 상으로 공급된 전력은 제거되는(removed) 통신 링크 상의 전력 공급 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 오류 조건이 검출된 경우 사용자에게 인디케이션((indication)를 제공하기 위해 구성되는 통신 링크 상의 전력 공급 시스템.
  10. 통신 링크를 통해 부하에 전력을 공급하는 시스템에 있어서,
    하이-사이드 전류값을 측정하는 하이-사이드 전류 감지 회로;
    로우-사이드 전류값을 측정하는 로우-사이드 전류 감지 회로; 및
    상기 부하로부터 정보(information)를 검출하는, 상기 하이-사이드 전류값과 상기 로우-사이드 전류값의 조합에 응답하는 제어 회로
    를 포함하는 통신 링크 상의 전력 공급 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 하이-사이드 전류값 및 상기 로우-사이드 전류값 사이의 언밸런스(unbalance)를 검출하도록 구성되는 통신 링크 상의 전력 공급 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 하이-사이드 전류값과 상기 로우-사이드 전류값에 기 초하여 상기 부하의 종류(type)를 검출하도록 구성되는 통신 링크 상의 전력 공급 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 하이-사이드 전류값과 상기 로우-사이드 전류값에 기초하여 상기 부하가 접지 연결(earth ground connection)이 되어 있는지 여부를 확인하도록 구성되는 통신 링크 상의 전력 공급 시스템
  14. 제10항에 있어서,
    상기 전력 공급 시스템은 상기 하이-사이드 전류값과 상기 로우-사이드 전류값 사이의 언밸런스(unbalance)를 제공하여 상기 부하로 정보를 전송하는 통신 링크 상의 전력 공급 시스템.
  15. 통신 링크를 통해 부하에 전력을 공급하는 시스템에 있어서,
    하이-사이드 전류를 위해 상기 부하로의 경로(path)를 제공하는 하이-사이드 전류 회로;
    로우-사이드 전류를 위해 상기 부하로의 경로를 제공하는 로우-사이드 전류 회로; 및
    상기 하이-사이드 전류와 상기 로우-사이드 전류 사이에 선정된(predescribed) 언밸런스(unbalance)를 제공하는 제어 회로
    를 포함하는 전력 공급 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 선정된 언밸런스는 상기 부하로 정보를 주기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  17. 통신 링크를 통해 부하로 전력을 공급하는 시스템의 동작 방법에 있어서,
    전력 공급부와 연관된 하이-사이드 전류 회로에서 하이-사이드 전류를 감지하는 단계;
    상기 전력 공급부와 연관된 로우-사이드 전류 회로에서 로우-사이드 전류를 감지하는 단계; 및
    오류 조건을 검출하기 위해 상기 하이-사이드 전류와 상기 로우-사이드 전류를 비교하는 단계
    를 포함하는 전력 공급 시스템의 동작 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하이-사이드 전류 및 상기 로우-사이드 전류 간의 언밸런스(unbalance)에 기반하여 상기 부하에서 정보를 검출하는 단계
    를 더 포함하는 전력 공급 시스템의 동작 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 하이-사이드 전류 및 상기 로우-사이드 전류 간에 불균형을 제공하여 상기 전력공급부와 상기 부하 간에 정보를 전송하는 단계
    를 더 포함하는 전력 공급 시스템의 동작 방법.
  20. 적어도 한 쌍의 네트워크 노드들;
    네트워크 허브; 및
    데이터 통신을 제공하기 위해, 상기 적어도 한 쌍의 네트워크 노드들과 상기 네트워크 허브를 연결하는 통신 케이블링(cabling)
    을 포함하고,
    상기 네트워크 허브는 상기 통신 케이블링 상의 부하에 전력을 공급하는 전력 공급 장치(power supply device)를 포함하고, 상기 전력 공급 장치는 하이-사이드 전류값을 측정하는 하이-사이드 전류 감지 회로, 로우-사이드 전류값을 측정하는 로우-사이드 전류 감지 회로, 및 상기 하이-사이드 전류값과 상기 로우-사이드 전류값 사이의 차(difference)가 선정된(predetermined) 값을 초과하는 경우 오류를 검출하는 오류 검출 회로를 포함하는 근거리 통신망(LAN: local area network).
  21. 제20항에 있어서,
    상기 전력 공급 장치는 상기 전력 공급 장치와 상기 부하 사이에 정보를 전송하기 위해 상기 하이-사이드 전류값과 상기 로우-사이드 전류값 간의 언밸런스(unbalance)을 제공하도록 구성되는 근거리 통신망.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 전력 공급 장치는 상기 하이-사이드 전류값과 상기 로우-사이드 전류값 사이의 차(difference)에 기초하여 상기 부하로부터 정보를 결정하도록 구성되는 근거리 통신망.
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