用于可變數(shù)量的負(fù)載的功率分配器和功率分配方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于可變數(shù)量的負(fù)載的功率分配器、用于可變數(shù)量的負(fù)載的功率分配方法和用于功率分配的軟件產(chǎn)品?？赡転榭勺償?shù)量的負(fù)載提供功率分配，這允許功率的有效分布，同時減少不必要的開銷，對可變數(shù)量的負(fù)載的總功率需求的確定集中在功率分配器中，功率分配器可接著從電源請求期望量的功率。
【專利說明】
用于可變數(shù)量的負(fù)載的功率分配器和功率分配方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于可變數(shù)量的負(fù)載的功率分配器、用于可變數(shù)量的負(fù)載的功率分配 方法和用于功率分配的軟件產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002] WO 2012/028981 Al公開了在W太網(wǎng)供電（PoE)安裝中的管理，其中管理單元包括 不同的外部設(shè)備可連接到的多個端口并適合于控制輸送到相應(yīng)端口的功率。
[0003] CN 102 664 741 A公開了在W太網(wǎng)供電的背景中的級聯(lián)布置，其中連接到饋電儀 器(PSE)的電動設(shè)備(PD)轉(zhuǎn)而起用于另外的PD的P沈的作用。
[0004] WO 2013/062567 Al設(shè)及確定功率是否在功率級處被供應(yīng)到網(wǎng)絡(luò)電動設(shè)備。網(wǎng)絡(luò) 連接器可用于向網(wǎng)絡(luò)電動設(shè)備提供功率和通信。網(wǎng)絡(luò)電動設(shè)備可本身向饋電儀器表示作為 使用功率級處的功率的設(shè)備。指示器指示電力是否在功率級處被供應(yīng)。
[0005] US 2006/0226712 Al公開了能夠向外部設(shè)備提供一定范圍的DC電壓的功率轉(zhuǎn)換 器和提供一定范圍的DC電力的方法。功率轉(zhuǎn)換器包括用于接收對DC電力的請求和用于提供 所請求的DC電力的供應(yīng)電路。在一個實施例中，分配器可連接到與運(yùn)樣的外部設(shè)備有通信 聯(lián)系的源或與該源通信，其中分配器然后使用來自該源的電力來給多個設(shè)備供電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為可變數(shù)量的負(fù)載提供功率分配，運(yùn)允許功率的有效分布，同時 減小不必要的開銷。
[0007] 在本發(fā)明的第一方面中，提出了用于可變數(shù)量的負(fù)載的功率分配器，其包括:多個 端口，負(fù)載可連接到多個端口中的每個;功率單元，其布置成從外部電源接收功率并用于向 多個端口供應(yīng)功率;控制單元，其布置成在操作期間檢測哪個端口被負(fù)載占據(jù)，并用于確定 給占據(jù)端口的負(fù)載供電所要求的功率的總量，其中控制單元還布置成基于所要求功率的所 確定的總量將功率請求傳遞到電源。
[000引在本發(fā)明的第二方面中，提出借助于包括多個端口的功率分配器的用于可變數(shù)量 的負(fù)載的功率分配方法，負(fù)載可連接到多個端口中的每個，該方法包括下列步驟:檢測哪個 端口被負(fù)載占據(jù)，確定給占據(jù)端口的負(fù)載供電所要求的功率的總量，基于所要求功率的所 確定的總量將功率請求傳遞到電源，W及將從電源接收的功率分配到用于給占據(jù)端口的負(fù) 載的至少一部分供電的端口。
[0009] 在本發(fā)明的第=方面中，提出了用于功率分配的軟件產(chǎn)品，軟件產(chǎn)品包括用于當(dāng) 軟件產(chǎn)品在根據(jù)本發(fā)明的功率分配器上運(yùn)行時使功率分配器執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的步 驟的程序代碼模塊。
[0010] 還公開了根據(jù)本發(fā)明的功率分配系統(tǒng)，其包括根據(jù)本發(fā)明的功率分配器和多個 燈，每個燈連接到功率分配器的相應(yīng)端口作為負(fù)載。
[0011] 基于下面的見識來做出本發(fā)明： W太網(wǎng)供電(PoE)最初被設(shè)想為通過已經(jīng)用于將分離的數(shù)據(jù)儀器和外圍設(shè)備連接到W 太網(wǎng)的相同電線來向運(yùn)些設(shè)備供電的方法。目前，開始討論對所有種類的（低)功率消耗者 (如照明儀器(傳感器、開關(guān)、光源））或娛樂電器(如有源揚(yáng)聲器、互聯(lián)網(wǎng)無線電裝置、DVD播 放器、機(jī)頂盒和甚至電視機(jī))采用相同的方法。在運(yùn)里，實際標(biāo)準(zhǔn)化打算支持甚至每Ca巧/6 連接的高于50W的功率級。用于W太網(wǎng)供電的特定標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802.3af-2003(術(shù)語太網(wǎng) 供電"和"PoE"常常被理解為指運(yùn)個特定的標(biāo)準(zhǔn))和IE邸802.at-2009(也被稱為"PoE+"或 "PoE plus''）。
[0012]用于應(yīng)用PoE的一個即將來臨的領(lǐng)域是在照明系統(tǒng)中。新一代基于LED的燈利用如 由網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中的化E提供的中屯、電源。此外，廉價的網(wǎng)絡(luò)電纜的使用允許安裝成本的減 小，且內(nèi)在安全和極性控制致力于減少安裝錯誤。在照明系統(tǒng)的背景中，PoE安裝的大部分 負(fù)載設(shè)備是光源，其中其它設(shè)備如傳感器或用戶接口設(shè)備也可由化E供電。
[0013] 當(dāng)給分離的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備如路由器、交換機(jī)、打印機(jī)假脫機(jī)等供電的PoE標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3af-2003被引入時，它是對小功率插頭型電源的交換。作為最初預(yù)期的負(fù)載，其中大部 分已經(jīng)配備有通信和處理裝置，用于具有模擬協(xié)商W及W太網(wǎng)協(xié)商的PoE和化E+支持的開 銷相對低。
[0014] 圖1示出已知的PoE系統(tǒng)的示意性概略圖。所示PoE系統(tǒng)由包括電源11和一個常規(guī) PoE負(fù)載400 (PoE負(fù)載通常被稱為"電動設(shè)備"或叩護(hù)）的饋電儀器(PSE) 1組成，該P(yáng)oE負(fù)載 400包括功率消耗單元403和處理單元404。在PSE 1和PD 400之間的連接14借助于在PSE 1 的輸出插孔12之一和PD 400的輸入插孔401之間的所謂的插塞式電纜來完成。在PoE系統(tǒng) 中，一般，功率供應(yīng)和數(shù)據(jù)連接共用相同的插塞式電纜14。在多負(fù)載系統(tǒng)中，每個負(fù)載連接 至化SE 1的多個端口 12、13的單獨輸出端口。每個負(fù)載PD 400單獨地與PSE 1協(xié)商其所要求 功率的可獲得性。運(yùn)要求在每個負(fù)載400中的PD側(cè)上的電動設(shè)備控制器402。在P沈側(cè)上，PSE 管理控制器18監(jiān)督在所有端口上的協(xié)商。
[0015] 認(rèn)識到，特別是在照明系統(tǒng)的新應(yīng)用領(lǐng)域(常常具有沒有或只有低本地計算和通 信要求的小負(fù)載)中，與負(fù)載復(fù)雜度比較的通信和處理的開銷可容易變得不適當(dāng)。
[0016] 運(yùn)對于如例如對滿天星類型的照明安裝使用的小光點是尤為如此。在運(yùn)些中，每 個特定的負(fù)載本身常常僅僅是一個Lm)設(shè)備。然而相反，在不使用化E的運(yùn)樣的安裝中，相同 的驅(qū)動器可由很多光點共用。找到仍然提供與PoE方法可比較的益處（例如可變數(shù)量的負(fù) 載)的更成本有效的解決方案是合乎需要的。
[0017] 發(fā)明人認(rèn)識到，為了減小IP控制和每光點化E功率處理的開銷，可引入燈驅(qū)動器， 其從例如W太網(wǎng)供電端口獲取功率并將此分配到多個光源。光源不需要任何本地通信和處 理裝置。然而，光源可具有通知PoE協(xié)商者所要求的功率級的裝置。驅(qū)動器可包括處理和通 信裝置，W便通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)被控制并與PSE協(xié)商關(guān)于所要求的功率級。
[0018] 可能提供用于可變數(shù)量的負(fù)載的功率分配，運(yùn)允許功率的有效分布，同時減少不 必要的開銷，對可變數(shù)量的負(fù)載的總功率需求的確定集中在功率分配器中，功率分配器可 接著從電源請求期望量的功率。
[0019] 在優(yōu)選實施例中，功率分配器的控制單元進(jìn)一步布置成在操作期間確定占據(jù)端口 的每個負(fù)載的相應(yīng)的功率需求，其中所要求功率的總量從相應(yīng)的功率要求的和來計算。
[0020] 確定每個負(fù)載的相應(yīng)的功率需求允許功率分配器的廣泛通用性，該功率分配器可 因此在各種不同的實施方式中被有利地使用。
[0021 ]在優(yōu)選實施例中，功率單元布置成將相應(yīng)的預(yù)定功率量供應(yīng)到多個端口中的每 個，其中控制單元布置成通過將用于所占據(jù)的端口的相應(yīng)的預(yù)定功率量加起來來確定所要 求功率的總量。
[0022] 作為上述實施例的替代方案，可W給每個端口（如果被占據(jù))提供預(yù)定的功率量。 相應(yīng)地，總功率量的控制和確定被簡化。應(yīng)注意，端口之一的相應(yīng)的預(yù)定功率量不一定必須 與其它端口中的一個或多個的預(yù)定功率量相同。實際上，可能有為每個端口提供的不同的 預(yù)定功率量，同時所有端口也可具有預(yù)見的相同的預(yù)定功率量。
[0023] 應(yīng)注意，在另一優(yōu)選實施例（或上述實施例的修改）中，預(yù)定功率量的方面可用于 第一組待占據(jù)的一個或多個端口，而對于第二組待占據(jù)的一個或多個端口，可使用在操作 期間確定相應(yīng)的功率需求的方面。另一選項可包括端口的預(yù)定功率量，其可由從占據(jù)端口 的負(fù)載得到的信息重寫。
[0024] 在上述實施例的修改中，控制單元還包括用于感測占據(jù)端口的負(fù)載的特性的一個 或多個感測元件，該特性指示負(fù)載的功率需求。
[0025] 甚至在供應(yīng)到所占據(jù)的端口的功率量不是固定的情況下，負(fù)載也不必傳遞它的需 求，且實際上負(fù)載可在運(yùn)個方面中是完全被動的。用于感測該特性的選項包括提供具有可 檢測的電屬性的元件(優(yōu)選地，電阻器，其中也可使用其它元件），該元件被設(shè)置在負(fù)載中并 通過備用(或?qū)Ｓ?觸頭或借助于用于提供功率本身的配線(例如借助于有或沒有包含上拉 電阻器的分壓器)可連接到功率分配器。
[0026] 在上述實施例的另外的修改中，控制單元布置成從占據(jù)端口的負(fù)載接收需求信 號，需求信號指示負(fù)載的功率需求。
[0027] 作為上述修改的替代方案，負(fù)載也可能能夠?qū)⑿枨髠鬟f到端口（或通常功率分配 器）。在運(yùn)個背景中，通信的手段可對應(yīng)于化E方法(使用由化E提供的協(xié)商或甚至W太網(wǎng)連 接，如可用的話）。還可使用其它通信手段，例如無線通信。
[0028] 在優(yōu)選實施例中，至少一個端口設(shè)置有用于驅(qū)動占據(jù)端口的負(fù)載的操作的驅(qū)動單 J L O
[0029] 本發(fā)明的功率分配器可不僅包括用于收集(或添加）多個負(fù)載的功率需求并用于 與電源協(xié)商功率的總量的元件，功率分配器還可包括負(fù)載的驅(qū)動單元。相應(yīng)地，在運(yùn)樣的情 況下，待連接的負(fù)載可減少到基本上僅僅具有一些配線的LED,其中用于驅(qū)動Lm)的電路將 被包括在功率分配器中。
[0030] 在優(yōu)選實施例中，在所要求功率的總量大于從外部電源接收的功率量的情況下， 控制單元布置成向外部指示運(yùn)樣的過載并防止功率單元向占據(jù)端口的所有或選定負(fù)載供 應(yīng)功率。
[0031] 在過載(其也可被考慮為供給不足）的情況下，有下面的危險:通過仍然將可用功 率成比例地分配到所連接的負(fù)載，負(fù)載可經(jīng)歷嚴(yán)重的供給不足。因此，根據(jù)運(yùn)個實施例的功 率分配器可抑制提供任何功率，同時通過適當(dāng)?shù)氖侄?例如閃爍的LED,特別是在所占據(jù)的 端口處)指示過載，使得用戶可采取措施來移除過載。另一方法將是防止對選定負(fù)載的功率 供應(yīng)，選定負(fù)載可基于相應(yīng)的端口（即可能有具有"被保證的供應(yīng)"的端口，同時其它只有在 沒有過載的情況下可得到額外的功率時接收功率）、負(fù)載的功率需求(例如削減到具有最大 需求的（多個)負(fù)載或到具有最小需求的（多個)負(fù)載的功率)來選擇。
[0032] 在優(yōu)選實施例中，控制單元布置成在操作期間檢測由功率單元供應(yīng)到多個端口的 功率的當(dāng)前量并用于在欠載的情況下根據(jù)所供應(yīng)的功率的當(dāng)前量傳遞減小的功率請求，在 欠載中所供應(yīng)的功率的當(dāng)前量將所要求功率的W前確定的總量削減了預(yù)定的量和/或在預(yù) 定的時間段期間削減所要求功率的W前確定的總量。
[0033] 如果確定W前提供的功率請求不(不再)對應(yīng)于當(dāng)前的情況，則運(yùn)樣的信息到外部 電源的傳遞允許也在外部電源側(cè)上的改進(jìn)的管理。
[0034] 可W連續(xù)地、間歇地和/或基于用戶輸入或某個其它請求來完成檢查占據(jù)端口的 額外負(fù)載的連接、W前占據(jù)的端口的斷開、負(fù)載被另一負(fù)載的代替、W及功率需求的確定。 對應(yīng)地，也可連續(xù)地、間歇地和/或基于用戶輸入或某個其它請求來提供功率請求的重新協(xié) 商。
[0035] 也可給功率分配器提供測量負(fù)載所消耗的實際功率（即總共或逐個端口分配的功 率的實際量)的功率消耗測量單元，其中可能確定實際量比如所要求的確定的量少。對運(yùn)樣 的情況的原因可能是，燈被額定用于特定的功率需求(被指示到功率分配器），而實際消耗 較少。
[0036] 在上述實施例的修改中，功率分配器還包括用于存儲指示由控制單元檢測的功率 的當(dāng)前量的信息的存儲器，其中控制單元在檢測到欠載的情況時布置成重新啟動功率分配 器并用于在重啟之后從存儲器讀取信息。
[0037] 功率分配器可例如具有存儲在最后一個序列中已協(xié)商的負(fù)載的本地閃存，其中所 存儲的信息可被使用W便加速附加的負(fù)載的檢測和當(dāng)下一上電時的協(xié)商過程。
[0038] 在優(yōu)選實施例中，控制單元還布置成接收關(guān)于占據(jù)端口之一的至少一個負(fù)載的控 制指令并用于根據(jù)控制指令來控制功率單元。
[0039] 功率分配器可具有用于接通和斷開負(fù)載或其它控制方式的控制設(shè)備的額外功能。 控制指令可由連接到功率分配器本身的傳感器或開關(guān)(連接也可采用化E)、由包括在負(fù)載 中的傳感器或開關(guān)、或由其它手段(例如W無線方式)提供。
[0040] 在優(yōu)選實施例中，功率單元布置成根據(jù)W太網(wǎng)供電標(biāo)準(zhǔn)從外部電源接收功率。應(yīng) 理解，權(quán)利要求1的功率分配器、權(quán)利要求12的功率分配系統(tǒng)、權(quán)利要求13的功率分配方法 和權(quán)利要求14的計算機(jī)程序具有類似和/或相同的優(yōu)選實施例，特別是如在從屬權(quán)利要求 中定義的優(yōu)選實施例。
[0041] 應(yīng)理解，本發(fā)明的優(yōu)選實施例也可W是從屬權(quán)利要求或上述實施例與相應(yīng)的獨立 權(quán)利要求的任何組合。
[0042] 本發(fā)明的運(yùn)些和其它方面將根據(jù)并且參考在下文中所述的實施例變得清楚并且 得W闡明。
【附圖說明】
[0043] 在下面的附圖中： 圖1示出已知的化E系統(tǒng)的示意性概略圖， 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的功率分配系統(tǒng)的示意性概略圖， 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的功率分配系統(tǒng)的示意性圖示。
[0044] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另外實施例的功率分配系統(tǒng)的示意性圖示。
[0045] 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的再另一實施例的功率分配系統(tǒng)的示意性圖示，W及 圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的功率分配方法的流程圖圖示。
【具體實施方式】
[0046] 圖1示出已知的化E系統(tǒng)的示意性概略圖并在上面被討論。
[0047] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的功率分配系統(tǒng)的示意性概略圖。
[0048] 圖2中所示的功率分配系統(tǒng)包括功率分配器2, W燈的形式的幾個負(fù)載3由電纜6連 接到功率分配器2。此外，傳感器4和手動開關(guān)5禪合到功率分配器。功率分配器經(jīng)由電纜14 連接到電源(未示出）。
[0049] 功率分配器2布置成借助于PoE來接收功率，其中電纜14充當(dāng)W太網(wǎng)/PoE連接。從 PoE方面來說，在運(yùn)個方面中，功率分配器2是連接到W電源的形式的電源儀器的電動設(shè)備 帥）。
[0050] 功率分配器2包括中央電子器件21(包括控制單元)并設(shè)置有多個端口 23(在運(yùn)里： 六個端口 23)和多個插座24(在運(yùn)里:兩個插座24)。功率分配器還包括用于電纜14的連接器 27、燈指示器25和按鈕26。
[0051] W光源的形式的負(fù)載3連接到端口 23。傳感器4和開關(guān)5禪合到插座24。傳感器4和 開關(guān)5(如果不是完全無源的)也可被考慮為具有某個功率需求的負(fù)載。
[0052] 經(jīng)由電纜14接收的功率按規(guī)定路線被發(fā)送到光源3且(如果必要)到傳感器和開關(guān) 5。
[0053] 在運(yùn)里使用的電纜6可W是與用于常規(guī)PoE連接的相同的Ca巧/6插塞式電線。然 而，除非化E也用于給負(fù)載3供電，使用不同類型的配線是有益的，因為連接不能意外地被混 淆。如果相同的電纜和連接器類型被使用，則運(yùn)樣的負(fù)載應(yīng)被設(shè)計為當(dāng)意外地連接到功率 分配器2時不被毀壞。
[0054] 中央電子器件21與電源協(xié)商用于所連接的負(fù)載3的適當(dāng)功率級。
[0055] 在本實施例中，功率分配器2被提供用于向每個端口 23供應(yīng)24V的恒定電壓，其中 電流被限制，使得每端口 23的功率不超過抓。中央電子器件21包括用于確定端口 23是否被 負(fù)載3占據(jù)的檢測手段。在運(yùn)種情況下，檢測基于在端口23中的額外觸頭，其只有當(dāng)端口被 占據(jù)時才被連接。替代的方法也是可能的，例如借助于感測端口中的連接器的存在的機(jī)械 接觸傳感器。從所占據(jù)的端口23的數(shù)量計算所要求功率，其中中央電子器件21布置成經(jīng)由 電纜14從電源(未示出)請求對應(yīng)量的功率。
[0056] 燈指示器25用于指示功率分配器2的狀態(tài)，其中按鈕26允許總功率分配系統(tǒng)的接 通和斷開。
[0057] 功率分配器2還布置成從開關(guān)5和傳感器4接收輸入。一實施方式可使用用于檢測 環(huán)境光的傳感器4,因而允許根據(jù)總的光情況自動控制光源3。開關(guān)5可用于接通和斷開光源 3,超馳了傳感器4。
[0058] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的功率分配系統(tǒng)的示意性圖示。
[0059] 為了簡化和解釋起見，沒有示出如圖2所示的功率分配系統(tǒng)的細(xì)節(jié)(例如電纜14、 端口 23、插座24、傳感器4、開關(guān)5、按鈕26)，即使運(yùn)些元件仍然也可在下面的實施例中采用。
[0060] 作為對上述實施例的替代方案或附加，也可能提供用信號通知所請求的功率級的 每個負(fù)載的信息裝置。在非常簡單的形式中，運(yùn)可W是連接到多余觸頭的電阻器，其關(guān)于所 要求的功率進(jìn)行通知，例如在使用感測電壓的情況下通過引起指示所要求功率的電流，或 在使用感測電流的情況下通過引起指示所要求功率的電壓降。在更先進(jìn)的實施例中，兩個 電阻器形成分壓器，使得在對負(fù)載施加固定電壓(例如負(fù)載使用固定的5V恒定電壓)的情況 下，分壓器也取得那個電壓并分為在端口處被讀取的感測電壓。
[0061] 顯示具有燈3作為負(fù)載的圖3的功率分配系統(tǒng)。即使只示出一個燈3,也可能有所提 供的可變數(shù)量的運(yùn)樣的燈(也具有不同的特性）。
[0062] 燈3經(jīng)由低電壓DC電纜6連接到功率分配器2，并包括光源39化抓)和燈電路30，燈 電路30包括電流驅(qū)動器33和單個電阻器31。
[0063] 功率分配器2包括（除了其它元件W外，見上文)控制單元22和通過內(nèi)部配線212- 2n2連接到控制單元22的檢測電路211-化1，燈指示器25連接到控制單元22W用于到用戶的 容易的視覺通信。對于功率分配器2的待占據(jù)的多個端口中的每個，提供相應(yīng)的配線212- 2n2和檢測電路211-化1。檢測電路211-化1包括上拉電阻器213-化3、隔離開關(guān)214-化4和指 示器215-化5。
[0064] 控制單元22適合于每當(dāng)相應(yīng)的端口不被兼容的負(fù)載設(shè)備3占據(jù)時在每個端口讀取 感測電壓，其為上拉電壓(例如負(fù)載電壓5V)。在負(fù)載3被連接的情況下，兩個電阻器213和31 形成分壓器，其中因而產(chǎn)生的感測電壓Vsens是在那個端口處的所要求負(fù)載功率的表示。
[0065] 運(yùn)可W是W遵循線性方程（Preq = (Vmax - Vsens) / Vmax * Pmax)的線性方 式，而Preq作為所要求功率，Vmax作為最大電壓，Vsens作為感測電壓W及Pmax作為最大功 率。替化抽，羊系前巧據(jù)像下而一掉的夫格：
[0066] 控制單元從不同的檢測電路讀取電壓并將在所有所連接的通道(被占據(jù)的端口） 上的所請求的功率加起來。如果和在對連接允許的限制（例如對于一個Ca巧/6是PoE+ max 25.5W)內(nèi)，則從電源(未示出）請求該和。
[0067] 假如總共比可得到的更高的（例如大于由電源可供應(yīng)的或大于被準(zhǔn)予由電源供應(yīng) 的)功率被請求，產(chǎn)生借助于燈指示器25來用信號通知過載的信號。
[0068] 鑒于特定實施方式的細(xì)節(jié)，可用于處理過載的各種各樣的規(guī)則是可能的，例如只 有那么多端口被接通，使得最大允許的功率(或在協(xié)商中的被接受的功率)得W被分配到負(fù) 載(所W-些可保持?jǐn)嚅_）。另一可能的方法是完全停止功率分配（即到端口的功率），直到 過載被解決為止。
[0069] 使端口單獨地接通通過每端口的隔離開關(guān)214-化4實現(xiàn)。在每個端口處的指示器 215-2n5通知哪個端口由于過載條件而斷開。
[0070] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另外實施例的功率分配系統(tǒng)的示意性圖示。
[0071] 圖4中所示的功率分配系統(tǒng)的總體布置對應(yīng)于圖3中所示的功率分配系統(tǒng)的總體 布置，除了電流驅(qū)動器216-化6不設(shè)置在負(fù)載3 '中而是在功率分配器2 '中W外，更特別地作 為檢測電路211' -2n 1'的部分。因此，負(fù)載3 '只包括光源39化抓)和指示光源39的特性的電 阻器31。
[0072] 運(yùn)意味著負(fù)載3'未連接到恒定電壓，但W所要求電流被驅(qū)動。運(yùn)通過每通道一個 電流驅(qū)動器(216-2n6)實現(xiàn)。在運(yùn)種情況下，電流編程使用每負(fù)載3'的電阻器31來完成。
[0073] 為了保持每負(fù)載的功率和電流分離，可使用兩個編程電阻器。然而，為了減少所要 求部件的數(shù)量，電流編程可直接給出關(guān)于所要求功率級(例如對于1 W是100 mA，對于5 W是 500 mA，對于10 W是1.000 A)的信息。關(guān)系可W是如在運(yùn)個例子中示出的線性的，但也可W 是不自然的并通過表格被控制。
[0074] 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的再另一實施例的功率分配系統(tǒng)的示意性圖示。
[0075] 與圖3和4的實施例比較，例如圖5中所示的實施例關(guān)于負(fù)載3''的構(gòu)造進(jìn)一步被簡 化。在運(yùn)個實施例的負(fù)載3''中，提供平行于光源39( WLm)的形式)的電阻器31。功率分配器 2''的端口的檢測和驅(qū)動電路211'化1''可通過向燈提供低于光源39的燃燒電壓(例如 2.5V)的感測電壓來讀取電阻器31的電阻。因為Lm)將不承載電流，所承載的唯一電流在被 連接的電阻器31中。如前面所指示的，電阻器31的值指示負(fù)載3的功率需求。
[0076] 用于閱讀電阻器31的替代方式是在驅(qū)動器211''-化1''中，在PWM暫停中或在啟動 光源39之前提供也將允許單獨地測量電阻器31的負(fù)測試電壓。
[0077] 一般，運(yùn)個實施例的電阻器31的電阻將被選擇得很大，使得在正常操作期間，穿過 那個電阻器的電流可相比穿過光源39的負(fù)載電流被忽略（因而保持由于感測功能所致的任 何損耗低或甚至可忽略）。
[0078] 圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的功率分配方法的流程圖圖示。
[0079] 在第一步驟Sl中，對于功率分配器的多個端口（負(fù)載可連接到每個端口），檢測哪 個端口當(dāng)前被負(fù)載占據(jù)。
[0080] 基于檢測結(jié)果，在后面的步驟S3中，確定給占據(jù)端口的負(fù)載供電所要求的功率的 總量。
[0081] 基于所要求功率的所確定的總量，在另一步驟S5中，將功率請求傳遞到電源。假定 有來自電源的積極響應(yīng)（即所請求的功率的至少一部分可被提供），在步驟S7中，從電源接 收的功率被分配到端口用于對占據(jù)端口的負(fù)載的至少一部分供電。
[0082] 雖然在附圖和前述描述中詳細(xì)圖示并描述了本發(fā)明，運(yùn)樣的圖示和描述應(yīng)被考慮 為例證性的或示例性的而不是限制性的;本發(fā)明不限于所公開的實施例。
[0083] 除了功率請求W外，根據(jù)本發(fā)明的功率分配器的控制單元也可用信號通知所占據(jù) 的端口的數(shù)量(或可個體地被控制的所占據(jù)的端口的數(shù)量和某個標(biāo)識），因而給出單獨可控 制的"通道"的指示。
[0084] 在另一實施例中，負(fù)載可包括傳感器，其中特別是在使用具有燈或光源作為負(fù)載 的本發(fā)明的功率分配器的背景中的可能的傳感器類型包括存在和日光感測設(shè)備。傳感器可 只用于在負(fù)載內(nèi)部使用（例如直接控制負(fù)載)或可向功率分配器提供信息W用于也許還有 其它負(fù)載的額外控制。
[0085] 在上面圖示的實施例中，在負(fù)載和功率分配器之間的連接由簡單的DC配線提供。 本發(fā)明不限于如此的連接，且也對于在功率分配器和相應(yīng)的負(fù)載之間的連接，可使用PoE, 即使優(yōu)選地沒有在W太網(wǎng)上的通信選項。所提供的功率可穩(wěn)定到如根據(jù)PoE標(biāo)準(zhǔn)由負(fù)載的 類型(例如根據(jù)在照明裝置中的L邸組件)確定的級。
[0086] 本發(fā)明不僅允許功率被供應(yīng)到隨著時間的過去恒定的相應(yīng)負(fù)載，但它也可W是在 存在適時的某個變化，例如負(fù)載的所提供/要求的功率的波動的情況下被提供。
[0087] 功率分配器也可布置成使用在所提供的電壓上的變化，使得控制暗淡/通量水平 可在功率分配器和(多個)負(fù)載之間實施。
[0088] 應(yīng)理解，本發(fā)明也可由具有對功率和數(shù)據(jù)的化E輸入、一個或多個簡化DC/PoE僅輸 出和包括W太網(wǎng)的零個或多個化E輸出的功率分配器實施。相應(yīng)地，傳感器和開關(guān)也可連接 到功率分配器W用于對包括負(fù)載的功率分配系統(tǒng)的改進(jìn)的控制。此外或替代地，功率分配 器可布置成W無線方式進(jìn)行通信并用于接收由開關(guān)、傳感器等發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0089] 除了上面討論的實施例W外，另一選項是，功率分配器計算如對于占據(jù)功率分配 器的端口的負(fù)載所要求的負(fù)載功率的和。如果在所要求功率中存在減小，則功率分配器關(guān) 于減小的功率預(yù)算來通知電源，特別是如果總功率實質(zhì)上比當(dāng)前協(xié)商的功率小的話。兩種 可能的方法如下： 如果例如借助于化E連接電源和功率分配器，則功率分配器可在短時間期間丟掉化E連 接并可因此引起在功率分配器和電源之間的新協(xié)商的開始。W前確定(減?。┑墓β市枨蟊?存儲并在重啟之后變得可用于傳遞到電源。
[0090] 如果例如除了PoE的僅僅功率方面W外，電源和功率分配器由某個其它通信手段 (例如W太網(wǎng))禪合，則通信可直接包括對電源的關(guān)于所要求功率的減小量的指示。
[0091] 在另一實施例中，本發(fā)明提供協(xié)商的DC功率分配系統(tǒng)，其中與已知的PoE布置相 反，功率請求和協(xié)商功能集中用于多個簡化的負(fù)載。優(yōu)選地，負(fù)載請求在具有在功率協(xié)商中 被連接和使用的負(fù)載的所有端口上被求和。特別地，負(fù)載W無源方式例如借助于在連接器 上呈現(xiàn)的電阻來用信號通知它們的功率請求。有利地，到簡化負(fù)載的輸出值可W是恒定電 壓、恒定電流和/或恒定/最大功率。對于過載的情況，不能被供應(yīng)的負(fù)載的去激活可被預(yù) 見。此外，系統(tǒng)可具有用信號通知被去激活的端口的在驅(qū)動器中的過載指示器和/或在每個 端口處的過載指示器。系統(tǒng)可假定在化E功率協(xié)商之后決定多少功率可用于分配到負(fù)載。
[0092] 在本申請中，術(shù)語太網(wǎng)供電"和"PoE"主要指IEEE 802.3af-2003或IEEE 802.3at-2009，而叩oE+"具體地指IE邸802.3at-2009。然而，技術(shù)人員將認(rèn)識到（除非在特 定的實例中另有指示），如本文討論的太網(wǎng)供電"的概念不限于IE邸802.3af-2003或 IE趾802.3at-2009的確切細(xì)節(jié)。此外，本發(fā)明也適用于IE趾802.3af-2003或IEEE 802.3at-2009的未來發(fā)展。
[0093] 對所公開的實施例的其它變形可由本領(lǐng)域中的技術(shù)人員在實施所主張的發(fā)明時 從附圖、本公開和所附權(quán)利要求的研究中理解和實現(xiàn)。
[0094] 在權(quán)利要求中，詞"包括"并不排除其它元件或步驟，且不定冠詞"一"或"一種"并 不排除多個。
[OOM]單個處理器、設(shè)備或其它單元可實現(xiàn)在權(quán)利要求中敘述的幾個項目的功能。某些 措施在相互不同的從屬權(quán)利要求中被敘述的起碼事實并不指示運(yùn)些措施的組合不能有利 地被使用。
[0096] 操作(如檢測端口的占據(jù)、確定所占據(jù)的端口的總功率、傳遞功率請求和功率的分 配)可被實施為計算機(jī)程序的程序代碼模塊和/或?qū)嵤閷Ｓ糜布?br>[0097] 計算機(jī)程序可存儲和/或分布在適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)例如光學(xué)存儲介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)上，連 同其它硬件一起或作為其它硬件的部分被供應(yīng)，但也可分布在其它形式中，例如經(jīng)由互聯(lián) 網(wǎng)或其它有線或無線電信系統(tǒng)。
[0098] 在權(quán)利要求中的任何參考符號不應(yīng)被解釋為限制范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種用于可變數(shù)量的負(fù)載(3, 3'，3''）的功率分配器(2, 2'，2''），包括： 多個端口（23)，負(fù)載(3, 3'，3''）可連接到所述多個端口（23)中的每個； 功率單元(21)，其布置成從外部電源（1)接收功率并用于向所述多個端口（23)供應(yīng)功 率； 控制單元（22)，其布置成在操作期間檢測哪個所述端口（23)被負(fù)載（3, 3'，3''）占 據(jù)，并用于確定給占據(jù)所述端口（23)的所述負(fù)載(3, 3'，3''）供電所要求功率的總量， 其中所述控制單元（22)還布置成基于所要求功率的所確定的總量將功率請求傳遞到 所述電源（1)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率分配器(2, 2'，2''），其中所述控制單元(22)還布置成 在操作期間確定占據(jù)端口（23)的每個負(fù)載(3, 3'，3''）的相應(yīng)的功率需求，其中所要求功 率的總量根據(jù)所述相應(yīng)的功率需求的和來計算。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率分配器(2, 2'，2''），其中所述控制單元(22)還包括用 于感測占據(jù)端口（23)的負(fù)載(3，3'，3''）的特性的一個或多個感測元件(211-2111，211'-2η1'，211''-2ηΓ'），所述特性指示所述負(fù)載(3, 3'，3''）的功率需求。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率分配器（2)，其中所述控制單元（22)布置成從占據(jù)端口 (23)的負(fù)載(3)接收需求信號，所述需求信號指示所述負(fù)載(3)的所述功率需求。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率分配器(2)，其中所述功率單元(21)布置成將相應(yīng)的預(yù)定 功率量供應(yīng)到所述多個端口（23)中的每個，其中所述控制單元(22)布置成通過將所占據(jù)的 端口（23)的所述相應(yīng)的預(yù)定功率量加起來來確定所要求功率的總量。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率分配器(2'，2''），其中至少一個所述端口（23)設(shè)置有用 于驅(qū)動占據(jù)所述端口（23)的負(fù)載(3'，3''）的操作的驅(qū)動單元(216-2η6)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率分配器(2，2'，2''），其中，在所要求功率的總量大于將 從所述外部電源（1)接收的功率的量的情況下，所述控制單元(22)布置成向外部指示這樣 的過載并防止所述功率單元(21)向占據(jù)所述端口（23)的所有或選定負(fù)載(3, 3'，3''）供 應(yīng)功率。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率分配器(2, 2'，2''），其中所述控制單元(22)布置成在 操作期間檢測由所述功率單元(21)供應(yīng)到所述多個端口（23)的功率的當(dāng)前量并用于在欠 載的情況下根據(jù)所供應(yīng)的功率的當(dāng)前量傳遞減小的功率請求，在所述欠載中所供應(yīng)的功率 的當(dāng)前量將所要求功率的以前確定的總量削減了預(yù)定的量和/或在預(yù)定的時間段期間削減 所要求功率的以前確定的總量。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的功率分配器(2, 2'，2''），還包括用于存儲指示由所述控制 單元檢測的功率的當(dāng)前量的信息的存儲器，其中所述控制單元(22)在檢測到所述欠載的情 況時布置成重新啟動所述功率分配器(2, 2'，2''）并用于在所述重啟之后從所述存儲器 讀取所述信息。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率分配器(2, 2'，2''），其中所述控制單元(22)還布置成 接收關(guān)于占據(jù)所述端口（23)之一的至少一個負(fù)載(3, 3'，3''）的控制指令并用于根據(jù)所 述控制指令來控制所述功率單元(21)。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率分配器(2, 2'，2''），其中所述功率單元(21)布置成根 據(jù)以太網(wǎng)供電標(biāo)準(zhǔn)從所述外部電源(1)接收功率。12. -種功率分配系統(tǒng)，包括： 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率分配器(2, 2'，2''）， 多個燈(3, 3'，3''），所述燈(3, 3'，3''）中的每個連接到所述功率分配器(2, 2'， 2''）的相應(yīng)端口（23)作為負(fù)載(3, 3'，3''）。13. -種借助于包括多個端口（23)的功率分配器(2, 2'，2''）的用于可變數(shù)量的負(fù)載 (3, 3'，3''）的功率分配方法，負(fù)載(3, 3'，3''）可連接到所述多個端口（23)中的每個， 所述方法包括下列步驟： 檢測(S1)哪個所述端口（23)被負(fù)載(3, 3'，3''）占據(jù)， 確定(S2)給占據(jù)所述端口（23)的所述負(fù)載(3, 3'，3''）供電所要求功率的總量， 基于所要求功率的所確定的總量將功率請求傳遞(S3)到電源（1)，以及 將從所述電源（1)接收的功率分配(S4)到所述端口（23)用于給占據(jù)所述端口（23)的所 述負(fù)載(3, 3'，3''）的至少一部分供電。14. 一種用于功率分配的軟件產(chǎn)品，所述軟件產(chǎn)品包括用于當(dāng)所述軟件產(chǎn)品在根據(jù)權(quán) 利要求1所述的功率分配器(2, 2'，2''）上運(yùn)行時使功率分配器(2, 2'，2''）執(zhí)行如權(quán)利 要求13所述的方法的步驟的程序代碼模塊。
【文檔編號】G06F1/26GK105981478SQ201480051668
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年8月28日
【發(fā)明人】M.溫德特, B.B.A.特尼斯森, H.T.范德贊德, L.伊塞博德特
【申請人】飛利浦燈具控股公司