[发明专利]检测以太网PoDL系统中的接地隔离故障

说明书

本发明描述用于检测PSE(10)与PD(12)之间的接地故障泄漏的电路及技术。在将PoDL电压施加到所述PD(12)之前，测试开关(24)暂时闭合，用于感测PSE电压源的正端子和所述PSE(10)与所述PD(12)之间的任何接地泄漏路径之间的回路中的电压降。如果所述接地泄漏路径的电阻(Rleak)低于特定阈值，那么宣告故障。可通过供应已知测试电流通过所述回路并感测所述电压降而在没有测试开关的情况下执行类似测试。另一个测试是将所述PSE电压源的所述正端子连接到所述回路并感测所得电流。在将完整的PoDL电压施加到所述PD(12)之后，可通过感测源PSE电流与返回PSE电流之间的等效性来检测接地故障。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张由安德鲁J.加德纳(Andrew J.Gardner)及杰弗里L.希斯(JeffreyL.Heath) 于2014年11月19日申请的序列号为62/081,724的美国临时申请案的优先权。

技术领域

本发明涉及数据线供电(PoDL)系统，其中来自供电设备(PSE)的电力通过也用于传导差分数据信号(通常是以太网信号)的单线对传输到被供电装置(PD)。本发明尤其涉及检测PSE与PD之间的接地隔离故障。

背景技术

已知通过数据线将电力传输到远程电力设备。以太网供电(PoE)是一个此类系统的实例。在PoE中，将有限的电力从以太网交换机传输到以太网连接的设备(例如，VoIP电话，WLAN发射器、安全摄像机等)。来自交换机的DC电力通过标准CAT-n缆线中的两个或两个以上双绞线对传输。所述线对中的一或多者也传输差分数据信号，这是因为 DC共模电压不影响数据。以此方式，可消除为被供电装置(PD)提供任何外部电源的需要。

一种较新的技术是通过单个双绞线对传输电力以及差分数据的数据线供电(PoDL)。截至本发明，IEEE正在为PoDL开发标准，如IEEE 802.3bu。PoDL可能比PoE更灵活(因为其只需要一个线对)，且很可能成为一种流行的技术，尤其是在汽车中。

可设想，PoDL应用将需要PD接地与PSE接地之间的某种方式的隔离，以便防止形成接地回路或最小化接地回路的影响。接地是PSE及PD的相应参考节点，并不一定是绝对接地或彼此相等。虽然PSE接地到PD接地隔离的失效可能不会导致PoDL链路的彻底功能失效，但所得电流流动(泄漏电流)可能使以太网数据的完整性大幅降级。因此，检测PD接地与PSE接地之间隔离中的失效的能力是重要的，以便确保PoDL以太网链路中的数据完整性。

公开案WO 2006/127915及公开案EP 2 442 262A2描述通过相同的线供应电力及数据的系统。为检测接地隔离故障，将一根线上的源电流与另一根导线上的返回电流进行比较以确定它们是否相同。如果电流不相同，那么接地泄漏电流有可能。这是在接地故障断路器电路中使用的常规方法。

发明内容

描述用于在将PoDL电压施加到PD之前及在将PoDL电压施加到PD之后检测PSE 与PD之间的接地故障泄漏电流的电路及技术。

在一个实施例中，在将PoDL电压施加到PD之前，故障测试开关暂时闭合，以感测跨PSE电压源的正端子与PSE和PD之间的任何接地泄漏路径之间的电流回路的一部分的电压降。如果接地泄漏电路径的电阻低于特定阈值，那么产生故障信号。

在另一个实施例中，可通过暂时供应已知的测试电流通过电流回路并感测电压降来确定接地泄漏路径的电阻是否低于某一阈值而在没有测试开关的情况下进行类似测试。

在另一个实施例中，PSE电压源的正端子暂时连接到电流回路，并且感测所得电流。

描述其它电路。