[发明专利]以太网供电系统及其中执行的方法

说明书

PoE系统包括经由屏蔽的双绞线连接到PD的PSE，其中差分数据仅通过该双绞线传输，以及其中当使用屏蔽导体作为接地时经由双绞线中的并行传导直流电压的导线传输直流电。通过经由导线并行传导源电流和经由屏蔽导体传导返回电流，PSE控制器和PD控制器执行低功率握手过程。中心抽头自动变压器用于将两条导线连接到PSE控制器和PD控制器以及连接到PSE中的直流电压源。在成功握手过程之后，PSE通过接通第一电源开关将直流电压耦接在双绞线和屏蔽导体之间。然后，PD控制器接通第二电源开关来对负载供电。

相关申请的交叉引用

本申请基于2017年8月25日提交的序列号为62/550533的美国临申请并要求其优先权，该美国临时申请被转让给当前受让人并通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及以太网供电(Power over Ethernet，PoE)系统，其中来自供电设备(Power Sourcing Equipment，PSE)的功率通过导线传输到受电设备(Powered Device，PD)，这些导线还用于传导差分数据信号，该差分数据信号通常是以太网信号，并且在将全PoE电压施加到导线上之前进行握手过程(routine)。

背景技术

已知通过数据线向电力远程设备传输功率。以太网供电(Power over Ethernet，PoE)就是这样一种系统的示例。在PoE中，有限的功率从以太网交换机传输到以太网连接设备(例如，因特网协议上的语音(Voice over Internet Protocol，VoIP)电话、无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)发射机、安全摄像机等)。在标准的CAT-5布线中，来自以太网交换机的直流电通过两个或更多个双绞线进行传输。因为直流共模电压不会影响数据，所以一个或多个双绞线也可以传输差分数据信号。以这种方式，可以无需为受电设备(Powered Device，PD)提供任何的外部电源。IEEE 802.3中列出了PoE的标准，通过引用合并在本文中。

PoE可以使用标准化的低功率握手过程，以确保PD与通过导线接收的直流PoE电压兼容。该握手可包括多个双绞线上的、PSE产生的低功率信号/低电压信号，PD可以以特有的方式响应以用于PSE识别PD是兼容PoE的(通常称为检测特征)。该检测特征可包括横跨多个双绞线的25千欧姆(kohm)的电阻。在PSE执行检测之后，可以通过导线执行低功率过程，以识别PD的功率需求以及其他信息。这称为分类。

发明内容

公开了一种PoE系统，其中，只有一个双绞线用于PSE和PD之间的双工差分数据通信。该双绞线由周围的导体屏蔽，以降低耦合到该双绞线中的环境噪声。该屏蔽导体可以在PSE端接地。

导线连接到在PSE和PD中的中心抽头自动变压器，其中，中心抽头等同地提供到两个导线的直流(和低频)连接。因此，两条导线在低功率、低频握手阶段中以及当PSE向PD供应全PoE电压时携载相等的电压和源电流。对于握手阶段和PoE功率传输，屏蔽导体传导返回电流。

在一个实施例中，PSE可仅在分类阶段确定PD的PoE需求，PD呈现(present)导线(经过自动变压器)与屏蔽导体之间的检测特征，该检测特征例如为25千欧姆(kohm)的电阻器。PSE检测该特征电阻，以便确定PD是兼容PoE的。在另一个实施例中，PSE可以在检测阶段之前确定PD的PoE需求，PSE利用检测电流探测PD，从而PD呈现导线(经过自动变压器)与屏蔽导体之间的检测特征，该检测特征例如为具有电流限制的恒压分流器。PSE检测随后的特征电压，以便确定在施加全电压之前PD是否需要分类。

接下来，PSE可以在低功率分类过程中通过双绞线(经过自动变压器)和屏蔽导体确定PD的PoE功率需求。在PSE可以在检测阶段之前确定PD的PoE功率需求的实施例中，PSE可以跳过分类阶段并进入上电阶段。