[发明专利]具有冗余电力连接的数据线供电系统

说明书

本发明涉及一种具有冗余电力连接的数据线供电系统。在一个实施方案中，主控装置具有第一端口和第二端口，且最初仅将DC电压施加到所述第一端口。各具有第三端口和第四端口的多个从属装置以所述第一端口开始且以所述第二端口结束经由导体以环的形式串联连接到所述主控装置。所述导体同时携载所述DC电压和差分数据。每个从属装置在执行检测例程之后接着绕所述环在第一方向上依序将所述DC电压施加到相邻下游从属装置。如果所述主控装置未检测到其第二端口处的所述DC电压的存在，那么所述主控装置将所述DC电压施加到所述第一端口和所述第二端口以绕从属装置的所述环在两个方向上依序使所述从属装置通电。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张大卫·M.德维尔利(David M.Dwelley)等人在2016年4月20日申请的美国临时申请案第62/325,364号的优先权，其以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及例如以太网供电(PoE)和数据线供电(PoDL)的系统，其中DC电力经由差分数据线发射，且在将全电压施加至数据线之前执行例程。本发明更具体涉及一种互连的供电设备(PSE)和受电装置(PD)的系统，其使用冗余电力和数据路径来改进系统的可靠性。

背景技术

已知经由数据线发射电力来给远端设备供电。以太网供电(PoE)是一个这种系统的实例。在PoE中，将受限电力从以太网交换机发射到以太网连接设备(例如，VoIP电话、WLAN发射器、保安摄像机等)。来自以太网交换机的DC电力是经由标准CAT-5电缆中的两组双绞线发射。所述相同两组双绞线也可传导差分数据信号，因为DC共模电压不影响数据。以此方式，可免除需要提供受电装置(PD)的任何外部电源。PoE的标准规定于IEEE 802.3中，其以引用的方式并入本文中。CAT-5电缆具有四个绞线对，且通常不使用导线对中的两个。

更近期的发展被称作数据线供电(PoDL)，其中仅一个绞线对携载差分以太网数据和DC电力。这样一种系统也使用PSE和PD。PoDL由于所需的最少接线而对汽车而言特别有吸引力。任何电子装置可由PoDL系统供电。通过汽车中的绞线对发射的DC电压将通常为12伏。IEEE已开发出针对PoDL的802.3bu标准。

在PoE和PoDL两者中，存在在将全DC电压施加至导线之前执行的低功率检测阶段。检测阶段查找来自PD的指示PD兼容PoE或PoDL的特征。检测阶段之后也可能存在低功率分类阶段，其中传达PD的功率要求。PSE接着在其确定其可供应所需电力后，通过闭合耦合在电源与导线之间的开关而供应全DC电压。可购得用于PoE的控制器IC，其执行各种例程，闭合开关来将全DC电压施加至导线，且检测故障。

虽然PoE和PoDL由于从PSE通向每个PD的减少的接线而有利地用于汽车(和其它应用)中，但是将期望进一步减少所需接线，同时改进可靠性。

发明内容

在一个实施方案中，受电数据通信系统被假设为PoDL系统。全DC电压经由DC耦合电感器耦合到导线，且所有PHY(用于处理差分以太网数据的物理层装置)经由串联电容器AC耦合到导线。DC电压经由开关(例如MOSFET)选择性地耦合到导线。

主控PSE从电源(例如汽车的电池)接收DC电压。主控PSE具有用于连接到第一绞线对的第一端口，且具有用于连接到第二绞线对的第二端口。从属PD的串联环包含耦合到主控PSE的第一端口的末端从属PD，且具有耦合到主控PSE的第二端口的另一个末端从属PD。每个从属PD具有相同的端口对，其中每个端口可发送或接收数据和DC电力。一个端口耦合到上游从属PD，且另一个端口耦合到下游从属PD。