[发明专利]数据线供电系统及电压测量系统

说明书

本申请案涉及一种使用混合式共模扼流圈及电压的开尔文感测的通信系统。在经由一对导线传导差分数据的通信系统中，AC共模噪声在噪声环境中会不合意地耦合到所述导线。混合式共模扼流圈HCMC在将所述差分数据传递到PHY的同时使所述AC共模噪声衰减。所述HCMC包含CMC(具有相同极性的绕组)及差模扼流圈(具有相反极性的绕组)。所述CMC使所述AC共模噪声衰减，且所述DMC将所述经衰减AC共模噪声传递到端接电路以消除所述经衰减AC共模噪声。本发明还揭示一种技术，所述技术用于在PoDL系统中通过检测不载运DC电流的导线上的电压而对所述对导线处的DC电压进行开尔文感测，以提供更准确测量。

相关申请案交叉参考

本申请案是基于并主张安德鲁·J.·加德纳(Andrew J.Gardner)于2016年7月25日提出申请的第62/366,308号美国临时申请案的优先权，且还基于并主张安德鲁·J.·加德纳于2017年2月13日提出申请的第62/458,522号美国临时申请案的优先权，所述两个申请案以引用的方式并入本文中。

技术领域

一项发明涉及在双绞线对上使用差分数据的通信系统，且明确地说，涉及用于改进共模及差模损耗特性的技术。另一发明涉及数据线供电(PoDL)系统，其中来自供电设备(PSE)的电力经由单个导线对被传输到受电装置(PD)，所述单个导线对还用于传导差分数据信号(通常为以太网信号)且实现对系统中的电压的更准确测量。

背景技术

经由数据线传输电力以给远程设备供电是已知的。以此方式，可消除对给受电装置(PD)提供任何外部电源的需要。一种形式的此技术是数据线供电(PoDL)，其中电力连同差分数据一起经由单个双绞线对而传输。PoDL可能会成为一项普及技术，尤其是在汽车中。

图1图解说明从US 2016/0308683拷贝的PoDL系统的已知配置。媒体相关接口(MDI)连接器160耦合到载运差分数据及DC电压两者的双绞线对(未展示)。对PoDL系统两端的耦合可是相同的。

PHY 150经由MDI连接器160、共模扼流圈(CMC)210以及AC耦合电容器C1及C2输出差分数据及接收差分数据。PHY 150表示OSI模型中的物理层且为通常包含信号调节与解码电路以用于将位呈递给下一级的收发器。术语PHY是技术术语且取决于特定应用而由各种IEEE标准定义。PHY通常为集成电路。数字处理器(未展示)耦合到PHY 150以用于处理数据。

如果图1的电路处于PSE侧上，那么来自电源140的DC电压由单独电感器142耦合到导线。电感器142阻挡AC且使DC通过。

来自MDI连接器160的导线由电阻器R1及R2以及电容器C3及C4端接以使反射最小化。

图2图解说明另一现有技术电路，其中差分数据透过双绞线对12而传输且共模噪声由CMC1及CMC2滤除。由于不传导DC电压，因此可不需要AC耦合电容器。

CMC是具有两个与双绞线对串联的绕组的直列式变压器。如由CMC绕组上的点所展示，绕组具有相同极性，因此由差模信号产生的磁场基本上相互抵消。因此，CMC对差模电流呈现极小电感或阻抗。然而，共模电流因绕组的组合电感而遇到高阻抗。

在两种配置中，CMC理想地消除或极大地衰减共模RF噪声而不提供差分或DC电压信号的损耗。然而，CMC具有妨碍其理想性能的约束条件。此些约束条件包含绕组间电容、绕组的DC电阻(DCR)及芯损耗。CMC还必须向差分数据呈现低插入损耗及高回波损耗。

一些应用需要在噪声环境中(例如在工厂中)实现极低位错误率。常规CMC在不增加差分数据插入损耗的情况下无法单独实现此。用户可用屏蔽电缆替换无屏蔽双绞线对(通常，以太网CAT-5电缆)，但此会增添显著费用。

需要一种提供更稳健技术来滤除共模噪声的用于差分数据通信的端接技术。