本發(fā)明涉及用于向以太網(wǎng)供電(Power-over-Ethernet)設(shè)備提供不間斷電源的系統(tǒng)及方法。本發(fā)明特別涉及具有由低壓電池連接輔助電源的供電器的系統(tǒng)。本發(fā)明涉及由在受電裝置位置上的應(yīng)急PoE備用電源，為遠(yuǎn)處的受電裝置提供不間斷電源。

背景技術(shù)：
“以太網(wǎng)供電”裝置是用于由以太網(wǎng)電纜提供電源的受電裝置。以太網(wǎng)供電(“PoE”)描述了通過以太網(wǎng)電纜輸電的技術(shù)。單芯電纜傳輸數(shù)據(jù)和電能至裝置，例如IP安全攝像頭、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、VoIP電話、網(wǎng)絡(luò)路由器等。無需為PoE裝置提供獨(dú)立的電源。IEEEPoE標(biāo)準(zhǔn)為供電設(shè)備、實(shí)際電源和受電裝置設(shè)定信號標(biāo)準(zhǔn)，以使得受電裝置和供電設(shè)備之間能夠通信。供電設(shè)備和受電裝置相互檢測并調(diào)整向PoE裝置供應(yīng)的電量。根據(jù)IEEEPoE標(biāo)準(zhǔn)，通過以太網(wǎng)電纜只能夠傳輸有限的電能。當(dāng)主電源中斷時，不間斷供電系統(tǒng)(“UPS”)或者不間斷電源向受電裝置提供應(yīng)急電源。UPS是一種迅速通用的瞬時替代供電設(shè)備，它能夠在主電源故障后即刻運(yùn)作。相比之下，備用或者應(yīng)急系統(tǒng)是獨(dú)立的電源，它們必須被激活并切換至供給受電裝置。對于敏感電子設(shè)備和連續(xù)數(shù)據(jù)處理而言，及時性和低延遲非常重要。UPS保護(hù)受電裝置避免丟失數(shù)據(jù)、丟失與受電裝置相關(guān)的狀態(tài)信息，以及隨之而來的與維修和重設(shè)受電裝置相關(guān)的開銷。避免的這些額外開銷包括數(shù)據(jù)處理延遲、發(fā)送技術(shù)人員至受電裝置的所在地，以及系統(tǒng)停機(jī)時間損失的收入。UPS還預(yù)防受電裝置的軟件中斷。意外斷電可能需要重新開機(jī)或重啟系統(tǒng)，由此導(dǎo)致延遲和停機(jī)時間超過電源中斷帶來的停機(jī)時間。在現(xiàn)有技術(shù)中，UPS曾經(jīng)是替代電源開關(guān)，當(dāng)檢測到電源中斷時，該開關(guān)就會立即啟動。開關(guān)將常規(guī)電源供應(yīng)切換至替代電源，例如電池。關(guān)鍵裝置，例如病房內(nèi)的心臟監(jiān)護(hù)器和呼吸機(jī)，意外斷電可能會終止運(yùn)作。在該期間內(nèi)，UPS將接入以消除所有的相關(guān)裝置和網(wǎng)絡(luò)的停機(jī)時間。在不間斷電源領(lǐng)域，可以獲取多種專利和出版物。由Recker等人于2012年4月5日公布的美國專利申請No.2012/0080944公開了一種方法和系統(tǒng)，在相關(guān)部分提到如何在沒有電源時保持照明網(wǎng)格工作。例如自動控制裝置、墻壁開關(guān)以及照明網(wǎng)格，必須連接以實(shí)現(xiàn)彼此通信和具有單獨(dú)的備用電池。當(dāng)自動控制裝置識別電源中斷時，該裝置聯(lián)系網(wǎng)格中具有備用電源的其他裝置來適應(yīng)運(yùn)動和環(huán)境，以及改變亮度和顏色。對于PoE裝置而言，由于需要協(xié)調(diào)電源和受電裝置，因此結(jié)合UPS將非常復(fù)雜。PoE裝置通常遠(yuǎn)離實(shí)際電源，例如交流電源插座。電源插座上的交流電源中斷影響PoE裝置以外的供電設(shè)備。用于供電設(shè)備的UPS為現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的具有瞬時開關(guān)的電池或替代電源。由于PoE裝置沒有到電源的電源線，因此在現(xiàn)有技術(shù)中沒有用于PoE裝置的UPS。由Susong,III等于2009年10月1日公布的美國專利申請No.2009/0243391，記載了旨在為網(wǎng)絡(luò)工具提供電源的供電電源，例如路由器和交換機(jī)。供電電源接收交流電流，將其轉(zhuǎn)換成直流電流，并在至少一個PoE端口處供電。電源還包括內(nèi)部備用電池和用于確保電源不間斷的冗余(redundancies)。為了提供持續(xù)電源，裝置還包括故障轉(zhuǎn)移通信接口，該接口位于在主電源和工作在離線模式下的備用電源之間。故障轉(zhuǎn)移接口檢測當(dāng)主電源中斷時，備用電源成為在線電源，為裝置提供電能。由Jackson于2007年10月23日公布的美國專利申請No.7286556揭露了向用于連接在中央網(wǎng)絡(luò)裝置的多個裝置傳輸電源的系統(tǒng)和方法。中央網(wǎng)絡(luò)裝置經(jīng)由以太網(wǎng)絡(luò)傳輸電源，能夠向那些網(wǎng)絡(luò)上的裝置提供備用電源，而不依靠多個冗余電源。該系統(tǒng)揭示通過電纜傳輸電源，該電纜具有用于數(shù)據(jù)和電源的不同導(dǎo)線，或者該同一電纜利用不同的頻率和過濾器來保持信號完整?，F(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)用于為PoE裝置提供UPS，不能處理供電設(shè)備和PoE裝置之間的分離。例如，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)攝像頭通過用于電源和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)電纜，連接控制中心?？刂浦行奈挥跀?shù)英里之外，監(jiān)視位于其他位置的四面八方的多個網(wǎng)絡(luò)攝像頭?，F(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)為控制中心提供UPS，作為用于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)攝像頭供電設(shè)備。進(jìn)一步的現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)涉及優(yōu)選哪個PoE裝置在斷電期間通過插座持續(xù)接收電源，在控制中心作為供電裝置。并沒有公開在PoE裝置位置的任何電源問題。本地電源管理是現(xiàn)有技術(shù)中的控制中心管理器的不必要的冗余。但是，并非所有的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)攝像頭都能使用控制中心作為供電設(shè)備。在長距離下從控制中心傳輸電源和數(shù)據(jù)到各遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)相機(jī)，所需的電壓對于以太網(wǎng)電纜來說太高了。在許多情況下，以太網(wǎng)電纜的容量不足以驅(qū)動遠(yuǎn)程PoE裝置。由于經(jīng)由以太網(wǎng)電纜的長距離電力傳輸集結(jié)的電阻，導(dǎo)致電壓下降或電流波動。傳統(tǒng)的PoE供電器解決了長距離和以太網(wǎng)電纜容量的問題。PoE供電器將本地交流電源連接至PoE裝置，同時在控制中心和PoE裝置之間傳輸數(shù)據(jù)。用于PoE裝置的現(xiàn)有技術(shù)的UPS系統(tǒng)無法應(yīng)對用于廣大網(wǎng)絡(luò)的基于供電器的系統(tǒng)。供電器和PoE裝置的地方級的電源中斷持續(xù)影響廣范圍的PoE裝置的系統(tǒng)。局部的電力中斷依然能夠干擾整個網(wǎng)絡(luò)的PoE裝置，即便由UPS現(xiàn)有技術(shù)保護(hù)控制中心?，F(xiàn)有技術(shù)的UPS系統(tǒng)無法應(yīng)對PoE裝置在廣大遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)上擴(kuò)張。本發(fā)明的目的在于，提供向PoE裝置不間斷供電的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例。本發(fā)明的目的在于，提供向PoE裝置供應(yīng)不間斷的低電壓電源的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例。本發(fā)明的另一目的在于，提供向PoE裝置不間斷供電的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例，該P(yáng)oE裝置中跨位于受電裝置和供電設(shè)備之間。本發(fā)明的另一目的在于，提供通過供電器控制器為PoE裝置不間斷供電的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例。本發(fā)明的另一目的在于，提供通過具有交流/直流轉(zhuǎn)換器的供電器控制器為PoE裝置不間斷供電的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例。本發(fā)明的另一目的在于，提供通過具有備用電池的供電器控制器為PoE裝置不間斷供電的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例。本發(fā)明的另一目的在于，提供為位于遠(yuǎn)離控制中心的PoE裝置不間斷供電的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例。本發(fā)明的另一目的在于，提供為PoE裝置本地化供應(yīng)不間斷電源的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例。通過閱讀所附的說明書和權(quán)利要求可以明白這些和其他的目的以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的實(shí)施例包括用于為以太網(wǎng)供電(“PoE”)裝置提供不間斷電源的系統(tǒng)。尤其是，PoE裝置位于遠(yuǎn)離PoE裝置的整個網(wǎng)絡(luò)的控制中心，并且用于該控制中心的電源與各個PoE裝置分離。來自控制中心或中間的供電設(shè)備的唯一電源通過以太網(wǎng)電纜傳輸。中間的供電設(shè)備可以是路由器或者網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。PoE裝置需要更多來自本地電源的電源功率，同時依然從以太網(wǎng)電纜上傳輸和使用數(shù)據(jù)和電能。在本發(fā)明的實(shí)施例中，系統(tǒng)包括了殼體、位于殼體上的電源輸入端、位于殼體上的供電設(shè)備輸入端、位于殼體上的受電裝置輸出端、位于殼體內(nèi)的替代電源，以及位于殼體內(nèi)的控制模塊。所述殼體是分離單元，其附在從控制中心到受電設(shè)備、PoE裝置的以太網(wǎng)纜線上，位于受電設(shè)備的位置。例如，在受電裝置附近的墻壁插座在電源輸入端插入殼體，盡管墻壁插座與通過供電裝置和控制中心供電的電源相分離。在殼體上，供電輸入端可以是供電(PS)接口。該接口可以是連接電源線的墻壁插座。電源線連接至交流電源，例如墻壁插座。供電設(shè)備輸入端和受電裝置輸出端可以具有作為以太網(wǎng)端口的接口。用于電源和數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)電纜連接這些裝置至殼體。供電設(shè)備可以包括PoE網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、非PoE網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及其他電源和數(shù)據(jù)源。受電裝置是PoE裝置，例如無線路由器、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、網(wǎng)絡(luò)電話(VoIP)、無線熱點(diǎn)、攝像頭以及數(shù)據(jù)處理器。在殼體內(nèi)部，替代電源可以是存儲能源的工具，例如一個或多個電池。在一些實(shí)施例中，替代電源是鋰電池。替代電源還能夠化學(xué)激活而充電，以使得替代電源由系統(tǒng)存儲電能。例如，替代電源能夠從供電設(shè)備輸入端存儲電能，該電能來自以太網(wǎng)電聯(lián)和/或經(jīng)由電源線的電源輸入端。本發(fā)明的實(shí)施例還包括連接至電源輸入端、供電設(shè)備輸入端、受電裝置輸出端以及替代電源的的控制模塊。所述控制模塊管理接收和分發(fā)至殼體的電源和數(shù)據(jù)。實(shí)施例包括控制模塊，該控制模塊由供電器機(jī)構(gòu)(injectormeans)、比較器機(jī)構(gòu)和開關(guān)機(jī)構(gòu)構(gòu)成。供電器機(jī)構(gòu)分配收集到的電能至受電裝置。比較器機(jī)構(gòu)檢測分配至受電裝置的電能，無論該電能來自供電輸入端、替代電源或是供電設(shè)備。開關(guān)機(jī)構(gòu)將收集的電能引導(dǎo)至供電器機(jī)構(gòu)用于分配，該電能來自供電輸入端、替代電源、供電設(shè)備或其中的任意組合。還可以在供電器機(jī)構(gòu)和供電輸入端之間設(shè)有轉(zhuǎn)換器機(jī)構(gòu)，以確保供電器機(jī)構(gòu)收集正確類型的電能。在一些實(shí)施例中，供電器機(jī)構(gòu)包括負(fù)載電路，其存儲來自電源輸入端、供電設(shè)備輸入端和替代電源的電能。供電器機(jī)構(gòu)通過受電裝置輸出端分配，比較器監(jiān)控負(fù)載電路的電壓，以確保提供給受電裝置足夠的電壓。負(fù)載電路的電能可以來源自供電輸入端、供電設(shè)備輸入端或替代電源。開關(guān)機(jī)構(gòu)控制該來源。系統(tǒng)的實(shí)施例可以有多種運(yùn)行模式?？刂颇K具有運(yùn)行第一模式，用于從電源輸入端提供電能至受電裝置；運(yùn)行第二模式，用于從替代電源提供電能至受電裝置；運(yùn)行第三模式，用于從供電設(shè)備輸入端提供電能至受電裝置；運(yùn)行第四模式，用于從電源輸入端提供電能至替代電源；運(yùn)行第五模式，用于從供電設(shè)備輸入端提供電能至替代電源。運(yùn)行模式由開關(guān)機(jī)構(gòu)控制，開關(guān)機(jī)構(gòu)與比較器連接。本發(fā)明的實(shí)施例具有并發(fā)和互斥的運(yùn)行模式，開關(guān)機(jī)構(gòu)確保選擇了正確的模式。例如，當(dāng)比較器檢測在負(fù)載電路上電量不足時，開關(guān)機(jī)構(gòu)接收信號來改變運(yùn)行模式，從而確保從供電器機(jī)構(gòu)向受電裝置分配不間斷電源。假如運(yùn)行模式是具有來自電源輸入端的電能的第一模式，則可以瞬時變化為具有來自替代電源的電能的第二模式。本發(fā)明的實(shí)施例包括為PoE裝置提供不間斷電源的方法。所述方法包括通過比較器監(jiān)控供電器上的電壓，通過供電器向受電設(shè)備分配電能。然后，還有通過供電器上的比較器檢測電源不足的步驟；根據(jù)電源輸入端的任意中斷，切換電源至在電源輸入端和替代電源之間的供電器的步驟。當(dāng)供電器的負(fù)載電路低于閾值時，就會發(fā)生電能不足。當(dāng)電源輸入端在閾值范圍內(nèi)供應(yīng)電能時，中斷將導(dǎo)致比較器向切換器發(fā)出信號，從電源輸入端瞬時變?yōu)樘娲娫?。?dāng)解決中斷后，電源輸入端能夠在閾值范圍內(nèi)供應(yīng)電能時，比較器向切換器發(fā)出信號，從替代電源變?yōu)殡娫摧斎攵恕Ｓ眠@種方法，替代電源保持反復(fù)利用，并能夠在本發(fā)明所述方法的實(shí)施例的其他步驟中充電。附圖說明圖1為根據(jù)本發(fā)明用于不間斷電源的系統(tǒng)的實(shí)施例的立體圖。圖2為圖1的實(shí)施例的側(cè)視圖。圖3為圖1的實(shí)施例的俯視圖。圖4為圖1的實(shí)施例的反向側(cè)的視圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明用于不間斷電源的系統(tǒng)的實(shí)施例的剖視圖。圖6為根據(jù)的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明用于為PoE裝置提供不間斷電源的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例的示意圖。具體實(shí)施方式根據(jù)圖1-7，展示了用于不間斷電源的系統(tǒng)10的實(shí)施例。系統(tǒng)10包括殼體12、電源輸入端14、供電設(shè)備輸入端16、受電裝置輸出端18、替代電源20和控制模塊22。圖1-4顯示殼體12作為一個分立單元，布置在受電裝置或PoE裝置的位置。PoE裝置遠(yuǎn)離PoE裝置整個網(wǎng)絡(luò)的控制中心，用于控制中心的電源獨(dú)立于各個PoE裝置。PoE裝置通過網(wǎng)絡(luò)，依靠來自控制中心的數(shù)據(jù)的反復(fù)傳輸。來自控制中心或中間的供電設(shè)備的唯一電源通過以太網(wǎng)電纜傳輸。由于以太網(wǎng)纜線的物理限制，傳輸至系統(tǒng)10的電能不是很多。以太網(wǎng)纜線保證供電設(shè)備輸入端16主要供應(yīng)數(shù)據(jù)和部分電能。可能會有一些來自供電設(shè)備的電能通過供電設(shè)備輸入端16傳輸，但是這些電能通常不足以使PoE裝置運(yùn)行。同樣的，中間供電設(shè)備可以是路由器或網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。當(dāng)從供電設(shè)備輸入端16傳輸和使用數(shù)據(jù)及些許電能時，PoE裝置需要更多來自本地電源的源功率自控制中心的以太網(wǎng)纜線能夠連接供電設(shè)備輸入端16，該供電設(shè)備輸入端16將系統(tǒng)10連接至整個網(wǎng)絡(luò)。圖1-4還表示了電源輸入端14，電源輸入端14實(shí)際上為系統(tǒng)10和用于PoE裝置的受電裝置輸出端18提供電能。在一些實(shí)施例中，在受電裝置插頭附近的墻壁插座在電源輸入端14插入殼體12?？梢允褂闷渌谋镜仉娫矗珉姵?。在本發(fā)明中，連接在電源輸入端14的電源必須與用于供電設(shè)備和控制中心的電源隔離開。系統(tǒng)10作為整個系統(tǒng)的一部分而運(yùn)行。在遠(yuǎn)處收集和傳輸數(shù)據(jù)，比如系統(tǒng)10，合并入整體網(wǎng)絡(luò)。在一處發(fā)生的電源中斷不會使整個網(wǎng)絡(luò)崩潰。本發(fā)明的系統(tǒng)10向PoE裝置添加不間斷供電系統(tǒng)(UPS)。以往的網(wǎng)絡(luò)僅在服務(wù)中心設(shè)置UPS來保護(hù)數(shù)據(jù)和預(yù)防中斷。本發(fā)明的系統(tǒng)10在遠(yuǎn)處的PoE裝置實(shí)現(xiàn)UPS。如圖1和2所示，電源輸入端14在殼體12上設(shè)置有供電(PS)接口24。接口24位于殼體12的外表面上。接口24兼容用于電源線或其他延長線的墻上插孔連接。這些線連接交流電源，例如墻壁插座。直流電源距離受電裝置比控制中心或網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的供電設(shè)備更近。圖3和4表示設(shè)置在殼體12上的供電設(shè)備輸入端16和受電裝置輸出端18。供電設(shè)備輸入端16具有供電設(shè)備(PSE)接口26。受電裝置輸出端18具有受電裝置(PD)接口28。在本發(fā)明的實(shí)施例中，PSE接口26和PD接口28是位于殼體12外部的以太網(wǎng)端口。用于電源和數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)電纜，通過接口26和28,連接裝置至殼體12。其他實(shí)施例包括用于PSE接口26或PD接口28的輔助電源線端口。在圖1-5的實(shí)施例中，供電設(shè)備輸入端16連接整體網(wǎng)絡(luò)的供電設(shè)備。供電設(shè)備可以包括PoE網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、非PoE網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及其他電源和數(shù)據(jù)源。供電設(shè)備是數(shù)據(jù)和電源網(wǎng)絡(luò)的組成部分。供電設(shè)備并非受與系統(tǒng)10相同的能源驅(qū)動。而且在本發(fā)明中，受電裝置輸出端18連接受電裝置至系統(tǒng)10。受電裝置成為整體網(wǎng)絡(luò)的一部分，傳輸數(shù)據(jù)和電源至其他供電設(shè)備，例如控制中心計算機(jī)。在圖1-5的實(shí)施例中，受電裝置是PoE裝置，例如無線路由器、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、網(wǎng)絡(luò)電話(VoIP)、無線熱點(diǎn)、攝像頭以及數(shù)據(jù)處理器。圖7表示受電裝置46的示意圖。圖7還說明了供電設(shè)備44。供電設(shè)備可以由網(wǎng)絡(luò)和包括至少一個網(wǎng)絡(luò)輸入端和網(wǎng)絡(luò)輸出端的網(wǎng)絡(luò)電纜組成，從而向供電設(shè)備輸出端16提供數(shù)據(jù)和電能。網(wǎng)絡(luò)電纜是用于反復(fù)傳輸電源和數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)電纜。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)輸出端具有供電電纜終端，例如雙22-28美國線規(guī)導(dǎo)線輸出電源接線端。網(wǎng)絡(luò)電纜通過供電設(shè)備輸入端16向控制模塊22和受電裝置46傳輸和接收數(shù)據(jù)。圖5-6表示替代設(shè)置在殼體12內(nèi)的電源20的實(shí)施例。替代電源20存儲電能，以備受電裝置的使用。分別如圖5和6所示，在一些實(shí)施例中，替代電源20是電池30或多個電池30。在一些實(shí)施例中，替代電源20是鋰電池。在系統(tǒng)10中，替代電源20存儲來自電源輸入端14或供電設(shè)備輸入端16的電能，從而在電源輸入端14中斷時，替代電源20準(zhǔn)備好供電。因此，替代電源20還可以是化學(xué)激活充電帶能源，從而使替代電源20積極存儲系統(tǒng)10提供的電能。例如，替代電源能夠存儲電能，該電能通過以太網(wǎng)電纜從供電設(shè)備輸入端16和/或通過電源線從電源輸入端14傳入。本發(fā)明實(shí)施例的控制模塊22表示在圖5-6中，被設(shè)置在殼體12的內(nèi)部。控制模塊22連接電源輸入端14、供電設(shè)備輸入端16、受電裝置輸出端18和替代電源20進(jìn)入系統(tǒng)10?？刂颇K22管理由位于殼體12內(nèi)部的系統(tǒng)10接收的電能和數(shù)據(jù)，并且通過受電設(shè)備輸出端18，向受電設(shè)備或PoE設(shè)備分配數(shù)據(jù)和電能。系統(tǒng)10內(nèi)的電能調(diào)節(jié)確保向受電裝置不間斷供電。系統(tǒng)10在供電設(shè)備和受電裝置之間具有直接連接，以替代供電設(shè)備和受電裝置的直接連接。控制模塊的類似緩沖的活動保護(hù)整體網(wǎng)絡(luò)上的受電裝置，同時也顧及了電源與受電裝置的本地連接。在本發(fā)明的系統(tǒng)10的干涉下，可以為PoE裝置提供不間斷供電。由系統(tǒng)10實(shí)現(xiàn)的特殊電能調(diào)節(jié)超越了現(xiàn)有技術(shù)。在圖5-7中的系統(tǒng)10的實(shí)施例包括控制模塊，該控制模塊由位于印刷電路板(PCB)32上的供電器機(jī)構(gòu)34、比較器機(jī)構(gòu)36和開關(guān)機(jī)構(gòu)38組成。圖7為示意圖。PCB32設(shè)置在殼體12內(nèi)。供電器機(jī)構(gòu)34通過受電裝置輸出端18，收集和分配數(shù)據(jù)和電能至受電裝置。供電器機(jī)構(gòu)34連接供電設(shè)備輸入端16、電源輸入端14和替代電源20至受電裝置輸出端18。比較器機(jī)構(gòu)36檢測來自電源輸入端14的電能和前往受電裝置輸出端18的電能。比較器結(jié)構(gòu)36監(jiān)控分配至受電裝置的功率，包括來自電源輸入端14、替代電源20或供電設(shè)備輸入端16的電能。對于UPS而言，必須維持來自受電裝置輸出端18的電能，以使得受電設(shè)備的運(yùn)行不考慮源，因此中斷的源不會干擾受電設(shè)備。在本發(fā)明中，電源輸入端14連接電源，該電源獨(dú)立于供電設(shè)備的電源。開關(guān)機(jī)構(gòu)38選擇收集電能，該電能來自電源輸入端14、替代電源20、供電設(shè)備輸入端16或以上三者中的任意組合。開關(guān)機(jī)構(gòu)38實(shí)現(xiàn)不間斷供電，從而使通過受電裝置輸出并用于受電裝置的電源保持穩(wěn)定。根據(jù)比較器機(jī)構(gòu)36的監(jiān)控，使電源輸入端14或替代電源20連接至供電器機(jī)構(gòu)34。盡管通過供電設(shè)備輸入端16可能還有來自供電設(shè)備的殘余電能和數(shù)據(jù)，本發(fā)明的實(shí)施例并不依賴該殘余電能為受電裝置輸出端18供電。來自供電設(shè)備輸入端16的殘余電能能夠用來為替代電源20充電或者提供給用于受電裝置輸出端18的供電器機(jī)構(gòu)34。但是，系統(tǒng)10通常遠(yuǎn)離供電設(shè)備，導(dǎo)致以太網(wǎng)電纜非常長。以太網(wǎng)布線的距離減弱了殘余電能的總量，所述殘余電能能夠通過系統(tǒng)10，利用在供電設(shè)備輸入端16上。因此，為了供應(yīng)供電器機(jī)構(gòu)34，開關(guān)機(jī)構(gòu)38通常在電源輸入端14和替代電源20之間迅速翻動。在一些實(shí)施例中，還包括控制模塊22的轉(zhuǎn)換器機(jī)構(gòu)40，該轉(zhuǎn)換器機(jī)構(gòu)40位于供電器機(jī)構(gòu)34和電源輸入端14之間。當(dāng)電源向電源輸入端14供應(yīng)交流電時，轉(zhuǎn)換器機(jī)構(gòu)34能夠?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)化為直流電。受電裝置兼容直流電，并且直流電能夠從供電器機(jī)構(gòu)34分配至受電裝置輸出端18?？刂颇K22調(diào)節(jié)提供的電能和分配的電能，轉(zhuǎn)換器機(jī)構(gòu)40促使交流電和直流電之間的轉(zhuǎn)換。根據(jù)供電器機(jī)構(gòu)34，通過受電裝置輸出端18提供適當(dāng)?shù)碾娔茴愋汀Ｔ谝恍?shí)施例中，供電器機(jī)構(gòu)34包括圖7中示意的負(fù)載電路42。負(fù)載電路42能夠存儲來自電源輸入端14、供電設(shè)備輸入端16和替代電源20的電能。供電器機(jī)構(gòu)34通過受電裝置輸出端18將負(fù)載電路42的電能分配給受電裝置。比較器機(jī)構(gòu)36監(jiān)控負(fù)載電路42上的電壓，從而確保通過受電裝置輸出端18提供足夠的電壓，其中不考慮向負(fù)載電路42供電的源。負(fù)載電路42上的電能可以來自電源輸入端14、供電設(shè)備輸入端16或替代電源20，盡管電源輸入端14或替代電源20通常比供電設(shè)備輸入端16更為常見。開關(guān)機(jī)構(gòu)38控制提供給負(fù)載電路42的源。控制模塊22在系統(tǒng)10的實(shí)施例中，設(shè)置多種類型的操作。控制模塊22具有用于從電源輸入端14向受電裝置供電的運(yùn)行第一模式。第一模式是正常運(yùn)行，包括在受電裝置所在位置的墻上插孔。受電裝置作為PoE裝置，數(shù)據(jù)保持通過以太網(wǎng)電纜傳輸，而電源被本地源所取代，以代替通過以太網(wǎng)電纜傳輸?shù)碾娫?。PoE裝置發(fā)揮作用，不受距離供電設(shè)備一定距離的約束?，F(xiàn)有技術(shù)的供電器能夠工作在作為正常模式的第一模式下。仍然具有那些具有本地源的PoE裝置電源干擾的缺點(diǎn)。本發(fā)明的實(shí)施例包括不同模式來為PoE裝置提供不間斷供電，這是現(xiàn)有技術(shù)的供電器所不具備的。所述開關(guān)機(jī)構(gòu)38管理所述控制模塊22的運(yùn)行模式?？刂颇K具有運(yùn)行第二模式，其用于從替代電源20向受電裝置提供電源；運(yùn)行第三模式，其用于從供電設(shè)備輸入端16向受電裝置提供電源；運(yùn)行第四模式，其用于從電源輸入端14向替代電源20提供電源；運(yùn)行第五模式，其用于從供電設(shè)備輸入端16向替代電源20提供電源。第二模式是當(dāng)電源輸入端14中斷時，用來提供不間斷供電的應(yīng)急模式。在本地電源和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的特殊情況下，由于具有UPS的系統(tǒng)10，本地斷電不再打斷PoE裝置。從第一模式到第二模式的瞬時切換避免了在斷點(diǎn)期間，到遠(yuǎn)距離未知的重啟和服務(wù)調(diào)用的需要。第三模式包括利用電能，而不論該電能是否通過以太網(wǎng)電纜傳輸至供電段輸入端16。盡管主要用于數(shù)據(jù)，尤其是長距離傳輸數(shù)據(jù)，其中依然有部分殘余電能。該電能依然能夠通過供電器機(jī)構(gòu)34的負(fù)載電路42收集，用來通過受電裝置輸出端18分配。第五模式是通過負(fù)載電路42收集殘余電能的另一變體，殘余電能分配至替代電源22，為替代電源22充電。在供電設(shè)備處的電源中斷會影響該電源。在電源輸入端14處的電源中斷不影響該電源。供電設(shè)備上的現(xiàn)有技術(shù)的UPS系統(tǒng)預(yù)防通過以太網(wǎng)電纜到系統(tǒng)10上的中斷。第四模式是另一可能的正常模式的一部分。當(dāng)電源輸入端14處于活動狀態(tài)時，替代電源20從供電器機(jī)構(gòu)34的負(fù)載電路42充電。當(dāng)沒有發(fā)生電源中斷時，替代電源20充電，從而使替代電源20在任何時候發(fā)生電源中斷，都做好供電準(zhǔn)備。運(yùn)行第一和第四模式與運(yùn)行第二模式不相容。第二模式的應(yīng)急UPS模式意味著電源輸入端14已經(jīng)中斷了。因此系統(tǒng)10的任何部分都不依靠電源輸入端14。開關(guān)機(jī)構(gòu)38與比較器機(jī)構(gòu)36通信，管理運(yùn)行模式。本發(fā)明的實(shí)施例具有并發(fā)和不兼容的運(yùn)行模式。例如，供電器機(jī)構(gòu)34從供電段輸入端16持續(xù)分配數(shù)據(jù)至受電裝置，以及持續(xù)從供電段輸入端16為運(yùn)行第三和第五模式收集電能。運(yùn)行第三和第五模式可以相互并發(fā)以及和其他運(yùn)行模式并發(fā)?？刂颇K22的開關(guān)機(jī)構(gòu)38確保選擇了適當(dāng)?shù)哪Ｊ健Ｔ诹硪粋€例子中，第三和第五模式在正常操作期間，與第一和第四模式并發(fā)。位于本地源的電源輸入端14為供電器機(jī)構(gòu)34供電。供電輸入端14的中斷觸發(fā)開關(guān)機(jī)構(gòu)38激活第二模式，以取代第一和第四模式。在第三和第五模式匯總，來自供電設(shè)備輸入端16的數(shù)據(jù)繼續(xù)傳輸。在一些實(shí)施例中，忽略操作的特殊模式，供電器機(jī)構(gòu)34通過受電裝置輸出端，在12VDC到24VDC的范圍內(nèi)分配電源。UPS在所有電源中斷期間，為PoE裝置提供這個范圍的電源。圖7表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的比較器機(jī)構(gòu)36和開關(guān)機(jī)構(gòu)38。比較器機(jī)構(gòu)36檢測在供電器機(jī)構(gòu)34的負(fù)載電路42上的電能下降，開關(guān)機(jī)構(gòu)38接收來自比較器機(jī)構(gòu)36的信號以使得改變運(yùn)行模式，確保來自供電器機(jī)構(gòu)34的電能不間斷地供給受電裝置。如果運(yùn)行模式是第一模式，其中電能來自電源輸入端14，則迅速切換第二模式，其中電能來自替代電源20。當(dāng)供電器機(jī)構(gòu)34的負(fù)載電路42的電壓跌出閾值范圍時，比較器機(jī)構(gòu)36激活開關(guān)機(jī)構(gòu)38。比較器機(jī)構(gòu)36監(jiān)控負(fù)載電路42上的電壓，并具有初始化模式，當(dāng)該電壓低于閾值范圍時，向開關(guān)機(jī)構(gòu)38發(fā)送初始化信號。初始化信號觸發(fā)開關(guān)機(jī)構(gòu)38，以改變所述控制模塊22的運(yùn)行模式。例如，負(fù)載電路42的第一模式由電源輸入端14供電，第一模式能夠切換至由替代電源20供電的第二模式。初始化模式對應(yīng)電源中斷。電源中斷不是永久性的，本地電源最終會被恢復(fù)，以使得電源輸入端14能夠再次作為供電器機(jī)構(gòu)34的負(fù)載電路42的活動電源。建議控制模塊22返回第一模式的正常操作，從而防止替代電源20能量耗盡。在一些實(shí)施例中，比較器機(jī)構(gòu)36還連接電源輸入端14以監(jiān)控電源輸入端14的電壓。當(dāng)電源中斷結(jié)束時，比較器機(jī)構(gòu)在供電器機(jī)構(gòu)34的閾值范圍內(nèi)檢測電源輸入端14上的電壓。比較器機(jī)構(gòu)36進(jìn)入重新初始化模式來向開關(guān)機(jī)構(gòu)38發(fā)送重新初始化信號。重新初始化信號觸發(fā)從第二模式退回第一模式的切換?？刂破髂K22的負(fù)載電路42從替代電源20切換回電源輸入端14。在一些實(shí)施例中，比較器機(jī)構(gòu)36包括至少一個二極管，該二極管連接負(fù)載電路，二極管電路至少耦合一個二極管。二極管電路包括關(guān)于閾值范圍的信息，當(dāng)電壓通過閾值范圍時產(chǎn)生初始化信號和重新初始化信號。在一個變體中，比較器機(jī)構(gòu)還包括熱保護(hù)開關(guān)來初始化電源關(guān)閉，以響應(yīng)熱過載事件。另一變體包括另外的二極管，該二極管連接電源輸入端14以檢測來自本地電源的電壓。當(dāng)電源恢復(fù)到本地電源時，另一二極管監(jiān)控重新初始化。同樣的，開關(guān)機(jī)構(gòu)38包括具有至少一個電路輸入端的二極管電路，所述電路輸入端連接所述電源輸入端，所述至少一個電路輸入連接所述替代電源。第一模式在電源輸入端14和供電器機(jī)構(gòu)34之間為受電裝置創(chuàng)建連接。第二模式在替代電源20和供電器機(jī)構(gòu)34之間為受電裝置創(chuàng)建連接。第二模式是在本地電源中斷和電源輸入端14中斷期間，用于不間斷供電的應(yīng)急模式。當(dāng)檢測到來自電源輸入端14的電源時，二極管電路能夠重啟回到正常操作。瞬時實(shí)現(xiàn)切換。在圖7中，本發(fā)明的實(shí)施例包括用于向以太網(wǎng)供電設(shè)備提供不間斷電源的方法。系統(tǒng)10用于向PoE裝置提供不間斷電源，盡管PoE裝置通過電源入口14具有本地電源。所述方法包括通過比較器監(jiān)控供電器上的電壓，通過供電器向受電設(shè)備分配電源。負(fù)載電路42受到監(jiān)控，以保持在電壓的閾值范圍內(nèi)。閾值范圍對應(yīng)運(yùn)行受電裝置46的充足的電源。沒有測量電源的來源，因?yàn)閁PS需要充足的電源而無需考慮電源的來源。接下來還包括利用供電器上的比較器檢測不充足的電源和將供電切換至供電器的步驟。當(dāng)供電器的負(fù)載電路低于閾值時，就會發(fā)生電能不足。每當(dāng)檢測到電源中斷時，評估電源的連接關(guān)系、電源輸入端14和替代電源20。當(dāng)電源輸入端提供閾值范圍內(nèi)的電能時，檢測超出閾值范圍將引發(fā)比較器向開關(guān)發(fā)出信號，迅速從電源輸入端切換至替代電源。受電裝置無間斷地繼續(xù)運(yùn)行。由于替代電源受限，在切換至替代電源的步驟后，比較器持續(xù)監(jiān)控供電器的負(fù)載電路的電壓和電源輸入端的電壓。當(dāng)解決中斷時，并且當(dāng)比較器檢測來自電源輸入端的電壓能夠在負(fù)載電路的閾值范圍內(nèi)供應(yīng)電源時，比較器向切換器發(fā)出信號，從替代電源變?yōu)殡娫摧斎?。用這種方法，替代電源保持反復(fù)利用，并能夠在本發(fā)明所述方法的實(shí)施例的其他步驟中充電。本發(fā)明方法的實(shí)施例也包括了運(yùn)行第三、第四和第五模式的類似的步驟。該方法包括通過供電設(shè)備輸入端，為控制模塊22的第三和第五模式提供電源和數(shù)據(jù)。也公開了通過供電設(shè)備輸入端為替代電源充電或再重點(diǎn)的步驟。本發(fā)明方法的實(shí)施例的另一個步驟是，替代電源通過運(yùn)行第四模式的供電設(shè)備輸入端再充電。本發(fā)明提供了用于向以太網(wǎng)供電設(shè)備提供不間斷電源的系統(tǒng)及方法。遠(yuǎn)離供電設(shè)備輸入端和整個網(wǎng)絡(luò)的控制中心的PoE裝置可以根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)具有UPS。通過本發(fā)明能夠解決數(shù)據(jù)和電能的傳輸以及融合本地電源的難題。而且，通過以太網(wǎng)電纜的供電設(shè)備輸出端的電壓能夠用于向替代電源充電，以使得甚至可以在以太網(wǎng)電纜標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的低電壓下實(shí)現(xiàn)不間斷供電。本發(fā)明能夠分離在供電設(shè)備和在受電裝置的電源中斷的影響。UPS在受電裝置和供電設(shè)備之間提供中跨(midspan)。例如電池或備用電池的替代電源瞬時成為PoE裝置的電源?？稍俪潆姷碾姵剡x項(xiàng)進(jìn)一步延長了工作壽命和本發(fā)明的獨(dú)立性。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括供電器控制器或控制模塊來管理以太網(wǎng)電纜的低壓電源和受電裝置上的本地電源。交流直流轉(zhuǎn)換器還使得系統(tǒng)能夠兼容任何遠(yuǎn)離中心網(wǎng)絡(luò)位置的墻上插孔。本發(fā)明的上述公開和說明是為了解釋和說明。根據(jù)本發(fā)明的基本思想，可以對結(jié)構(gòu)、方法的細(xì)節(jié)做出多種變更。