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負載平衡的反向電源的制作方法

文檔序號:12481899閱讀:421來源:國知局
負載平衡的反向電源的制作方法與工藝

本申請要求2014年4月22日提交的美國臨時專利申請61/982,566的優(yōu)先權(quán),其整體通過引用結(jié)合于此。

背景

公開領(lǐng)域

本公開一般涉及通信系統(tǒng),更具體地涉及估計通信線路電力損耗的負載平衡的反向電源。

相關(guān)技術(shù)的描述

已經(jīng)提議或開發(fā)了各種通信標(biāo)準(諸如,數(shù)字訂戶線(DSL)、超高位速率數(shù)字訂戶線2(DSL2)、G.hn和G.fast),從而在常規(guī)用于電話服務(wù)的現(xiàn)有雙絞銅線上提供從服務(wù)提供者(例如,總公司)到客戶的高速數(shù)據(jù)傳輸。此類技術(shù)利用調(diào)制解調(diào)器技術(shù)來增加雙絞銅線的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。典型地,在訂戶線銅線的末端設(shè)置調(diào)制解調(diào)器以在總公司和客戶之間通信。通過管轄通信的特定標(biāo)準來建立兩個調(diào)制解調(diào)器通信的方式。由于使用了現(xiàn)有電話線,因此數(shù)據(jù)信號典型地與語音頻帶信號一起在帶外傳輸。由于不同的頻率用于語音頻帶和數(shù)據(jù)頻帶,因此語音和數(shù)據(jù)信息可在雙絞銅線上并發(fā)地傳輸。

服務(wù)提供者已經(jīng)通過在總公司和離客戶更近的分配點(DP)之間安裝光纖電纜來增加數(shù)據(jù)帶寬。特定DP可與一捆雙絞線對接以提供相對較小數(shù)量的客戶場所連接。該方法縮短了在DP處的CO接口和客戶之間的雙銅線的長度,由此允許數(shù)據(jù)速率增加。

由總公司和DP之間的光學(xué)連接引起的一個困難在于,為DP提供電力源的能力。由于DP離總公司遙遠,本地電源經(jīng)常不可用或者安裝昂貴。已經(jīng)開發(fā)了以太網(wǎng)供電(PoE)設(shè)備,這些PoE設(shè)備一般來說為供電裝備(PSE)提供,該PSE裝備被布置成檢測在數(shù)據(jù)通信電纜上的電力、任選地對其分類、并且最終將其提供給供電設(shè)備(PD)而不干擾數(shù)據(jù)通信。PoE可被適配成允許客戶場所設(shè)備(CPE)將它的本地電源用作PSE以生成直流電壓,該直流電壓可與在雙絞連接上傳遞的數(shù)據(jù)和語音信號疊加,從而允許DP提取電力以使它本身用作PD。DP中的電源組合來自多個CPE單元的電力貢獻量以向處理語音和數(shù)據(jù)通信的主分配單元(MDU)供電。該布置被稱為反向供電系統(tǒng),其中CPE是供電裝備(PSE)并且DP是PD。

電源可嘗試平衡CPE單元輸送的電力,由此每一個CPE正在輸送相等的電量。然而,由于DP和各個CPE之間的雙絞連接的長度可以是不同的,因此只基于PD輸送的電力來平衡電力可能不是“公平的”,因為由于通信線路電力損耗,具有較長通信線路的CPE則可能實際上輸出比具有較短通信線路的CPE更多的總電力。

附圖簡述

通過參考附圖,可更好地理解本公開并且它的大量特征和優(yōu)點對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言變得顯而易見。在不同的附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來指示相似或相同的項目。

圖1是根據(jù)一些實施例的通信系統(tǒng)的示圖。

圖2是根據(jù)一些實施例的解說電力共享電路和示例性PD單元的圖1的電源的示圖。

圖3是根據(jù)一些實施例的用于估計通信線路的電阻的方法的流程圖。

圖4是根據(jù)一些實施例的解說電力共享電路以及其中測量在變壓器的初級側(cè)上的電壓和電流的示例性PD單元的電源的示圖。

圖5是根據(jù)一些實施例的解說電力共享電路以及其中控制器直接計算誤差參考電壓的示例性PD單元的電源的示圖。

圖6是根據(jù)一些實施例的解說電力共享電路以及其中控制器采用時間共享來平衡電力的示例性PD單元的電源的示圖。

圖7是圖6的電源的替換實施例的示圖,該替換實施例采用使用共享的DC/DC控制單元和變壓器的時間共享。

詳細描述

圖1是根據(jù)一些實施例的通信系統(tǒng)100的示圖。通信系統(tǒng)100包括用于經(jīng)由相應(yīng)通信線路115服務(wù)多個客戶場所設(shè)備(CPE)110的分配點(DP)105。DP 105向CPE 110提供數(shù)據(jù)和/或語音服務(wù)。CPE 110中的一些CPE能夠為分配點105供電。例如,供電CPE 110可包括開關(guān)電力變換器以在其相關(guān)聯(lián)的通信線路115上生成直流電壓。DP 105包括電源120和主分配單元(MDU)125。電源120從通信線路115上的直流信號提取電力以生成MDU 125的電源。取決于所采用的特定服務(wù)協(xié)議,MDU 125處理語音和數(shù)據(jù)功能。

電源120包括多個電力輸送(PD)單元130,耦合到通信線路115的每一個對接端口132有一個PD單元。每一個對接端口132的隔直電容器135允許高頻數(shù)據(jù)信號傳到MDU 125,但是阻擋直流電源信號。隔直電容器140允許直流信號傳到PD單元130,但是阻擋高頻數(shù)據(jù)信號。PD單元130的輸出被提供給電力共享電路145,以生成MDU 125的電源150。控制器155與電力共享電路145對接以跨各CPE 110平衡電力,并且生成用于控制PD單元130的控制信號??刂菩盘柨梢允菂⒖茧妷阂詫崿F(xiàn)基于電流的電力共享或者可以是使能信號以實現(xiàn)基于時間的電力共享??刂破?55估計跨各通信線路115的電力損耗,并且將這些損耗與輸送到MDU 125的實際電力組合,從而可平衡各個CPE 110輸出的總電力。電力平衡旨在表示控制PD單元130以使CPE 110輸出的總電力基本相等。由于電阻估計可包括所假設(shè)的參數(shù)值或者簡化假設(shè)且由于控制變化,實際電力可能不完全相等。在一些實施例中,術(shù)語“基本相等”可小于約5%。

圖2是根據(jù)一些實施例的解說電力共享電路145和示例性PD單元130的電源120的示圖。二極管橋200耦合到對接端口132,該對接端口耦合到通信線路115(在圖1中示出)。簽名電路202使得CPE 110中的PSE能夠識別有效PD存在于通信線路115上,并且響應(yīng)于CPE 110中的PSE對通信線路115施加直流電壓,該直流電壓可被電源120用來向MDU 125反向供電。簽名電路202可以是有源的或者無源的。DC/DC控制單元204控制開關(guān)晶體管206實現(xiàn)開關(guān)變換器電路207,該開關(guān)變換器電路根據(jù)CPE 110提供的電源生成直流電壓。電力輸送單元130生成的直流電壓的幅值可以不同于所附連的CPE 110生成的直流電壓的幅值,或者這些電壓可以是相同的而不超過本主題的范圍。

DC/DC控制單元204采用變壓器208作為儲能元件并且還提供隔離。隔離變壓器208包括在初級側(cè)上的初級繞組210和偏置繞組212以及在次級側(cè)上的負載繞組214和初級反映繞組216。電容器218、220分別生成與通過負載繞組218和初級反映繞組216的電流相對應(yīng)的電壓。偏置繞組212生成在電容器222處的偏置電壓,從而為DC/DC控制單元204提供偏差。比較器224將在電容器218處的負載繞組214生成的輸出電壓與參考電壓源226進行比較,如以下更詳細描述的。隔離單元228(諸如光學(xué)隔離單元)在PD單元130和電力共享電路145之間提供隔離。電力輸送單元130的組合輸出生成在輸出電容器230上的電壓,該電壓為MDU 125提供電源電壓(在圖1中示出)。DC/DC控制單元204的構(gòu)造和生成電力的操作對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是已知的,因此該構(gòu)造和操作在本文中未詳細地描述。

電力共享電路145包括為每一個相關(guān)聯(lián)的PD單元130復(fù)制的控制回路232??刂苹芈?32包括電流感測放大器234,該電流感測放大器生成與跨電流感測電阻器236的壓降成比例的輸出,該電流感測電阻器具有電阻值Rcs。電流感測放大器234的增益Gcsa由反饋路徑中的電阻器238的電阻與耦合到電流感測放大器234的負輸入的電阻器239的電阻的比率確定。電流感測放大器234生成的電壓表示在變壓器208的次級側(cè)上的電力輸送單元130生成的電流。

控制回路232包括誤差放大器240。電流感測放大器234的輸出向放大器242的非反相輸入提供輸入。放大器242的輸出被饋送回其反相輸入以使放大器242和二極管244用作理想二極管。二極管244的輸出還饋送參考總線248。由于每一個控制回路232中的理想二極管,參考總線248上的電壓是來自所有控制回路232的大部分正電壓,該大部分正電壓表示由生成大部分電流的PD單元130輸出的電流。誤差放大器240將電流感測放大器234的輸出與參考總線248上的電壓進行比較。電流感測放大器234和誤差放大器240與其反饋路徑中的電容器250和電阻器252結(jié)合用作比例-積分(PI)控制器以通過調(diào)節(jié)參考電壓226來減小誤差信號,如將進一步描述的。如果相關(guān)聯(lián)的PD單元130不是生成大部分電流的PD單元130,則存在正誤差信號。誤差放大器240驅(qū)動PD單元130中的DC/DC控制單元204的參考電壓源226。正誤差信號使參考電壓源226輸出的值增加,由此使得PD單元130通過增加其輸出電壓來提供更多電流??刂苹芈?32的前向路徑中的偏移電壓源254輸出小的偏移量以提供回路穩(wěn)定性。在穩(wěn)定狀態(tài),控制回路232平衡跨所有PD單元130生成的電流。

基于在負載繞組218處生成的所測量電流平衡PD單元130僅僅平衡輸送到電力共享電路145的電流,而不是CPE 110生成的總電力,因為對于每一個CPE 110通信線路電力損耗可以是不同的。為了平衡所生成的總電力,控制器155估計每一個CPE 110的線路損耗并且生成控制參數(shù)CP以配置控制回路232的前向路徑中的電力偏移電壓源256。增大控制參數(shù)使得出現(xiàn)PD單元130正在生成比實際正生成的電流更大的電流,由此為PD單元130提供校正因子以計入通信線路損耗。與具有較低線路損耗的CPE 110相比,具有相對較高線路損耗的在通信線路115上提供電力的CPE 110將具有增大的校正因子。

為了估計通信線路電力損耗,控制器155采用校準程序來估計每一條通信線路115的電阻。該電阻隨后可用于在通信系統(tǒng)100操作期間計算線路損耗。電力共享電路145包括復(fù)用器258、260以允許控制器155分別讀取電流感測放大器234生成的控制電壓(表示PD單元130的輸出電流)并且讀取初級反映繞組216生成的電壓(表示PD電壓130的輸出電壓)??刂破?55還接收在電容器230上的電源輸出電壓。

圖3是根據(jù)一些實施例的用于估計通信線路115的電阻的方法300的流程圖。在第一實施例中,控制器155使用初級反映電壓和所測量的PD單元電流來估計線性電阻。在方法框305中,將效率查詢表存儲在控制器155中。效率表根據(jù)所測量電流輸出效率參數(shù)Eff。效率因子考慮隨著電流變化的與變壓器208相關(guān)聯(lián)的損耗。在方法框310中,實現(xiàn)對所選CPE 110(CPEx)的校準。如方法框315所解說的,在一個實施例中,MDU 125可用作所選CPE 110的負載。在以下描述的另一個實施例中,可在校準期間選擇性地啟用電流源262以用作負載。

在方法框320中,控制器155配置復(fù)用器260以測量所選CPE 110的初級反映電壓Vpr_refl,Vpr_refl表示初級側(cè)上的CPE電壓。在無負載的情形下測量Vpr-refl近乎表示CPE電壓減去在二極管橋200上的電壓。在方法框325中,控制器155配置復(fù)用器258以測量負載電流Iload(即,如跨電阻器236測得的所選CPE輸出的電流)。在方法框330中,控制器測量電容器230上的輸出電壓Vout。基于輸出電壓和負載電流,控制器155在方法框335中使用以下等式計算輸出電力Pout:

Pout=Vout*Iload。

控制器155在方法框340中使用以下等式計算所選CPE 110的電流:

Icpe=Pout/(Eff*Vpr_refl)。

在一些實施例中,通過控制器155知曉CPE 110的操作特性,因此CPE 110的電壓Vcpe具有預(yù)定值。如下所述,在其他實施例中,可自動地通過所選CPE 110、通過電源120、或者通過授權(quán)人員來測量Vcpe的值。在方法框345中,控制器155使用以下等式來確定所選CPE 110的通信線路115的電阻:

Rcable=(Vcpe-Vpr_refl)/Icpe。

在方法框350中,將所計算的電阻存儲在控制器存儲器中,并且在方法框355中對其余CPE 110中的每一個CPE重復(fù)校準。在一些實施例中,控制器一旦加電或者在新CPE 110變得可用時發(fā)起校準程序??刂破?55可以預(yù)定頻率(諸如每小時、每天、每周,不受限)重復(fù)校準。非易失性存儲器可用于存儲分配點105應(yīng)當(dāng)損耗電力的所估計的電阻。在方法框360中,響應(yīng)于所計算的電阻來調(diào)節(jié)電力共享電路145的至少一個控制參數(shù),以平衡各個CPE 110輸出的總電力。

在另一個實施例中,CPE 110可被配置成測量它們自己的電壓和電流參數(shù)并且在通信線路115上傳遞它們。用于數(shù)據(jù)流量的協(xié)議可定義命令或事務(wù)以傳遞所測量的參數(shù)。在這種情況下,控制器155將從數(shù)據(jù)流提取這些值并且將它們用于校準所估計的線路電阻。在圖3的上下文中,Icpe的值可能是已知的,因此可省略方法框340。可計算所估計的電阻,如在方法框345中示出的。

圖4是根據(jù)一些實施例的解說電力共享電路145以及其中測量在變壓器208的初級側(cè)上的電壓和電流的示例性PD單元130的電源120的示圖。每一個PD單元130包括電流傳感器400和電壓傳感器405。電力輸送單元(PCU)控制器410將所測量的電力和電流參數(shù)Vpd、Ipd通過隔離單元415傳遞給電力共享電路145中的控制器155,該隔離單元可以是光學(xué)隔離單元。注意,在圖4的實施例中,在變壓器208中不需要初級反映繞組。在圖3的上下文中,CPE 110的電壓Vcpe可被假設(shè)為已知值,或者替換地Vcpe可在無負載的情形下測量并且基于Vpd的所測量值加上二極管橋上的壓降Vdb來計算,如:

Vcpe=Vpd+Vdb。

Vdb的值可被假設(shè)為恒定值或者可使用查詢表來根據(jù)電流生成。通信線路115的電阻可在方法框345中使用以下等式來計算:

R=(Vcpe–Vpd–Vdb)/Icpe。

基于所確定的通信線路電阻值,控制器155確定施加到控制回路232的前向路徑中的電力偏移電壓源256的校正因子,從而可平衡每一個CPE 110輸送的總電力,如以上參考方法框350所描述的。

考慮其中兩個CPE 110正在向電源120供電的情況。對于以下示例,給定CPE 110的通信線路電力損耗由Pcln表示,并且相關(guān)聯(lián)的PD單元130輸送的電力由Pdpn表示。對于兩種CPE情況:

Pcpe1=Pdp1+Pcl1

Pcpe2=Pdp2+Pcl2

Pload=Pdp1+Pdp2

Pdp2=Pload–Pdp1。

為了平衡CPE 110輸出的總電力,目標(biāo)是:

Pcpe1=Pcpe2。

因此:

Pdp1+Pcl1=Pdp2+Pcl2

Pdp1=Pdp2+Pcl2–Pcl1

Pdp1=Pload–Pdp1+Pcl2–Pcl1

Pdp1=Pcl2/2–Pcl1/2+Pload/2

Pdp2=Pload–(Pcl2/2–Pcl1/2+Pload/2)=Pcl1/2–Pcl2/2+Pload/2。

n個通道的一般情況是:

<mrow> <mi>P</mi> <mi>d</mi> <mi>p</mi> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>P</mi> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>a</mi> <mi>d</mi> </mrow> <mi>N</mi> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <mo>&times;</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mrow> <mi>P</mi> <mi>c</mi> <mi>l</mi> <mi>m</mi> </mrow> <mo>-</mo> <mi>P</mi> <mi>c</mi> <mi>ln</mi> <mo>.</mo> </mrow>

其中m是在求和中使用以確定總電力電纜損耗的索引。

除以Vout以變換成電流等式產(chǎn)生每一個通道的電流Idn:

<mrow> <mi>I</mi> <mi>d</mi> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mi>I</mi> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>a</mi> <mi>d</mi> <mi>m</mi> </mrow> <mi>N</mi> </mfrac> <mo>+</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <mo>&CenterDot;</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mrow> <mi>P</mi> <mi>c</mi> <mi>l</mi> <mi>m</mi> </mrow> <mo>-</mo> <mi>P</mi> <mi>c</mi> <mi>ln</mi> </mrow> <mrow> <mi>V</mi> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>.</mo> </mrow>

其中Iloadm表示每一個通道的負載電流,對該負載電流求和以確定跨N個通道的總電流。

當(dāng)考慮跨二極管橋200的損耗時,這些術(shù)語可被定義為:

<mrow> <mi>P</mi> <mi>c</mi> <mi>l</mi> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>V</mi> <mi>c</mi> <mi>p</mi> <mi>e</mi> <mo>-</mo> <mi>V</mi> <mi>p</mi> <mi>d</mi> <mo>-</mo> <mi>V</mi> <mi>d</mi> <mi>b</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mrow> <mi>R</mi> <mi>c</mi> <mi>h</mi> <mi>m</mi> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mi>V</mi> <mi>d</mi> <mi>b</mi> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <mi>V</mi> <mi>c</mi> <mi>p</mi> <mi>e</mi> <mo>-</mo> <mi>V</mi> <mi>p</mi> <mi>d</mi> <mo>-</mo> <mi>V</mi> <mi>d</mi> <mi>b</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mi>R</mi> <mi>c</mi> <mi>h</mi> <mi>m</mi> </mrow> </mfrac> <mo>,</mo> </mrow>

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其中Rch表示由索引m或n指定的通信線路115的所確定電阻。

如圖4所解說的可直接測量Vpd的值,或者如圖2所解說的可基于初級反映繞組上的值Vpr_refl來確定Vpd的值。在一些實施例中,根據(jù)該一般電流等式,控制回路232的控制參數(shù)(被指示為CPn)可被定義為:

<mrow> <mi>C</mi> <mi>P</mi> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <mo>&CenterDot;</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mi>P</mi> <mi>c</mi> <mi>l</mi> <mi>m</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <mi>P</mi> <mi>c</mi> <mi>l</mi> <mi>n</mi> </mrow> <mrow> <mi>V</mi> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>.</mo> </mrow>

其中CPn表示電壓偏移量??刂破?55使用CPn的值來設(shè)置由控制回路232的前向路徑中的電力偏移電壓源256生成的偏移量(如圖2所示)。電壓偏移量對應(yīng)于在穩(wěn)定狀態(tài)情形下導(dǎo)致每一個CPE 110輸送基本相同的電力的電流偏移量。

圖5是根據(jù)一些實施例的解說電力共享電路145以及其中控制器155直接計算誤差參考電壓Ver的示例性PD單元130的電源120的示圖。與圖2的實施例類似,控制回路500中的電流感測放大器505使用電流感測電阻510來測量電流。電流感測放大器505的增益由電阻器515、520的電阻的比率確定??刂破?55將Ver的值直接饋送給控制回路500中的每一個控制回路的誤差放大器525的正端子。誤差放大器525將所測量的電流與控制器155提供的Ver的值進行比較并且基于誤差信號生成與參考電壓Vref的偏移量。串聯(lián)電容器530、535存在于誤差放大器525的反饋路徑中。電流感測放大器505和誤差放大器525定義嘗試將誤差信號降低到零的PI控制器。

控制器155使用以下等式來確定誤差參考電壓Ver:

<mrow> <mi>V</mi> <mi>e</mi> <mi>r</mi> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mo>&lsqb;</mo> <mfrac> <mrow> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mi>I</mi> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>a</mi> <mi>d</mi> <mi>m</mi> </mrow> <mi>N</mi> </mfrac> <mo>+</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <mo>&CenterDot;</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <mi>P</mi> <mi>c</mi> <mi>l</mi> <mi>m</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <mi>P</mi> <mi>c</mi> <mi>ln</mi> </mrow> <mrow> <mi>V</mi> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&rsqb;</mo> <mo>.</mo> </mrow>

雖然先前示例假設(shè)所有CPE 110正在供電,但是在一些實施例中,在給定時間只啟用PD單元130的子集。一般地,對于給定電源,效率隨著電力水平的降低而降低。如果只啟用PD單元130的子集,則可增加每一個單元輸送的平均電力以使效率增加??刂破?55可記錄給定CPE 110輸送的能量,并且選擇性地啟用PD單元130的不同子集以使所輸送的電力隨著時間相等。

時間共享方法還可用于減少電力共享電路145的復(fù)雜性。圖6是根據(jù)一些實施例的解說電力共享電路145以及其中控制器155采用時間共享來平衡電力的示例性PD單元130的電源120的示圖。控制器155為PD單元130中的每一個PD單元生成電力輸送使能信號PDEN。在一個實施例中,PDEN信號控制開關(guān)600,該開關(guān)使相關(guān)聯(lián)的PD單元130與輸出電容器230隔離,由此防止CPE 110供應(yīng)電力。在另一個實施例中,控制器155將PDEN信號通過數(shù)據(jù)光學(xué)隔離單元605發(fā)送到PD單元130中的DC/DC控制單元204以控制PD單元130是正在工作還是空閑。電流感測放大器610使用電流感測電阻615來測量電流。電流感測放大器610的增益由電阻器620、625的電阻的比率確定??刂破鞴烙嫺竭B通信線路115的電阻,如以上參考圖2和3所描述的。還可采用所描述的用于測量電阻的其他實施例。由此,當(dāng)PDEN信號對相應(yīng)的電源102有效時,通過相應(yīng)的通信線路115從連接到其的相應(yīng)CPE 110汲取電力。當(dāng)PDEN信號對相應(yīng)的電源102無效時,不通過相應(yīng)的通信線路115從連接到其的相應(yīng)CPE 110汲取電力。PDEN信號對相應(yīng)的電源102有效并且隨后從相應(yīng)的CPE 110汲取電力的時間量被指示為tcpe。

基于所測量的電壓、電流和電阻參數(shù),控制器155控制PD單元130的占空比以平衡各個CPE 110輸出的總能量,從而在任何預(yù)定時間段T上,對于所有CPE 110,Icpe*Vcpe*tcpe的乘積相等。如以上所指示的,Icpe可根據(jù)方法步驟340確定,而Vcpe可以是已知的或者在無負載的情形下確定。例如,當(dāng)開關(guān)600被打開時,初級反映繞組216上的電壓對應(yīng)于Vcpe。在一個實施例中,控制器155選擇與CPE 110用于檢測斷開的時間段相對應(yīng)的時間間隔T(諸如300毫秒)。時間間隔被分成N個時隙,有效CPE 110中的每一個CPE有一個時隙。當(dāng)然,如果期望較小的有效時間間隔,則還可使用整數(shù)倍的N個時隙。為了平衡每一個CPE 110提供的電力,滿足以下約束:

Vcpe1*Icpe1*tcpe1=Vcpe2*Icpe2*tcpe 2=…=Vcpen*Icpen*tcpen。

如果從單個CPE 110獲得不足的電力來運行附連到Vout的負載,則可通過控制器155啟用多個CPE 110以使其同時有效。由此,控制器155同時閉合兩個開關(guān)600并且調(diào)節(jié)每一個CPE 110的相應(yīng)時間間隔以確保對于所有CPE 110能量隨著時間相等。

圖7是采用以上所述的時間共享實施例的電源120的替換實施例的示圖。電源120包括二極管橋700、簽名電路702、以及與每一個CPE 110(在圖1中示出)相關(guān)聯(lián)的開關(guān)704,如上所述。共同地用作復(fù)用器的開關(guān)704由控制器155控制以使來自所選CPE 110的電力信號連接到具有其相關(guān)聯(lián)的開關(guān)晶體管707的單個DC/DC轉(zhuǎn)換器706的輸入??刂破?55將相應(yīng)的PDEN信號(被示為PDEN1...n)通過隔離單元708輸出到相應(yīng)開關(guān)704中的每一個開關(guān),以由此選擇哪一個CPE 110在相應(yīng)的時間段tcpe期間有效地向DC/DC控制單元706供電。電源120包括單個變壓器710以及如上所述地操作的相關(guān)聯(lián)的電容器720、722、724、726,該變壓器包括初級繞組712、偏置繞組714、負載繞組716和初級反映繞組718。比較器728將在電容器720處的負載繞組716生成的輸出電壓與參考電壓源730進行比較,如以下更詳細描述的。電流感測放大器732感測跨電流感測電阻器734的電壓,并且具有由電阻器736、738的電阻確定的增益。電源120可執(zhí)行以上所述的校準技術(shù)中的任一種校準技術(shù)以確定通信線路115的電阻(在圖1中示出)。基于所估計的通信線路損耗,控制器155設(shè)置時間間隔tcpe1...n以跨各CPE 110平衡總電力。有利地,對于多個CPE 110,圖7的電源120只需要單個DC/DC控制單元706和單個變壓器710。

在一些實施例中,以上所述的技術(shù)的某些方面可由執(zhí)行軟件的處理系統(tǒng)的一個或多個處理器實現(xiàn)。軟件包括存儲或者以其他方式有形地體現(xiàn)在非瞬態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)上的一組或多組可執(zhí)行指令。軟件可包括在由一個或多個處理器執(zhí)行時操縱一個或多個處理器執(zhí)行以上所述的技術(shù)的一個或多個方面的指令以及特定數(shù)據(jù)。非瞬態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)可包括例如磁或光盤存儲設(shè)備、諸如閃存、高速緩存、隨機存取存儲器(RAM)或者一個或多個其他非易失性存儲器設(shè)備之類的固態(tài)存儲設(shè)備等。存儲在非瞬態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)上的可執(zhí)行指令可以是源代碼、匯編語言代碼、目標(biāo)代碼、或者由一個或多個處理器解釋或者可以其他方式執(zhí)行的其他指令格式。

注意,并不是以上在一般描述中所描述的所有活動或元件都是需要的,可以不需要一部分特定活動或設(shè)備,并且可執(zhí)行除所描述的那些活動以外的一個或多個進一步的活動或者所包括的元件。再進一步地,活動被列出的次序不一定是它們被執(zhí)行的次序。同樣,參考具體實施例描述了這些概念。然而,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員領(lǐng)會可作出各種修改和改變而不背離如以下在權(quán)利要求中闡述的本公開的范圍。因此,說明書和附圖被認為是在解釋性而非限制性的意義上,并且所有此類修改旨在被包括在本公開的范圍內(nèi)。

以上針對具體實施例描述了益處、其他優(yōu)點、以及問題的解決方案。然而,這些益處、優(yōu)點、問題的解決方案、以及可使任何益處、優(yōu)點或解決方案產(chǎn)生或者變得更加顯著的任何特征不被解釋為任何或所有權(quán)利要求的關(guān)鍵、必需或必要特征。而且,以上所公開的特定實施例指示解釋性的,因為所公開的主題可以具有本文中的教義的益處的對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的不同但等同的方式進行修改和實踐。不旨在限制本文中所顯示的構(gòu)造或設(shè)計的細節(jié),除了如以下在權(quán)利要求中所描述的細節(jié)以外。因此,顯而易見的是,可更改或修改以上所公開的特定實施例并且所有此類變體被認為是在所公開的主題的范圍內(nèi)。因此,本文中所尋求的保護如以下在權(quán)利要求中所闡述的。

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