供电系统及其控制方法与流程

本发明涉及供电技术领域，尤其涉及一种供电系统及其控制方法。

背景技术：

近年来，伴随网络和数码产品的普及，人们在对诸如ip电话机、无线局域网接入点ap、网络摄像机等终端传输通信信号的同时，设备的供电问题也困扰着人们。网络受电设备是指一类通过通信网络供电系统(例如以太网poe系统)传输并获取电力的网络设备。常见的通信网络受电设备，例如基于标准poe供电协议的受电设备或非标准poe供电的受电设备，因不支持功率测量模式，导致通信网络供电系统无法进行功率分配及管理工作，在系统负载较多的情况下，会引起用电负荷超出的问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种供电系统及其控制方法，受电端具备功率测量模式，以便供电端进行的功率分配及管理，能够防止系统用电负荷超出。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种供电系统，包括：供电端和受电端，所述供电端包括第一主控模块、测量寄存器和供电接口模块，所述受电端包括第二主控模块、实际负载和受电接口模块；其中，

所述第二主控模块，用于判断所述供电端是否支持功率测量；若是，则当所述实际负载支持工作在可控功耗模式时，使能所述实际负载，以使所述实际负载工作在可控功耗模式，并发送功率测量指令给所述第一主控模块；若否，则保持正常工作状态；

所述第一主控模块，用于当接收到所述功率测量指令时，控制所述测量寄存器记录所述供电接口模块传输给所述受电接口模块的功率信息。

与现有技术相比，本发明实施例公开的供电系统，首先，第二主控模块判断供电端是否支持功率测量；然后，在供电端支持功率测量的情况下，当实际负载支持工作在可控功耗模式时，第二主控模块使能实际负载，以使实际负载工作在可控功耗模式，并发送功率测量指令给供电端的第一主控模块；最后，第一主控模块在接收到所述功率测量指令后，控制测量寄存器记录供电接口模块传输给受电接口模块的功率信息。受电端具备主动上报自身功率状态的能力，供电端具备准确获取受电设备功率状态的能力，整个通信网络供电系统能进行更为精准的功率分配及管理，能够防止系统用电负荷超出。

作为上述方案的改进，所述受电端还包括功率模拟发生器；则，所述第二主控模块，具体用于：

判断所述供电端是否支持功率测量；

若是，则当所述实际负载支持工作在可控功耗模式时，使能所述实际负载，以使所述实际负载工作在可控功耗模式，并关闭所述功率模拟发生器；或，当所述实际负载不支持工作在可控功耗模式时，使能所述功率模拟发生器，以使所述功率模拟发生器工作在预设功率状态下，并控制所述实际负载工作在最小功耗模式下；若否，则保持正常工作状态；

当所述供电端支持功率测量时，发送功率测量指令给所述第一主控模块。

作为上述方案的改进，所述供电端还包括访问接口；则，所述第一主控模块，具体用于：

通过访问接口控制所述测量寄存器记录所述供电接口模块传输给所述受电接口模块的功率信息。

作为上述方案的改进，所述受电端还包括负载配置开关，所述负载配置开关用于：

当所述实际负载支持工作在可控功耗模式时，将连接所述功率模拟发生器的通路开关关闭，以关闭所述功率模拟发生器；

当所述实际负载不支持工作在可控功耗模式时，将连接所述功率模拟发生器的通路开关开启，以开启所述功率模拟发生器。

作为上述方案的改进，所述第一主控模块控制所述测量寄存器记录所述供电接口模块传输给所述受电接口模块的功率信息，具体包括：

发送测量开始指令给所述第二主控模块；

控制所述测量寄存器记录所述供电接口模块传输给所述受电接口模块的功率信息；

当满足预设的测量完成条件时，发送测量结束指令给所述第二主控模块，以使所述受电端恢复正常工作状态。

作为上述方案的改进，所述供电端还包括第一测量控制帧通路，所述第一测量控制帧通路用于传输所述第一主控模块发送给所述第二主控模块的控制指令；其中，所述控制指令包括所述测量开始指令或所述测量结束指令。

作为上述方案的改进，所述受电端包括第二测量控制帧通路，所述第二测量控制帧通路用于传输所述第二主控模块发送给所述第一主控模块的所述功率测量指令，以及传输所述第一主控模块返回的控制指令给所述第二主控模块；其中，所述控制指令包括所述测量开始指令或所述测量结束指令。

作为上述方案的改进，所述供电接口模块包括供电接口和第一传输介质端口；则，所述第一主控模块具体用于：

控制所述测量寄存器记录所述供电接口传输给所述受电接口模块的功率信息；其中，所述功率信息经由所述第一传输介质端口传输给所述受电接口模块。

为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种供电系统控制方法，包括：

受电端判断供电端是否支持功率测量；

若是，则当所述受电端中的实际负载支持工作在可控功耗模式时，所述受电端使能所述实际负载，以使所述实际负载工作在可控功耗模式；若否，所述受电端保持正常工作状态；

当所述供电端支持功率测量时，所述受电端发送功率测量指令给供电端；

所述供电端根据所述功率测量指令，记录传输给所述受电端的功率信息。

与现有技术相比，本发明实施例公开的供电系统控制方法，首先，受电端判断供电端是否支持功率测量；然后，在供电端支持功率测量的情况下，当实际负载支持工作在可控功耗模式时，受电端使能实际负载，以使实际负载工作在可控功耗模式，并发送功率测量指令给供电端；最后，供电端接收到功率测量指令后，控制所述测量寄存器记录供电接口模块传输给受电接口模块的功率信息。受电端具备主动上报自身功率状态的能力，供电端具备准确获取受电设备功率状态的能力，整个通信网络供电系统能进行更为精准的功率分配及管理，能够防止系统用电负荷超出。

作为上述方案的改进，所述受电端还包括功率模拟发生器；则，当所述供电端支持功率测量时，所述受电端发送功率测量指令给供电端前，还包括：

当所述实际负载不支持工作在可控功耗模式时，所述受电端使能所述功率模拟发生器，以使所述功率模拟发生器工作在预设功率状态下，并控制所述实际负载工作在最小功耗模式下。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种供电系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种供电系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种供电系统中受电端与供电端之间的信息交互示意图；

图4是本发明实施例提供的一种供电系统控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

值得说明的是，本发明实施例所述的供电系统为通信网络供电系统，比如标准poe供电系统、非标poe供电系统等。则所述供电端为标准poe供电端或非标准poe供电端，所述受电端为标准poe受电端或非标准poe受电端。

参见图1，图1是本发明实施例提供的一种供电系统的结构示意图；包括：供电端10和受电端20，所述供电端10包括第一主控模块11、测量寄存器12和供电接口模块13，所述受电端20包括第二主控模块21、实际负载22和受电接口模块23；其中，所述第一主控模块11分别连接所述测量寄存器12和所述供电接口模块13，所述测量寄存器12连接所述供电接口模块13，所述供电接口模块13连接所述受电接口模块23；所述第二主控模块21分别连接所述实际负载22和所述受电接口模块23，所述实际负载22连接所述受电接口模块23。

所述第二主控模块21，用于判断所述供电端10是否支持功率测量；若是，则当所述实际负载22支持工作在可控功耗模式时，使能所述实际负载22，以使所述实际负载22工作在可控功耗模式，并发送功率测量指令给所述第一主控模块11；若否，则保持正常工作状态。

所述第一主控模块11，用于当接收到所述功率测量指令时，控制所述测量寄存器12记录所述供电接口模块13传输给所述受电接口模块23的功率信息。

当所述供电端10与所述受电端20建立连接关系时，所述供电端10开始供电给所述受电端20。需要说明的是，在供电过程中，所述供电端10并非一直开启功率测量，而是定期或者其他必要时刻开启功率测量，因此，所述受电端20首先需要判断所述供电端10是否支持功率测量，此时所述受电端20可以发送询问指令给所述供电端10，以询问所述供电端10是否支持功率测量，且在接收到所述供电端10返回的应答指令时根据所述应答指令判断供电端10是否支持功率测量。

当所述供电端10支持功率测量时，且当所述实际负载22支持工作在可控功耗模式时，所述第二主控模块21使能所述实际负载22，以使所述实际负载22工作在可控功耗模式，并发送功率测量指令给所述第一主控模块11。所述第一主控模块11接收到所述功率测量指令时，控制所述测量寄存器12记录所述供电接口模块13传输给所述受电接口模块23的功率信息。示例性的，所述功率信息包括电压信息和电流信息中的至少一种。所述第一主控模块11通过控制所述测量寄存器12记录所述功率信息，得知所述受电端20的功率使用情况，从而能够对系统功率进行分配和管理，防止系统用电负荷超出。

可选的，所述第一主控模块11控制所述测量寄存器12记录所述供电接口模块13传输给所述受电接口模块23的功率信息，具体包括：

发送测量开始指令给所述第二主控模块21；

控制所述测量寄存器12记录所述供电接口模块13传输给所述受电接口模块23的功率信息；

当满足预设的测量完成条件时，发送测量结束指令给所述第二主控模块21，以使所述受电端20恢复正常工作状态。

示例性的，当所述受电端20确认所述供电端10支持功率测量时，所述第二主控模块21发送功率测量指令给所述供电端10，以使所述供电端10确认所述受电端20已经准备好上报功率。所述供电端10发送测量开始指令给所述第二主控模块21，以告知所述受电端20其正在开始测量所述供电接口模块13传输给所述受电接口模块23的功率信息。

示例性的，所述测量完成条件包括：

所述供电端10在收到所述受电端20发送功率测量指令后，在第一预设时间段内进行100ms滑动测量窗口计算功率平均值；取所述功率平均值中的最大值为所述受电端20的测量功率，此时，即测量完成；其中，所述第一预设时间段为3s；

或者，所述供电端10在收到所述受电端20发送功率测量指令后，在第一预设时间段内进行随机次数的功率测量；累计功率测量时间占空比不低于50％的功率值，并取所述功率值中的最大值为的功率所述受电端20的测量功率，此时，即测量完成。

可选的，所述受电端20还包括功率模拟发生器24，所述功率模拟发生器24分别连接所述第二主控模块21和所述受电接口模块23；则，所述第二主控模块21，具体用于：

判断所述供电端10是否支持功率测量；

若是，则当所述实际负载22支持工作在可控功耗模式时，使能所述实际负载22，以使所述实际负载22工作在可控功耗模式，并关闭所述功率模拟发生器24；或，当所述实际负载22不支持工作在可控功耗模式时，使能所述功率模拟发生器24，以使所述功率模拟发生器24工作在预设功率状态下，并控制所述实际负载22工作在最小功耗模式下；若否，则保持正常工作状态；

当所述供电端10支持功率测量时，发送功率测量指令给所述第一主控模块11。

具体的，所述功率模拟发生器24是可以是一种具体的、能模拟受电设备功率且符合系统功率容差的功率汲取装置/模块，也可以是一种能表征设备特征功率的稳定工作状态，例如可以是很简单的水泥负载、高功率电阻或者高功率mosfet的简单集成，汲取的功率应当不低于所述实际负载22在各功率状态模式下的对应功率。当所述实际负载22不支持工作在可控功耗模式时，因在实际系统中，很难直接关闭所述实际负载22，这涉及到后级系统的上下电问题，控制起来复杂度很高，因此采用维持并尽量减少所述实际负载22的功耗的方式更为实际。在开启所述功率模拟发生器24的同时，继续维持低功率的所述实际负载22的运行，可以提升所述供电端10测量的功率数据余量。

进一步的，参见图2，图2是本发明实施例提供的另一种供电系统的结构示意图。

所述供电端10还包括访问接口14和第一测量控制帧通路15；所述供电接口模块13包括供电接口131和第一传输介质端口132；所述访问接口14分别连接所述第一主控模块11和所述测量寄存器12，所述第一测量控制帧通路15分别连接所述第一主控模块11和所述第一传输介质端口132，所述供电接口131分别连接所述测量寄存器12和所述第一传输介质端口132，所述第一传输介质端口132连接所述受电接口模块23。

则，所述第一主控模块11具体用于：通过访问接口14控制所述测量寄存器12记录所述供电接口131传输给所述受电接口模块23的功率信息。其中，所述功率信息经由所述第一传输介质端口132传输给所述受电接口模块23，所述供电接口131为网络供电设备中用于提供电力输出的器件或者模块，常见如标准poe的pse接口、非标poe的输出电源整流、滤波等模块；所述第一传输介质端口132为网络受电设备与物理线缆耦合连接的接口件，如常见的以太网网口中的rj45接插件。

所述第一测量控制帧通路15用于：传输所述第一主控模块11发送给所述第二主控模块21的控制指令；其中，所述控制指令包括所述测量开始指令或所述测量结束指令。所述第一测量控制帧通路15为数据通信网络中用于传递控制交互信息的组件，比如以太网中的phy和mac。

所述受电端20还包括电源转换模块25、负载配置开关26和第二测量控制帧通路27，所述受电接口模块23包括受电接口231和第二传输介质端口232；所述电源转换模块25分别连接所述受电接口231和所述负载配置开关26，所述负载配置开关26分别连接所述实际负载22和所述功率模拟发生器24，所述第二测量控制帧通路27分别连接所述第二主控模块21和所述第二传输介质端口232，所述第二传输介质端口232分别连接所述受电接口231和所述第一传输介质端口132。

其中，所述受电接口231为网络供电设备中用于提供电力输出的器件或者模块，常见如标准poe的pse接口、非标poe的输出电源整流、滤波等模块；所述第二传输介质端口232为网络受电设备与物理线缆耦合连接的接口件，如常见的以太网网口中的rj45接插件。

所述电源转换模块25，用于受电端20内部的电源转换。示例性的，所述电源转换模块25为网络受电设备中常见的隔离式或非隔离式的正激、反激dc-dc转换模块。

所述负载配置26开关，用于当所述实际负载22支持工作在可控功耗模式时，将连接所述功率模拟发生器24的通路开关关闭，以关闭所述功率模拟发生器24；当所述实际负载22不支持工作在可控功耗模式时，将连接所述功率模拟发生器24的通路开关开启，以开启所述功率模拟发生器24。其中，连接所述功率模拟发生器24的通路在所述受电端20上电时默认处于关闭状态，而连接所述实际负载22的通路一直处于开启状态。

所述第二测量控制帧通路27，为数据通信网络中用于传递控制交互信息的组件，比如以太网中的phy和mac，用于传输所述第二主控模块21发送给所述第一主控模块11的所述功率测量指令，以及传输所述第一主控模块11返回的控制指令给所述第二主控模块21；其中，所述控制指令包括所述测量开始指令或所述测量结束指令。

值得说明的是，所述第一主控模块11和所述第二主控模块21之间传输的指令均以测量控制帧的形式传输，所述测量控制帧为一种通信网络供电/受电设备间握手的数据帧。

进一步的，结合图3对本发明实施例中的所述供电端10和所述受电端20之间的信息交互进行进一步说明。

本发明实施例所述的供电系统一共有4个工作阶段，分别为：上电阶段、握手确认阶段、功率测量阶段以及测量确认阶段。

在上电阶段中，图3中的①过程为所述供电端10对所述受电端20进行供电的过程，此时所述受电端20在上电后，所述负载配置开关26连接所述功率模拟发生器24的通路开关在所述受电端20上电时默认处于关闭状态，所述受电端20进入功率测量模式，将系统负载功耗降为最低。

在握手确认阶段，图3中的②过程为所述受电端20发送给所述供电端10的所述询问指令，③过程为所述供电端10返回给所述受电端20的所述应答指令，所述应答指令中包含所述供电端10是否支持功率测量的信息。当所述供电端10支持功率测量时，在接收到所述应答指令后，所述受电端20根据所述实际负载22是否支持工作在可控功耗模式对所述实际负载22和所述功率模拟发生器24进行配置。

在功率测量阶段，图3中的④过程为所述受电端20发送给所述供电端10的所述功率测量指令，以使所述供电端10确认所述受电端20已经准备好上报功率。图3中的⑤过程为所述供电端10在确认所述受电端20已经准备好上报功率后，发送所述受电端20的所述测量开始指令，此时所述供电端10进入功率测量模式，对所述受电端20进行功率测量。

在测量确认阶段，图3中的⑥过程为当满足预设的测量完成条件时，所述供电端10发送给所述受电端20的测量结束指令，以使所述受电端20在接收到所述测量结束指令后，恢复正常工作状态，同时所述供电端10自身也恢复正常工作状态。图3中的⑦过程为所述受电端20在接收到所述测量结束指令后，返回给所述供电端10的确认测量完成指令。

值得说明的是，所述②～⑦过程中涉及到的所述指令均以测量控制帧的形式传输。即，所述第一主控模块11与所述第二主控模块21之间传输的所述询问指令(②过程)、所述应答指令(③过程)、所述功率测量指令(④过程)、所述测量开始指令(⑤过程)、所述测量结束指令(⑥过程)、所述测量完成指令(⑦过程)均经由所述第一测量控制帧通路15、所述第一传输介质端口132、所述第二传输介质端口232、所述第二测量控制帧通路27进行传输。

与现有技术相比，本发明实施例公开的供电系统，首先，第二主控模块21判断供电端10是否支持功率测量；然后，在供电端10支持功率测量的情况下，当实际负载22支持工作在可控功耗模式时，第二主控模块21使能所述实际负载22，以使所述实际负载22工作在可控功耗模式，并发送功率测量指令给供电端10的第一主控模块11；最后，第一主控模块11接收到功率测量指令后，控制测量寄存器12记录供电接口模块13传输给受电接口模块23的功率信息。受电端20具备主动上报自身功率状态的能力，供电端10具备准确获取受电设备功率状态的能力，整个通信网络供电系统能进行更为精准的功率分配及管理，能够防止系统用电负荷超出。

本发明另一实施例提供一种供电系统控制方法，参见图4，所述供电系统控制方法包括：

s1、受电端判断供电端是否支持功率测量；

s2、若是，则当所述受电端中的实际负载支持工作在可控功耗模式时，所述受电端使能所述实际负载，以使所述实际负载工作在可控功耗模式；若否，所述受电端保持正常工作状态；

s3、当所述供电端支持功率测量时，所述受电端发送功率测量指令给供电端；

s4、所述供电端根据所述功率测量指令，记录传输给所述受电端的功率信息。

可选的，所述受电端还包括功率模拟发生器；则，当所述供电端支持功率测量时，所述受电端发送功率测量指令给供电端前，还包括：

当所述实际负载不支持工作在可控功耗模式时，所述受电端使能所述功率模拟发生器，以使所述功率模拟发生器工作在预设功率状态下，并控制所述实际负载工作在最小功耗模式下。

值得说明的是，本发明实施例所述的供电系统控制方法中供电系统的工作过程请参考上述实施例中供电系统的工作过程，在此不再赘述。

与现有技术相比，本发明实施例公开的供电系统控制方法，首先，受电端判断供电端是否支持功率测量；然后，在供电端支持功率测量的情况下，当实际负载支持工作在可控功耗模式时，受电端使能实际负载，以使所述实际负载工作在可控功耗模式，并发送功率测量指令给供电端；最后，当供电端接收到功率测量指令后，控制测量寄存器记录供电接口模块传输给受电接口模块的功率信息。受电端具备主动上报自身功率状态的能力，供电端具备准确获取受电设备功率状态的能力，整个通信网络供电系统能进行更为精准的功率分配及管理，能够防止系统用电负荷超出。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。