特表 2023-515967 有線電気通信ネットワーク上におけるデータとあわせた電力の双方向伝送

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-17

(54)【発明の名称】有線電気通信ネットワーク上におけるデータとあわせた電力の双方向伝送

(51)【国際特許分類】

   H02J 13/00 20060101AFI20230410BHJP

【ＦＩ】

H02J13/00 B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022551398

(86)(22)【出願日】2021-01-11

(85)【翻訳文提出日】2022-10-21

(86)【国際出願番号】 EP2021050339

(87)【国際公開番号】W WO2021170300

(87)【国際公開日】2021-09-02

(31)【優先権主張番号】20305184.2

(32)【優先日】2020-02-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】594083128

【氏名又は名称】シュネーデル、エレクトリック、インダストリーズ、エスアーエス

【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＮＥＩＤＥＲ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ ＳＡＳ

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(74)【代理人】

【識別番号】100096921

【弁理士】

【氏名又は名称】吉元 弘

(72)【発明者】

【氏名】ジェローム、ジャン、セバスチャン、ブルナギエール

【テーマコード（参考）】

5G064

【Ｆターム（参考）】

5G064AA04

5G064AA08

5G064AC09

5G064CB08

(57)【要約】

ネットワーク・インターフェース装置は、インターフェース装置を有線電気通信ネットワークに接続するように適合された連通部（４、６）と、連通部に接続されている整流器（８）と、整流器に接続されている配電母線（１４）と、第１の電力制御装置（１０）と、第２の電力制御装置（１２）と、第１の電力制御装置（１０）に結合されており、接続部と配電母線との間に電流が流れることを選択的に防ぐように構成された、第１のスイッチ（ＳＷ１）と、第２の電力制御装置（１２）にそれぞれ結合されており、配電母線から接続部へ電流が流れることを選択的に防ぐように構成された、第２のスイッチ（ＳＷ２）および第３のスイッチ（ＳＷ３）とを備え、第２のスイッチ（ＳＷ２）が、整流器（８）の整流器素子（Ｄ３）に並列に接続されており、第３のスイッチ（ＳＷ３）が、整流器（８）の第２の整流器素子（Ｄ１）に並列に接続されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

有線電気通信ネットワーク上でデータとともに電力を双方向に伝送することを可能にするネットワーク・インターフェース装置（２、２０、３０、４０）であって、
前記インターフェース装置を有線電気通信ネットワークに接続するように適合された、連通部（４、６）と、
前記連通部に接続されており、ダイオード（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）などの複数の整流器素子を備える、整流器（８）と、
前記整流器に接続されている、配電母線（１４）と、
前記ネットワーク・インターフェース装置が前記ネットワークによって給電されるとき、前記配電母線（１４）への電力の供給を制御するように構成された、第１の電力制御装置（１０）と、
前記ネットワーク・インターフェース装置が自己給電され前記ネットワークを介して遠隔デバイスに給電することを目指すとき、前記配電母線（１４）からの電力の供給を制御するように構成された、第２の電力制御装置（１２）と
を備え、
前記装置は、
前記第１の電力制御装置（１０）に結合されており、接続部と前記配電母線との間に電流が流れることを選択的に防ぐように構成された、第１のスイッチ（ＳＷ１）と、
前記第２の電力制御装置（１２）にそれぞれ結合されており、前記配電母線から前記接続部へ電流が流れることを選択的に防ぐように構成された、第２のスイッチ（ＳＷ２）および第３のスイッチ（ＳＷ３）と
をさらに備え、
前記第２のスイッチ（ＳＷ２）が、前記整流器（８）の整流器素子（Ｄ３）に並列に接続されており、
前記第３のスイッチ（ＳＷ３）が、前記整流器（８）の第２の整流器素子（Ｄ１）に並列に接続されている、
ネットワーク・インターフェース装置（２、２０、３０、４０）。

【請求項2】

前記整流器（８）が、ダイオード・ブリッジ整流器（８）であり、前記整流器素子が、ダイオードであり、第１のダイオード（Ｄ１）のカソードが、前記整流器（８）の第１の出力端子（１６）に接続されており、前記第１のダイオード（Ｄ１）のアノードが、前記整流器（８）の第１の入力端子に接続されている、請求項１に記載のネットワーク・インターフェース装置。

【請求項3】

前記第１のスイッチ（ＳＷ２）が、前記接続部（４、６）と前記配電母線（１４）との間に接続されている、請求項１または２に記載のネットワーク・インターフェース装置。

【請求項4】

前記第１の電力制御装置（１０）が、前記接続部で受けた入力電圧が所定閾値を超えたときだけ前記第１のスイッチ（ＳＷ１）を閉じるように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載のネットワーク・インターフェース装置。

【請求項5】

前記第２の電力制御装置（１２）は、前記配電母線（１４）が前記ネットワークを介して遠隔デバイスに送達され得る余剰電力を有するとき、前記第２のスイッチ（ＳＷ２、ＳＷ３）および前記第３のスイッチ（ＳＷ３、ＳＷ２）を閉じるように構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載のネットワーク・インターフェース装置。

【請求項6】

前記ネットワーク・インターフェース装置（２０）が、前記整流器（８）に対して前記第１の電力制御装置（１０）を選択的に接続または切断するように構成された追加のスイッチ（２２）をさらに備え、前記第２の電力制御装置（１２）が前記ネットワークに接続されている遠隔負荷の電気的特性の決定を試みているとき、前記追加のスイッチ（２２）を開けるように構成される、請求項１から５のいずれか一項に記載のネットワーク・インターフェース装置。

【請求項7】

前記第１、第２および第３のスイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３）が、電気スイッチ、または、Ｍｏｓｆｅｔもしくは絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタもしくはバイポーラ・トランジスタなどのトランジスタに基づくスイッチである、請求項１から６のいずれか一項に記載のネットワーク・インターフェース装置。

【請求項8】

前記第１の電力制御装置（１０）は、前記第２の電力制御装置（１２）が遠隔負荷の電気的特性の決定を試みているとき、低消費電力モードに自動的に切り替えられるように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載のネットワーク・インターフェース装置。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載の複数のネットワーク・インターフェース（２、２０、３０、４０）装置を備え、必要な場合はいつでも前記ネットワーク・インターフェース間での電力の移送を可能にするように構成される、ネットワーキング・デバイス（５２、５４）。

【請求項10】

前記ネットワーキング・デバイス（５４）が、電力の移送に適した追加のインターフェース（９１）をさらに備え、さらに、前記ネットワーク・インターフェース（２、２０、３０、４０）間か、又は前記追加のインターフェース（９１）と前記ネットワーク・インターフェース（２、２０、３０、４０）のうちの１つとの間のどちらかにおける電力の移送を可能にするように構成される、請求項９に記載のネットワーキング・デバイス。

【請求項11】

前記ネットワーキング・デバイス（５２）が、３つのネットワーク・インターフェースを備える、請求項９に記載のネットワーキング・デバイス。

【請求項12】

複数のネットワーキング・デバイス（５２、５４、６６）を備える、イーサネット・ネットワークなどの有線電気通信ネットワーク（５０）であって、少なくとも１つのネットワーキング・デバイスが、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のネットワーク・インターフェース装置（２、２０、３０、４０）を備える、有線電気通信ネットワーク（５０）。

【請求項13】

ネットワークが、閉じたデイジー・チェーン・トポロジなどの閉リング・トポロジを有する、請求項１２に記載の有線電気通信ネットワーク（５０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有線データ電気通信ネットワーク上において電力を供給するデバイスおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

イーサネットに基づくネットワークなど、多くの有線電気通信ネットワークは、ネットワーキング・デバイスに遠隔で給電するために、ネットワークに接続されているネットワーキング・デバイス間、例えば給電機器（ＰＳＥ）と受電デバイス（ＰＤ）との間における電力の伝送を可能にするように構成され得る。

【0003】

電力は、ネットワーキング・デバイスが接続されている（例えば、イーサネット・ケーブルである）データを搬送する物理層を通じてネットワークにわたって移送され得る。

【0004】

一例は、電気電子学会（ＩＥＥＥ）の規格ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ、ＩＥＥＥ８０２．３ａｔまたはＩＥＥＥ８０２．３ｂｔによって定められる「パワー・オーバー・イーサネット（ＰｏＥ）」技術である。

【0005】

この技術の欠点は、既存のＰｏＥ対応ネットワーク・インターフェースが、逆にされることができない単一方向のみの電力の流れに対応するように構築されていることである。

【0006】

換言すると、このネットワーク・インターフェースは、電気負荷か電気供給源のどちらかとしてしか機能できず、動作中にこれらの役割を切り替えることはできない。

【0007】

これらの制限により、既存のＰｏＥ対応ネットワーク・インターフェースは、ネットワークにおいて（例えば、電池などのエネルギー蓄積デバイスである）電気供給源および電気負荷として択一的に使用され得るネットワーキング・デバイスでの使用には適していない。

【0008】

最善として、一方が電力の出力用であり他方が電力の受電用である２つのＰｏＥ対応ネットワーク・インターフェースがデバイスごとに設けられてもよいが、この解決策は、実施にコストがかかり、またネットワークに２つのインターフェースを不適当に接続するリスクがあり得るので、安全上の問題を生じさせるおそれがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

したがって、本発明の目的は、有線データ電気通信ネットワーク上において可逆的な電力の流れを提供することができる改善されたネットワーク・インターフェース、デバイスおよび方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

このため、本発明の一態様は、有線電気通信ネットワーク上でデータとともに電力を双方向に伝送することを可能にするネットワーク・インターフェース装置であって、
インターフェース装置を有線電気通信ネットワークに接続するように適合された、連通部と、
連通部に接続されており、ダイオードなどの複数の整流器素子を備える、整流器と、
整流器に接続されている、配電母線と
を備えるネットワーク・インターフェース装置に関する。

【0011】

ネットワーク・インターフェース装置は、ネットワーク・インターフェース装置がネットワークによって給電されるとき、配電母線への電力の供給を制御するように構成された、第１の電力制御装置と、
ネットワーク・インターフェース装置が自己給電されネットワークを介して遠隔デバイスに給電することを目指すとき、配電母線からの電力の供給を制御するように構成された、第２の電力制御装置とをさらに備える。

【0012】

装置は、
第１の電力制御装置に結合されており、接続部と配電母線との間に電流が流れることを選択的に防ぐように構成された、第１のスイッチと、
第２の電力制御装置にそれぞれ結合されており、配電母線から接続部へ電流が流れることを選択的に防ぐように構成された、第２のスイッチおよび第３のスイッチと
をさらに備える。

【0013】

第２のスイッチは、整流器の整流器素子に並列に接続されており、第３のスイッチは、整流器の第２の整流器素子に並列に接続されている。

【0014】

有利な態様によれば、本発明は、単独でまたはすべての可能な技術的組合せに従って、以下にある特徴のうちの１つまたは複数を備える。

【0015】

－ 整流器は、ダイオード・ブリッジ整流器であり、整流器素子は、ダイオードであり、第１のダイオードのカソードは、整流器の第１の出力端子に接続されており、第１のダイオードのアノードは、整流器の第１の入力端子に接続されている。
－ 第１のスイッチは、接続部と配電母線との間に接続されている。
－ 第１の電力制御装置は、接続部で受けた入力電圧が所定閾値を超えたときだけ第１のスイッチを閉じるように構成される。
－ 第２の電力制御装置は、配電母線がネットワークを介して遠隔デバイスに送達されることができる余剰電力を有するとき、第２のスイッチおよび第３のスイッチを閉じるように構成される。
－ ネットワーク・インターフェース装置は、整流器に対して第１の電力制御装置を選択的に接続または切断するように構成された追加のスイッチをさらに備え、第２の電力制御装置がネットワークに接続されている遠隔負荷の電気的特性の決定を試みているとき、追加のスイッチを開けるように構成される。
－ 第１、第２および第３のスイッチは、電気スイッチ、または、Ｍｏｓｆｅｔもしくは絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタもしくはバイポーラ・トランジスタなどのトランジスタに基づくスイッチである。
－ 第１の電力制御装置は、第２の電力制御装置が遠隔負荷の電気的特性の決定を試みているとき、低消費電力モードに自動的に切り替えられるように構成される。

【0016】

他の態様によれば、ネットワーキング・デバイスは、上記で定められたような複数のネットワーク・インターフェース装置を備え、前記ネットワーキング・デバイスは、必要な場合はいつでも前記ネットワーク・インターフェース間での電力の移送を可能にするように構成される。

【0017】

１つまたは複数の実施形態によれば、ネットワーキング・デバイスは、電力の移送に適した追加のインターフェースをさらに備え、さらに、ネットワーク・インターフェース間か、追加のインターフェースと前記ネットワーク・インターフェースのうちの１つとの間のどちらかにおける電力の移送を可能にするように構成される。

【0018】

１つまたは複数の実施形態によれば、ネットワーキング・デバイスは、３つのネットワーク・インターフェースを備える。

【0019】

他の態様によれば、イーサネット・ネットワークなどの有線電気通信ネットワークは、複数のネットワーキング・デバイスを備え、少なくとも１つのネットワーキング・デバイスは、上記で定められたようなネットワーク・インターフェース装置を備える。

【0020】

１つまたは複数の実施形態によれば、有線電気通信ネットワークは、閉じたデイジー・チェーン・トポロジなどの閉リング・トポロジを有する。

【0021】

本発明は、単なる非限定的な例として提供され添付の図面が参照される以下の説明を読めば、さらに理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態によるネットワーク・インターフェース装置の電気接続図である。

【図2】図４の流れ図とともに、図１のネットワーク・インターフェース装置の第１の動作モードを示す電気接続図である。

【図3】図４の流れ図とともに、図１のネットワーク・インターフェース装置の第１の動作モードを示す電気接続図である。

【図4】図１のネットワーク・インターフェース装置の第１の動作モードを示す流れ図である。

【図5】図１のネットワーク・インターフェース装置の第２の動作モードを示す流れ図である。

【図6】図５の流れ図とともに、図１のネットワーク・インターフェース装置の第２の動作モードを示す電気接続図である。

【図7】図５の流れ図とともに、図１のネットワーク・インターフェース装置の第２の動作モードを示す電気接続図である。

【図8】他の実施形態によるネットワーク・インターフェース装置の電気接続図である。

【図9】他の実施形態によるネットワーク・インターフェース装置の電気接続図である。

【図10】さらに他の実施形態によるネットワーク・インターフェース装置の電気接続図である。

【図11】実施形態による１つまたは複数のネットワーク・インターフェースを備える複数のネットワーク・デバイスを備える例示的な有線電気通信ネットワークのブロック図である。

【図12】実施形態による１つまたは複数のネットワーク・インターフェースをそれぞれ備えるいくつかのネットワーキング・デバイスの簡素化された図である。

【図13】実施形態による複数のネットワーク・インターフェースを備えるネットワーキング・デバイスの他の実施形態のブロック図である。

【図14】実施形態による複数のネットワーク・インターフェースを備えるネットワーキング・デバイスの他の実施形態のブロック図である。

【図15】他の実施形態によるネットワーク・インターフェース装置の電気接続図である。

【図16】他の実施形態によるネットワーク・インターフェース装置の電気接続図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１は、本発明の実施形態によるネットワーク・インターフェース装置２の電気接続図である。

【0024】

インターフェース２は、イーサネットに基づくネットワークなどの有線データ電気通信ネットワークに接続されることができる。

【0025】

例えば、インターフェース２は、専用のコネクタを介して、前記ネットワークのデータを搬送する物理層（例えば、ツイスト・ペア・イーサネット・ケーブルなどの１本または複数のケーブル）に接続され得る。

【0026】

多くの実施形態では、インターフェース２は、コンピュータ、移動通信装置、無線アクセス・ポイント、センサ、カメラ、マルチメディア・デバイス、産業用制御デバイス、ネットワーク・インターフェース・デバイスなどのデータ・ルーティングおよび／またはスイッチング機器などのネットワーキング・デバイスに関連付けられる（例えば、取り付けられる、または含まれる）ことが意図されている。

【0027】

これらの例は、限定的ではなく、インターフェース２は、幅広いネットワーキング・デバイスで使用され得る。

【0028】

インターフェース２は、ネットワークのデータの物理層を通じて電力の伝送を可能にするように構成される。例えば、インターフェース２は、例えばＩＥＥＥ規格８０２．３ａｆ、ＩＥＥＥ８０２．３ａｔまたはＩＥＥＥ８０２．３ｂｔによって定められるような「パワー・オーバー・イーサネット」（ＰｏＥ）技術に対応している。

【0029】

好ましくは、インターフェース２は、ネットワークへおよびネットワークからの電力の双方向の伝送を可能にする。例えば、インターフェース２は、電力をネットワークに供給する供給モードと、インターフェース２がネットワークからの電力を受ける受電モードとの間で切り替えられ得る。

【0030】

例えば、供給モードでは、（例えば、遠隔ネットワーキング・デバイスに給電するように）インターフェース２によってネットワークに移送される電力は、インターフェース２がその一部であるネットワーク・デバイスに由来する。ネットワーク・デバイスは、この場合、給電機器（ＰＳＥ）として機能する。

【0031】

同様に、受電モードでは、インターフェース２によってネットワークから受ける電力は、インターフェース２がその一部であるネットワーク・デバイスに給電することに使用され得る。ネットワーク・デバイスは、この場合、受電デバイス（ＰＤ）として機能する。

【0032】

以下、インターフェース２は、「双方向」ＰｏＥネットワーク・インターフェースと称される。

【0033】

図１の例では、インターフェース２は、ネットワーキング・デバイスの一部、またはネットワーク・インターフェース・デバイスの一部であり得るが、そのようなデバイスの詳細は図面および説明から省略され得ることを理解されたい。このデバイスは、以下、「ローカル・デバイス」と称されることもある。

【0034】

図１に示されるように、インターフェース装置は、接続部と電気回路とを備える。

【0035】

接続部は、インターフェース２を有線電気通信ネットワークに接続することができる。

【0036】

多くの実施形態では、接続部は、有線電気通信ネットワークに接続されることに適した電気コネクタを備える。例えば、前記ネットワークは、例えばＣＡＴ５ｅまたはＣＡＴ６ｅのイーサネット・ケーブルであるツイスト・ペア・イーサネット・ケーブルなど、複数のケーブルおよびワイヤを含む物理層を備えることができる。

【0037】

図示の実施形態では、コネクタは、第１のピン対４と第２のピン対６とを備える。接続部は、図１に示されない他のピンを含んでもよい。各ピン対は、一対のツイスト・ケーブルに結合されるように適合される。

【0038】

図１の例で見られるように、ピンは、ＡＮＳＩ／ＴＩＡ－５６８規格に記載されるピン番号付け方式に従うことができる。第１のピン対４のピンは、ピン「１」および「２」に対応し、第２のピン対６のピンは、ピン「３」および「６」に対応してもよい。一代替実施形態では、第１のピン対は、ピン「４」および「５」に対応し、第２のピン対６のピンは、ピン「７」および「８」に対応してもよい。

【0039】

インターフェース装置は、接続部を、インターフェース２の電気回路と、インターフェース２が属するデバイスのデータ処理部に接続する結合素子７をさらに備える。

【0040】

結合素子７は、基本信号（ｂａｓｅ ｓｉｇｎａｌ）を電気回路に転送しつつ、データ信号を抽出しそれらをデバイスのデータ処理部に転送するために、ネットワークから受信する上り電気信号を復調するように構成される。同様に、結合素子７は、下り信号を変調しそれらを接続部に向けて転送するように構成される。

【0041】

例えば、結合素子７は、電圧変成器を備える磁気結合素子である。例示の実施形態では、インターフェース装置は、少なくとも２つのそのような結合素子７を備える。第１のコイルは、ピン対４、ピン対６のピンおよび電気回路の入力端子に接続されている。第１のコイルに磁気的に結合された第２のコイルは、データ処理部（図示せず）に接続されている。他の実施形態では、結合素子はキャパシタを含む場合がある。

【0042】

以下、電気インターフェース回路は、簡潔かつ単純にするために、単に「インターフェース２」と称される。

【0043】

インターフェース２は、従来のやり方で配置された半導体ダイオードなどの複数のダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４を備えるダイオード整流器ブリッジ８などの整流器８をさらに備える。

【0044】

単純にするため、記載される例はダイオードを示すが、ダイオードは、Ｍｏｓｆｅｔなどのスイッチに、これがダイオード整流器８における損失の低減を可能にするので、取って代わられてもよい。その場合、スイッチは、ブリッジ配置で接続されてもよい。

【0045】

ダイオードに基づく整流器８が参照される以下になされる説明は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４が、スイッチ、特にＭｏｓｆｅｔなどの半導体に基づくスイッチなどの整流器素子によって取って代わられる別の実施形態にも転移され得る。

【0046】

整流器８は、第１の入力端子１７および第２の入力端子１９を介して接続部に接続されている。例えば、第１の入力端子１７は、第１のピン対４に接続され、第２の入力端子１９は、第２のピン対６に接続されている。

【0047】

整流器８は、第１の出力端子１６と第２の出力端子１８とを備える。

【0048】

例えば、整流器８は、第１のダイオードＤ１と、第２のダイオードＤ２と、第３のダイオードＤ３と、第４のダイオードＤ４とを備える。

【0049】

第１のダイオードＤ１のカソードは、第１の出力端子１６に接続され、第１のダイオードＤ１のアノードは、第１の入力端子１７に接続されている。同様に、第２のダイオードＤ２は、第１の出力端子１６と第２の入力端子１９との間に接続され、そのカソードは第１の出力端子１６に接続されている。第３のダイオードＤ３は、第２の出力端子１８と第２の入力端子１９との間に接続され、そのカソードは第２の入力端子１９に接続されている。第４のダイオードＤ４は、第２の出力端子１８と第１の入力端子１７との間に接続され、そのカソードは第１の入力端子１７に接続されている。

【0050】

この構成は、ダイオードがＭｏｓｆｅｔなどのスイッチによって取って代わられる実施形態において使用されてもよい。

【0051】

インターフェース２は、整流器８とＤＣ（直流）配電母線１４などの配電母線１４のような内部配電装置１４との間に接続された第１の電力制御装置１０と第２の電力制御装置１２とをさらに備える。

【0052】

例えば、第１の出力端子１６は、配電母線１４の第１の点に接続され、第２の出力端子１８は、配電母線１４の第２の点に接続されている。前記第２の点は、電気的な接地点に接続され得る。

【0053】

電気回路は、接続部を電源ユニット、または内部配電母線、または電力を内部配電母線１４に接続されたデバイスの内部要素に送達するように構成された任意のデバイスに選択的に接続するように構成される。

【0054】

第１の電力制御装置１０および第２の電力制御装置１２は、以下、「ＰＤ制御装置１０」および「ＰＳＥ制御装置１２」と称される。

【0055】

多くの実施形態では、ＰＤ制御装置１０およびＰＳＥ制御装置１２は、電子回路部品および／またはプロセッサに基づく制御デバイスによって実施される電子制御装置である。

【0056】

ＰＤ制御装置１０およびＰＳＥ制御装置１２は、必ずしも別々のデバイスとは限らず、場合により、同じ電子回路によって実施されることもある。

【0057】

ＰＤ制御装置１０は、デバイスがネットワークによって給電されるとき、ネットワークから配電母線１４への電力の供給を制御するように構成される。

【0058】

ＰＳＥ制御装置１２は、デバイスが自己給電されネットワークを介して遠隔デバイスに給電することを目指すとき、配電母線１４からネットワークへの電力の供給を制御するように構成される。

【0059】

ＰＤ制御装置１０およびＰＳＥ制御装置１２は、当業界でよく知られており、それらの仕様は上述のＩＥＥＥ規格に記載されており、この理由から、それらは本明細書ではさらに詳細には述べられない。

【0060】

図示の例では、ＰＤ制御装置１０およびＰＳＥ制御装置１２は、整流器８の第１の出力端子１６と第２の出力端子１８との間に接続されている。

【0061】

加えて、インターフェース２は、デバイスが給電されないとき、接続部の電圧を検出することができる入力電圧検出装置を備える。これは、ネットワークにおけるＰＳＥの存在の検出を可能にする。

【0062】

この例では、入力電圧検出装置は、整流器８に並列に例えば点１６とＰＤ制御装置との間に接続された第１の抵抗器Ｒ１を備える。ＰＤ制御装置１０の対応する入力端子は、第１の抵抗器Ｒ１に並列に例えば端子１６と端子１８との間に接続されている。

【0063】

いくつかの実施形態では、第１の抵抗器Ｒ１は、ＩＥＥＥ規格に従って、ＰＤ制御装置１０の一部であるかそれに統合されてもよい。

【0064】

図示の例では、ＰＤ制御装置１０は、整流器ブリッジ８の出力に接続され、ＰＳＥ制御装置１２は、配電母線１４に接続されている。

【0065】

インターフェース２は、ＰＤ制御装置１０に結合された、制御スイッチとも称される第１のスイッチＳＷ１をさらに備える。

【0066】

スイッチＳＷ１は、ＰＤ制御装置１０によって開状態と閉状態との間で切り替えられることができる。開状態では、スイッチＳＷ１は、接続部と配電母線１４との間に電流が流れることを防ぐ。

【0067】

図示の例では、第１のスイッチＳＷ１は、母線１４と整流器８との間の点１８に接続されている。

【0068】

いくつかの実施形態によれば、スイッチＳＷ１は、電気機械スイッチ、またはリレー、または電気スイッチ、またはＭｏｓｆｅｔもしくは絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタなどのトランジスタに基づくスイッチ、またはバイポーラ・トランジスタ、任意の半導体に基づくスイッチとすることができる。

【0069】

インターフェース２は、ＰＳＥ制御装置１２に結合された、電流感知抵抗器とも称される第２の抵抗器Ｒ２をさらに備える。例えば、第２の抵抗器Ｒ２は、端子１８と配電母線１４との間に直列に接続され、ＰＳＥ制御装置１２の入力ピンに接続されている。

【0070】

インターフェース２は、ＰＳＥ制御装置１２に結合され整流器８のダイオードに並列に接続された第２のスイッチＳＷ２をさらに備える。

【0071】

一般に、第２のスイッチＳＷ２は、整流器素子８（本例ではダイオードなど）に並列に、（図示の例におけるように）第２の出力端子１８と、第１の入力端子１７か第２の入力端子１９のどちらかとの間に接続されている。

【0072】

例えば、第２のスイッチＳＷ２は、整流器ブリッジ８の第３のダイオードＤ３に並列に接続されている。第３のダイオードＤ３は、整流器の第２の入力端子（第２のピン対６に接続された入力）と第２の出力端子１８との間に接続され、そのカソードは前記第２の入力端子に接続されている。

【0073】

スイッチＳＷ２は、ＰＳＥ制御装置１２によって、開状態と閉状態との間で切り替えられることができる。

【0074】

開状態では、配電母線１４は、ネットワークへ電力を供給しないようにされるが、電力は、逆方向、すなわちネットワークから配電母線１４へと流れることができる。

【0075】

スイッチＳＷ２は、電気スイッチ、またはＭｏｓｆｅｔもしくは絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタなどのトランジスタに基づくスイッチ、またはバイポーラ・トランジスタ、または任意の半導体に基づくスイッチとすることができる。Ｍｏｓｆｅｔまたは他の半導体技術は、ＩＥＥＥ規格に従って、短絡の場合にスイッチが線形モードで動作し出力を制限できるようにするので、好まれる。好ましくは、スイッチＳＷ２は、プロテクション・スイッチである。

【0076】

インターフェース２は、ＰＳＥ制御装置１２に結合され整流器８のダイオードに並列に接続された第３のスイッチＳＷ３をさらに備える。

【0077】

一般に、第３のスイッチＳＷ３は、整流器素子８（本例ではダイオードなど）に並列に、第１の出力端子１６と、（第２のスイッチＳＷ２が接続されている場所に応じて）第１の入力端子１７または第２の入力端子１９との間に接続されている（すなわち、第３のスイッチＳＷ３は、第２のスイッチＳＷ２と同じ入力端子には接続されていない）。

【0078】

例えば、第３のスイッチＳＷ３は、整流器ブリッジ８の第１のダイオードＤ１に並列に接続されている。第１のダイオードＤ１は、整流器８の第１の入力端子（第１のピン対４に接続された入力）と第１の出力端子１６との間に接続され、そのカソードは前記第１の出力端子に接続されている。

【0079】

換言すると、第１のダイオードＤ１のカソードは、整流器８の第１の出力端子１６に接続され、第１のダイオードＤ１のアノードは、整流器８の第１の入力端子に接続されている。

【0080】

スイッチＳＷ３は、ＰＳＥ制御装置１２によって、開状態と閉状態との間で切り替えられ得る。開状態では、配電母線１４は、ネットワークへ電力を供給しないようにされるが、電力は、逆方向、すなわちネットワークから配電母線１４へと流れることができる。

【0081】

スイッチＳＷ３は、電気機械スイッチ、またはリレー、または電気スイッチ、またはＭｏｓｆｅｔもしくは絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタもしくは均等の技術などのトランジスタに基づくスイッチ、またはバイポーラ・トランジスタ、または任意の半導体に基づくスイッチとすることができる。

【0082】

ＰＳＥ制御装置１２は、配電母線１４が、遠隔デバイスにネットワークを介して送達され得る余剰電力を有するとき、スイッチＳＷ３および／またはスイッチＳＷ２を閉じるように構成されてもよい。

【0083】

図１の配置の一代替実施形態として、スイッチＳＷ３が第２のダイオードＤ２に並列に接続され、スイッチＳＷ２が第４のダイオードＤ４に並列に接続されてもよい。以下に説明されるような双方向インターフェースの動作は、同じままである。

【0084】

図２、図３および図４は、双方向インターフェース２の第１の動作モードの一例を示す。

【0085】

例えば、この第１の動作モードでは、インターフェース２に関連するデバイスは、それ自体による電力供給が行われず、インターフェース２を介してネットワークによって給電されなければならない。

【0086】

最初、配電母線１４には電圧がない。

【0087】

ステップＳ１００で、電圧がインターフェース２、例えばコネクタ４とコネクタ６との間に印加される。

【0088】

例えば、ＰｏＥ対応ネットワークを介してインターフェース２に接続されている遠隔ネットワーキング・デバイス（例えば、給電機器）が電力をインターフェース２に供給する。

【0089】

図２において矢印で示されるように、電流は、入力電圧検出装置を通って（すなわち、第１の抵抗器Ｒ１を通り、ＰＤ制御装置１０の感知入力導線を通って）流れる。

【0090】

ＰＤ制御装置１０は、入力電圧を測定し、それを所定閾値と比較する。しかしこの段階では、スイッチＳＷ１は開状態にあり、配電母線１４へ電流が流れないようする。

【0091】

ステップＳ１０２で、入力電圧が所定閾値を超えると、ＰＤ制御装置１０がスイッチＳＷ１を閉じる。

【0092】

換言すると、ＰＤ制御装置１０は、接続部で受ける入力電圧が所定閾値を超えたときだけ、第１のスイッチＳＷ１を閉じるように構成される。

【0093】

ステップＳ１０４で、図３において矢印で示されるように、こうして電流がインターフェースの回路を流れることができ、配電母線１４に達することができる。次いで、配電母線１４が通電される。こうして、インターフェース２に関連するローカル・デバイスは、遠隔ＰＳＥによってネットワークを介して電力供給され、受電デバイス（ＰＤ）として動作する。

【0094】

図５、図６および図７は、双方向インターフェース２の第２の動作モードの一例を示す。

【0095】

例えば、この第２の動作モードでは、インターフェース２に関連するローカル・デバイスは、電力供給され、ローカル電源を含むか、またはローカル電源に接続されてもよい。

【0096】

ローカル・デバイスは、インターフェース２を介してネットワークに接続されている遠隔負荷への電力の供給を試みることができる。

【0097】

最初、図６に示されるように、配電母線１４は、ローカル電源によって給電される。ＰＳＥ制御装置１２も、ローカル電源によって給電される。

【0098】

しかし、この段階では、スイッチＳＷ２およびＳＷ３は開いている。電流は、配電母線１４からコネクタ４、６へ流れないようにされる。

【0099】

ステップＳ１１０で、ＰＳＥ制御装置１２は、スイッチＳＷ２およびＳＷ３を閉じる。

【0100】

こうして、電流は、図７において矢印で示されるように配電母線１４からコネクタ４、６へ流れることができる。

【0101】

ステップＳ１１２で、ＰＳＥ制御装置１２は、電力をネットワークに供給する方法を開始する。

【0102】

例えば、この方法は、遠隔デバイスが電力を受けることができることを確実にし、電力がどれだけネットワークに送達されるべきかを評価するために、給電されるべき１つまたは複数の遠隔デバイスの電気的特性を決定するステップを含むことができる。

【0103】

この方法は、ＰｏＥシグネチャ検出プロセスおよびＩＥＥＥ規格８０２．３ａｆ、８０２．３ａｔまたは８０２．３ｂｔに記載される供給プロセスに従って実施されてもよい。

【0104】

デフォルトでは、双方向インターフェースは、第１のＰＤ制御装置１０がオン、第２のＰＳＥ制御装置１２がオフということになる、負荷モードにある。インターフェース装置が電源として動作できることが決定されると、第１の制御装置１０がオフ、または少なくとも低消費電力／電力消費なしモードに切り替えられ、第３のスイッチＳＷ３が閉に切り替えられる。次いで、第２の制御装置１２がオンに切り替えられ、ＩＥＥＥ規格に記載されるように、第２のスイッチＳＷ２を制御し出力電圧および電流を監視することによって、電力がネットワーク・インターフェース装置を介して供給される。

【0105】

負荷モードに戻すためには、第２の制御装置１２をオフに切り替え、第３のスイッチＳＷ３を開に切り替え、第１の制御装置をオンに切り替えるという、反対の手順が実施される。

【0106】

具体的に図４および図５を参照して上述された方法ステップは、ＰＤおよびＰＳＥ制御装置１０、１２によって、および／またはインターフェース装置２の制御デバイスによって実施されてもよい。

【0107】

制御デバイスは、プロセッサ（例えば、マイクロコントローラ）、およびコンピュータ・メモリのようなコンピュータ可読記憶媒体（例えば、読み出し専用メモリ、電気的に消去可能かつプログラム可能な読み出し専用メモリ、フラッシュ・メモリ、または電子的な命令の記憶に適した任意の他のタイプの媒体）などの、電子回路部品を備えることができる。

【0108】

コンピュータ可読記憶媒体は、プロセッサによって実行されると上記の方法ステップのうちの１つもしくは複数をプロセッサに実施させる実行可能なマシン・コードおよび／またはソフトウェア・コードを記憶することができる。

【0109】

他の実施形態では、制御デバイスは、異なるように実施されることができ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）などのプログラマブル回路、またはその均等物、およびより一般的に、本明細書に記載の機能を実行することができる任意の回路またはプロセッサを含むことができる。

【0110】

いくつかの任意選択の実施形態では、ＰＤ制御装置１０は、ＰＳＥ制御装置１２が遠隔負荷の電気的特性の決定を試みているとき（例えば、図５を参照して述べられる検出および分類ステップの間）、低消費電力モードに自動的に切り替えられ得る。そうすることによって、ＰＤ制御装置１０の電流消費が一時的に低減され、検出および分類プロセスはより正確な結果をもたらす。

【0111】

次に、双方向インターフェース２の他の実施形態が、上述されたインターフェース２と類似し、同様の機能を実施するように構成された双方向ＰｏＥインターフェース２０を示す図８を参照して述べられる。

【0112】

インターフェース２０は、追加の切断スイッチ２２が、点１４と入力電圧検出装置との間に直列に接続されているという点がインターフェース２とは異なる。

【0113】

例えば、スイッチ２２の第１の電極は、高位点（ｈｉｇｈ ｐｏｉｎｔ）１４に接続され、スイッチ２２の反対の電極は、第１の抵抗器Ｒ１およびＰＤ制御装置１０の感知入力に接続されている。

【0114】

ここでも、第１の抵抗器Ｒ１は、ＩＥＥＥ規格に従って、ＰＤ制御装置１０の一部であるかそれに統合されてもよい。同様に、スイッチ２２は、ＰＤ制御装置１０の一部、例えばＰＤ制御装置にあるリセット・ピンの形態であってもよい。

【0115】

インターフェース２０の他の要素は、インターフェース２の実施形態と同じである。これらの要素は、それらについての先の記載がこの実施形態に転移され得ることから、同じ参照符号を持ち、詳細には述べられない。

【0116】

インターフェース２０は、インターフェース２０が供給モードにあるとき、より具体的にはＰＳＥ制御装置１２が遠隔負荷の電気的特性の決定を試みているとき（例えば、図５を参照して述べられる検出および分類ステップの間）に、スイッチ２２を開ける（したがってＰＤ制御装置および抵抗器Ｒ１を整流器ブリッジ８から切断する）ように構成される。

【0117】

そうすることで、ＰＤ制御装置１０の電流消費は、一時的になくされることができる。したがって、検出および分類プロセスは、より正確な結果をもたらす。

【0118】

いくつかの実施形態によれば、スイッチ２２は、電気機械スイッチ、またはリレー、または電気スイッチ、またはＪＦＥＴもしくは絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタのＭｏｓｆｅｔなどのトランジスタに基づくスイッチ、またはバイポーラ・トランジスタ、または任意の半導体に基づくスイッチとすることができる。

【0119】

好ましくは、スイッチ２２は、デフォルトでは閉状態であり、供給モードでのみ、好ましくは検出および分類プロセスの間のみ開けられる。

【0120】

例えば、スイッチ２２は、プロセッサまたはマイクロコントローラなどの、インターフェース２０の制御デバイスによって駆動されてもよい。

【0121】

次に、双方向インターフェース２の他の実施形態が、上述されたインターフェース２と類似し、同様の機能を実施するように構成された双方向ＰｏＥインターフェース３０を示す図９を参照して述べられる。

【0122】

インターフェース３０は、ＰＤ制御装置１０およびＰＳＥ制御装置１２の位置が入れ替えられているという点がインターフェース２とは異なる。

【0123】

例えば、ＰＳＥ制御装置１２は、整流器ブリッジ８の出力に接続され、ＰＤ制御装置１０は、配電母線１４に接続されている。第１の抵抗器Ｒ１は、ＰＤ制御装置１０の測定入力に接続されたままであるが、整流器ブリッジ８にはもはや直接的に接続されていない。ここでも、第１の抵抗器Ｒ１は、ＩＥＥＥ規格に従って、ＰＤ制御装置１０の一部であるかそれに統合されてもよい。

【0124】

インターフェース３０の他の要素は、インターフェース２の実施形態と同じである。これらの要素は、それらについての先の記載がこの実施形態に転移されることができることから、同じ参照符号を持ち、詳細には述べられない。

【0125】

この構成は、インターフェース３０が供給モードにあるとき、より具体的には、ＰＳＥ制御装置１２が遠隔負荷の電気的特性の決定を試みているとき（例えば、図５を参照して述べられる検出および分類ステップの間）に有利である。

【0126】

この構成の場合、ＰＤ制御装置１０の供給電流は、ＰＳＥ制御装置１２に関連付けられたシャント抵抗器Ｒ２を通って流れない。

【0127】

図９において電流の流れを示す矢印３２によって示されるように、（ネットワークから）コネクタ４、６から来る電流だけがＰＳＥ制御装置１２によって測定される。その結果、検出および分類プロセスはより高精度で正確になり得る。

【0128】

次に、他の実施形態が、双方向ＰｏＥインターフェース装置４０を示す図１０を参照して述べられる。

【0129】

インターフェース装置４０は、第１のインターフェース４２と第２のインターフェース４４とを備える。

【0130】

第１および第２のインターフェース４２および４４のそれぞれは、インターフェース装置２と類似または同一であり、同様の機能を実施するように構成される。

【0131】

第１および第２のインターフェース４２および４４の要素は、インターフェース２の実施形態と同じである。これらの要素は、それらの先の記載がこの実施形態に転移され得ることから、詳細には述べられない。

【0132】

第１のインターフェース４２の要素は、インターフェース２と同じ参照符号を持つ。しかし、第２のインターフェース４４の要素は、プライム「’」記号が付けられた同じ参照符号を持つ（例えば、第２のインターフェース４４のＰＤ制御装置は、ＰＤ制御装置１０と類似し、参照符号１０’によって識別される）。

【0133】

この実施形態では、第１および第２のインターフェース４２および４４は、一緒に接続され同じ配電母線１４を共用し、さらに、同じ電気的接地を共用する。

【0134】

多くの実施形態では、第１および第２のインターフェース４２および４４は、互いに独立して動作することができる（例えば、２つのインターフェースのうちの一方が供給モードにあり、その間他方のインターフェースが受電モードにあってもよく、または両方が同じモードにあってもよい）。

【0135】

同様の方式で、ネットワーク・インターフェース装置は、それらのそれぞれの第１および第２の出力端子がそれぞれ接続されている、３つまたは４つ以上など多数のインターフェースを備えることができる。

【0136】

次に図１１に移ると、図面には、複数のネットワーキング・デバイスを備える例示的な有線電気通信ネットワーク５０が示されている。

【0137】

例えば、ネットワーク５０は、イーサネット・ネットワーク、好ましくはＰｏＥ対応イーサネット・ネットワークである。

【0138】

ネットワーク５０は、ケーブルなどの有線リンクによって互いに接続された複数のネットワーク・インターフェース・デバイス５２および５４を備える。

【0139】

各ネットワーク・インターフェース・デバイス５２および５４は、上述の実施形態による少なくとも１つのＰｏＥ対応双方向ネットワーク・インターフェース２、２０、３０または４０を備え、好ましくは、そのような双方向ネットワーク・インターフェース２のうちの２つ以上を備える。

【0140】

図示される例では、ネットワーク５０は、以下の、
－ ＰｏＥ対応双方向ネットワーク・インターフェース２を備えるＰｏＥ対応ネットワーキング・デバイス（参照符号５６）、
－ 非ＰｏＥであるがネットワーク５０上で電力供給され得る非ＰｏＥネットワーキング・デバイス（参照符号５８）、
－ イーサネットのみのネットワーキング・デバイス６０、
－ 外部電源６４によって給電される給電機器６２、および、
－ １つまたは複数の電池など、ＰｏＥ対応の可逆給電機器６６
のうちの１つまたは複数など、いくつかの異なるタイプのネットワーキング・デバイスを備えることができる。

【0141】

例えば、ネットワーキング・デバイス６０は、ルーティング機器とすることができ、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）またはワールド・ワイド・ウェブなどの他の電気通信ネットワークにネットワーク５０を接続することができる。例えば、前記ネットワーキング・デバイス６０は、データを移送することのみに適し、遠隔ネットワーキング・デバイスに給電するために電力を移送することには適さない、古典的なイーサネット・インターフェースを備えることができる。

【0142】

給電機器６２は、外部電源６４から来る電力をネットワーク５０の方に単に供給する、すなわちネットワーク５０の方に向けられた電力の流れだけを可能にするように構成されてもよい。

【0143】

外部電源６４は、電力系統または発電機などのＡＣ（交流）電源６４とすることができる。

【0144】

可逆給電機器６６は、ネットワーク５０の動作中、電気負荷か充電装置（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｈａｒｇｅ）のどちらかとして機能することができる。

【0145】

例えば、給電機器６６は、蓄電池と、双方向ＰｏＥインターフェース２、２０、３０とを備え、それにより電池とネットワーク５０との間の可逆的な電力の流れを可能にすることができる。

【0146】

前記ネットワーキング・デバイスのそれぞれは、ネットワーク・インターフェース・デバイス５２または５４に接続されてもよい。

【0147】

多くの実施形態では、ネットワーク・インターフェース・デバイス５２および５４は、リング・トポロジまたは閉ループ・トポロジ、好ましくは閉じたデイジー・チェーン・ループなどの特定のトポロジによりネットワーク５０を構築する構築ブロックとして使用され得る。

【0148】

例えば、ネットワーク・インターフェース・デバイス５２および５４は、電力と一緒にデータを移送することに適した有線リンク６８によって互いに接続される。

【0149】

場合により、デバイス５８、６０および６２などのいくつかのネットワーキング・デバイスは、電力だけの接続リンク７０（すなわち、データではなく電力を移送するのに適した有線接続）および／またはデータだけの接続リンク７２（すなわち、電力ではなくデータを移送するのに適した有線接続）を介してネットワーク・インターフェース・デバイス５２または５４に接続されてもよい。

【0150】

好ましい実施形態では、図１２の挿入図（ｃ）に示されるように、第１のタイプのネットワーク・インターフェース・デバイス５２は、３つの双方向ネットワーク・インターフェース２を備える。

【0151】

各ネットワーク・インターフェース・デバイス５２は、前記ネットワーク・インターフェース間でデータ・メッセージをルーティングまたは中継するためのネットワーク・スイッチとして機能するように構成される。各ネットワーク・インターフェース・デバイス５２はさらに、必要な場合はいつでも前記ネットワーク・インターフェース間での電力の移送を可能にするように構成される。

【0152】

図１４は、例示的なネットワーク・インターフェース・デバイス５２のブロック図である。

【0153】

多くの実施形態によれば、第１のタイプのネットワーク・インターフェース・デバイス５２は、例えば図１を参照して上述したような実施形態による３つの双方向ＰｏＥインターフェースを備える。

【0154】

例えば、デバイス５２は、イーサネット・ケーブルなどの有線データ・リンクに接続されることに適した３つの電気コネクタ８０を備える。

【0155】

例えば、コネクタ８０は、８Ｐ８ＣコネクタまたはＲＪ－４５コネクタなどのモジュラ・コネクタである。

【0156】

各コネクタ８０は、受信した電気信号からデータ信号を分離するように前述したような結合デバイス７に関連付けられている。

【0157】

デバイス５２は、内部データ・リンクまたは母線８４を介して結合デバイス７のデータ処理部に接続されたイーサネット・スイッチ制御装置８２を備える。イーサネット制御装置８２は、コネクタ８０間でデータ・メッセージをルーティングまたは中継するように構成される。

【0158】

各コネクタ８０はさらに、電力を内部電力母線９０に移送するように双方向ＰｏＥネットワーク・インターフェース回路２に関連付けられている。

【0159】

図示の例では、各インターフェース２回路は、電力を一時的に蓄え、動作中に電力がインターフェース回路２間で移送されるときに、バッファとして機能するように適合された内部エネルギー蓄積デバイス８６に接続されている。

【0160】

蓄積デバイス８６は、１つまたは複数のキャパシタ、またはスーパー・キャパシタ、または電気化学電池を含むことができる。

【0161】

デバイス５２は、エネルギー蓄積デバイス８６によって給電されイーサネット・スイッチ制御装置８２に電力を供給するように構成された絶縁電源装置８８をさらに含むことができる。

【0162】

例えば、絶縁電源装置８８は、安定化された３．３ＶのＤＣ電圧を送達してイーサネット・スイッチ制御装置８２に給電するように構成される。

【0163】

非限定的な例によれば、絶縁電源装置８８は、最大２．５ｋＶまでの電圧に対して絶縁され得る。

【0164】

多くの実施形態では、デバイス５２は、金属ケースまたは成形されたプラスチックのケースなど、デバイス５２の様々な構成要素を囲むケースを含むことができる。このケースは、ラック、例えば電気パネル内またはサーバ・キャビネット内部に取り付けられ得る。

【0165】

他の実施形態では、コネクタ８０および双方向インターフェースの数は、本例とは異なり、例えば２に等しいか３よりも多いことがあり得る。この場合、デバイス５２は、結果として上述した原理に従って変更される。

【0166】

図１２に戻って参照すると、挿入図（ａ）および（ｂ）に示されるように、第２のタイプのネットワーク・インターフェース・デバイス５４は、２つの双方向ネットワーク・インターフェース２と、追加のインターフェース９１、または電力の移送に適した電力インターフェースとを備える。

【0167】

各ネットワーク・インターフェース・デバイス５４は、前記インターフェース間でデータ・メッセージをルーティングまたは中継することに適したネットワーク・スイッチとして機能するように構成される。

【0168】

各ネットワーク・インターフェース・デバイス５４はさらに、双方向ネットワーク・インターフェース間か、追加のインターフェースと双方向インターフェースのうちの１つとの間のどちらかにおける電力の移送を可能にするように構成される。

【0169】

例えば、追加のインターフェースは、２４ボルトＤＣ電力のようなＤＣ電力を搬送するように適合され得る。

【0170】

追加のインターフェースは、適当な電力コネクタ（２ピン・コネクタなど）と、例えば短絡および過負荷電流からデバイス５４を保護するような適切な電気的保護装置とを備えることができる。

【0171】

しかし実際には、追加のインターフェースは、データの搬送には適さず、ネットワーク５０またはネットワーキング・デバイスのイーサネット・ポートに直接的に接続されることができない。

【0172】

いくつかの実施形態では、図１２の挿入図（ａ）に示されるように、追加のインターフェース９１は、電源デバイス６２または６６から電力を受けることに使用されてもよい。次いで、受け取った電力は、例えばネットワーク５０に接続されている遠隔ネットワーキング・デバイスに給電するように、ネットワーク・インターフェース・デバイス５４によって、双方向インターフェースのうちの１つを介してネットワーク５０に向けて転送され得る。

【0173】

いくつかの他の実施形態では、図１２の挿入図（ｂ）に示されるように、追加のインターフェース９１は、非ＰｏＥデバイス５８に給電することに使用されてもよい。例えば、前記非ＰｏＥデバイス５８は、非ＰｏＥデバイス５８とのデータ接続の確立およびネットワーク５０への前記非ＰｏＥデバイス５８の接続のために、デバイス５４の双方向インターフェースのうちの１つに接続されてもよい。

【0174】

換言すると、２つの別個（一方がデータ用、他方が電力用）の有線接続が、非ＰｏＥデバイス５８をデバイス５４に接続するために必要とされる。

【0175】

図１３は、例示的なネットワーク・インターフェース・デバイス５４のブロック図である。

【0176】

多くの実施形態によれば、第２のタイプのネットワーク・インターフェース・デバイス５４の構成は、第１のタイプのネットワーク・インターフェース・デバイス５２と類似しており、双方向インターフェースのうちの１つが電力の交換だけに適した異なるインターフェースによって取って代わられるという点が、第１のタイプのネットワーク・インターフェース・デバイス５２とは異なっている。

【0177】

例えば、第１のタイプのネットワーク・インターフェース・デバイス５２のように、第２のタイプのネットワーク・インターフェース・デバイス５４は、イーサネット・ケーブルのような有線データ・リンクに接続されることに適したコネクタ８０を備える。図示の例では、ネットワーク・インターフェース・デバイス５４は、２つのコネクタ８０を備える。

【0178】

イーサネット・スイッチ制御装置８２は、内部データ母線８４を介して結合デバイス７に接続されており、コネクタ８０間でデータ・メッセージをルーティングまたは中継するように構成される。各コネクタ８０はさらに、電力を内部電力母線９０に移送するように双方向ＰｏＥネットワーク・インターフェース２回路に関連付けられている。

【0179】

図示の例では、各インターフェース２回路は、電力を一時的に蓄え、動作中に電力がインターフェース回路２間で移送されるときに、バッファとして機能するように適合された内部エネルギー蓄積デバイス８６に接続されている。

【0180】

デバイス５４は、エネルギー蓄積デバイス８６によって給電されイーサネット・スイッチ制御装置８２に電力を供給するように構成された絶縁電源装置８８をさらに含むことができる。例えば、絶縁電源装置８８は、安定化された３．３ＶのＤＣ電圧を送達して、イーサネット・スイッチ制御装置８２に給電するように構成される。

【0181】

さらに、デバイス５４は、電力を移送するための上述した追加のインターフェースを備える。

【0182】

追加のインターフェース９１は、電力変換装置９２と、電力コネクタ９４とを備える。

【0183】

例えば、電力変換装置９２は、ブースト－バック・コンバータなどの双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとすることができる。

【0184】

電力変換装置９２は、コネクタ９４に接続され、内部電力母線９０およびエネルギー蓄積デバイス８６に接続されてもよい。

【0185】

デバイス５４は、双方向インターフェースと電力インターフェースとの間の電力の流れを自動的に管理するように構成されたマイクロコントローラなどの制御デバイスを備えることができる。

【0186】

例えば、制御デバイスは、電力が双方向ＰｏＥインターフェース・ポートのそれぞれにおいて利用できるかどうかを決定し、各ポートが入力モードにあるべきか出力モードにあるべきかを判定するように構成されてもよい。

【0187】

同様に、制御デバイスは、電力が電力インターフェースにおいて利用できるかどうかを決定し、電力変換装置９２が入力モードとして設定される（およびブースト・コンバータとして動作する）べきか出力モードに設定される（およびバック・コンバータとして動作する）べきかを判定するように構成されてもよい。

【0188】

デバイス５４は、こうして、双方向ネットワーク・インターフェース間、または追加のインターフェースと双方向インターフェースとの間で電力を移送することができる。

【0189】

レガシ・デバイスのような非ＰｏＥネットワーキング・デバイスは、この場合、他のＰｏＥ対応ネットワーキング・デバイスに沿ってネットワーク５０に安全に接続されることができる。

【0190】

多くの実施形態では、デバイス５４は、金属ケースまたは成形されたプラスチックのケースなど、デバイス５４の様々な構成要素を囲むケースを含むことができる。このケースは、ラック、例えば電気パネル内またはサーバ・キャビネット内部に取り付けられてもよい。

【0191】

代替の実施形態では、コネクタ８０および／または電力コネクタ９４の数は、本例とは異なり、例えば２よりも多いまたは高いことがあり得る。この場合、デバイス５４は、結果として変更される。

【0192】

上述の実施形態の多くの利点の中でも、双方向ＰｏＥインターフェース２、２０、３０、４０およびインターフェース・デバイス５２、５４は、電力が両方向に移送されることができるＰｏＥネットワークの作成を可能にする。

【0193】

そのようなネットワークに接続されているデバイスは、受電デバイスまたは給電機器として機能することができ（すなわち、それらはネットワーク５０によって給電されるか、ネットワークの１つまたはそれ以上のデバイスに給電することができ）、また動作の間、ネットワーク５０の電力要求に応じてこれらの２つの役割を切り替えることができる。

【0194】

加えて、デバイス５２および５４のような、２つ以上の双方向インターフェース２、２０、３０、４０を含むネットワーキング・デバイスは、多数の電源を備えリングまたは閉ループ・トポロジ（例えば、閉じたデイジー・チェーン・トポロジ）などの高度なネットワーク・トポロジを有する有線ネットワークを作成することに使用されてもよい。

【0195】

これは、１つの電源だけがネットワーク内の各負荷に割り当てられることができる多くの一方向ＰｏＥデバイスおよびネットワークの欠点を克服する。同じネットワーク内で多数の電源を使用することは、動作中に電源のうちの１つが機能しなくなったときなど、故障の場合のより良好な冗長性を与えるので、有益となり得る。

【0196】

双方向ＰｏＥインターフェースを使用する他の利点は、動作中に電源および電力負荷として択一的に機能することができる電池などの再充電可能な電源がネットワークに接続され得ることである。

【0197】

次に、双方向インターフェース２の他の実施形態が、ダイオードに基づく整流器８が能動整流器１０２に取って代わられることを除き、上述のインターフェース２と類似し、同様の機能を実施するように構成された双方向ＰｏＥインターフェース１００を示す図１６を参照して述べられる。

【0198】

上記で説明されるように、本発明の実施形態は、ダイオードに基づく整流器ブリッジに限定されない。例えば、ダイオードは、Ｍｏｓｆｅｔなどのスイッチによって、これがダイオード整流器８での電力損失を減少させることができるので、取って代わられてもよい。

【0199】

整流器１０２は、好ましくはブリッジ配置に接続された、スイッチなどのいくつかの整流器素子を備える。

【0200】

例えば、整流器１０２は、上述のダイオード・ブリッジ８の入力および出力端子と類似する入力端子１７、１９と出力端子１６、１８とを備える。

【0201】

好ましくは、スイッチは、Ｍｏｓｆｅｔなどの半導体スイッチである。

【0202】

多くの実施形態では、スイッチは、先述の第２のスイッチＳＷ２および第３のスイッチＳＷ３を備え、第４のスイッチＳＷ４および第５のスイッチＳＷ５をさらに備える。第４のスイッチＳＷ４は、第２のダイオードＤ２に並列（またはその代わり）に接続され、第５のスイッチＳＷ５は、第４のダイオードＤ４に並列（またはその代わり）に接続されている。

【0203】

当然のことながら、まず第２および第３のスイッチＳＷ２およびＳＷ３が第２および第４のダイオードＤ２、Ｄ４に関連付けられる実施形態では、代わりに、第４および第５のスイッチＳＷ４、ＳＷ５が第１および第３のダイオードＤ１、Ｄ３に接続（またはその代わりに）される。

【0204】

図示の例では、各スイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４およびＳＷ５は、上述のダイオード整流器８のダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４と類似または同一であり得るダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４に関連付けられている。

【0205】

整流器がトランジスタなどの半導体スイッチに基づくいくつかの実施形態では、整流器は必ずしもスタンドアロンの整流器ダイオードを含まなくてもよい。実際には、半導体スイッチは一般的に、寄生ダイオードのような、スイッチに並列に接続された内部ダイオードを含む。これらの内部ダイオードは、有利には、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４と同じ機能を実施することができ、また有利には、専用の整流器ダイオードに取って代わることができる。

【0206】

整流器１０２のスイッチＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４およびＳＷ５は、電子回路部品によっておよび／またはプロセッサに基づく制御デバイスによって実施され得る、ロスレス・ブリッジ制御装置などのブリッジ制御装置１０４によって制御される。

【0207】

しかし、上述のような第２および第３のスイッチＳＷ２、ＳＷ３を動作させることを可能にするために、整流器１０２は、ブリッジ制御装置１０４および第２および第３のスイッチＳＷ２、ＳＷ３に結合された追加の制御回路部品を備える。追加の制御回路部品は、第２および第３のスイッチＳＷ２およびＳＷ３のそれぞれがブリッジ制御装置１０４又はＰＳＥ制御装置１２のどちらかによって起動されることを可能にするように構成される。

【0208】

例えば、第１の論理ＯＲゲート回路１０６は、第２のスイッチＳＷ２の制御電極に接続されている。

【0209】

ゲート回路１０６の第１の入力ピンは、ブリッジ制御装置１０４の制御出力ピンに接続され、ゲート回路１０６の第２の入力ピンは、ＰＳＥ制御装置１２の制御出力ピンに接続されている。

【0210】

同様に、第２の論理ＯＲゲート回路１０８は、第３のスイッチＳＷ３の制御電極に接続されている。

【0211】

ゲート回路１０８の第１の入力ピンは、ブリッジ制御装置１０４の他の制御出力ピンに接続され、ゲート回路１０８の第２の入力ピンは、ＰＳＥ制御装置１２の他の制御出力ピン１１０に接続されている。他の実施形態では、この制御出力ピンは、プロセッサまたはマイクロコントローラなどのインターフェースの制御デバイスの一部とすることができる。

【0212】

動作中、整流器１０２は、インターフェース１００が負荷として機能するときだけ、すなわちＰＤ制御装置１０が起動されるときだけ起動する。電源としてインターフェース１００を動作させるために、整流器１０２は、ＰＤ制御装置１０がオフに切り替えられるとすぐにオフに切り替えられる。

【0213】

整流器１０２および同様の実施形態は、インターフェース２の先述の実施形態のそれぞれについてダイオードに基づく整流器８の代わりに使用され得る。この違いを除いては、双方向インターフェースの動作は同じままである。

【0214】

インターフェース１００の他の要素は、インターフェース２の実施形態と同じである。これらの要素は、それらについての先の記載がこの実施形態に転移されることができることから、同じ参照符号を持ち、詳細には述べられない。

【0215】

次に、双方向インターフェース２の他の実施形態が、上述のインターフェース２と類似し、同様の機能を実施するように構成された双方向ＰｏＥインターフェース１２０を示す図１５を参照して述べられる。上記で説明されるように、本発明の実施形態は、２つのピン対を備える接続部に限定されない。例えば、いくつかの実施形態では、接続部は、４つのピン対を備え、したがって２つの追加のピン対５およびピン対９を備える。

【0216】

ピンは、ＡＮＳＩ／ＴＩＡ－５６８規格に記載されるピン番号付け方式に従うことができる。先述のように、第１のピン対４のピンは、ピン「１」および「２」に対応し、第２のピン対６のピンは、ピン「３」および「６」に対応し得る。第３のピン対５のピンは、ピン「４」および「５」に対応し、第４のピン対９のピンは、ピン「７」および「８」に対応し得る。

【0217】

インターフェース１２０は、２つの追加のピン対５およびピン対９に関連付けられた追加の整流器８’を備える。前記追加の整流器８’は、好ましくは、第１ピン対４および第２のピン対６に関連付けられた整流器８と類似している。

【0218】

追加の整流器８’は、追加のピン対５およびピン対９に接続された入力端子１７’および１９’を備える。追加の整流器８’の第１および第２の出力端子は、端子１６および１８にそれぞれ接続されている。

【0219】

図示の例では、追加のピン対に関連付けられたインターフェース１２０の要素は、ピン対４およびピン対６に関連付けられた要素と類似しており、プライム「’」記号付きの同じ参照符号を持つ。

【0220】

インターフェース１２０の他の要素は、インターフェース２の実施形態と同じである。これらの要素は、それらについての先の記載がこの実施形態に転移されることができることから、同じ参照符号を持ち、詳細には述べられない。

【0221】

この特定の例では、第１の抵抗器Ｒ１は、先に説明されるように、ここでの場合のように、前記抵抗器Ｒ１がＩＥＥＥ規格に従ってＰＤ制御装置１０の一部であるか又はそれに統合されてもよいので、図１６では見ることができない。

【0222】

追加の実施形態では、接続部は、異なる数のピンを備えることができる、または異なる構造を有することができる（例えば、異なるタイプのコネクタが使用されてもよい）。

【0223】

さらなる実施形態では、整流器８および８’は、図１５の整流器１０２のようなスイッチに基づく整流器によって取って代わられ得る。

【0224】

上述の実施形態および代替実施形態は、新しい実施形態を作り出すために互いに組み合わされてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【国際調査報告】