(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー管理デバイスであって、電力供給デバイスに結合されており、前記電力供給デバイスが、第１の閾値と第２の閾値との間の電圧を前記電力供給デバイスが周期的に印加する、デバイス検出モードで、及び、前記電圧が前記第２の閾値を上回る、負荷デバイスに電力を供給するための電力供給モードで動作可能であり、並びに、所定の電力承認基準に従って、前記電力供給デバイスからの電力の受電に対して、承認動作状態又は非承認動作状態のいずれかで動作可能な、負荷デバイスに結合されており、前記エネルギー管理デバイスは、
エネルギーバッファユニットと、
バッファコントローラと、を備え、
前記バッファコントローラが、
前記負荷デバイスが前記承認動作状態にあり、前記電力供給デバイスによって供給される前記電圧が、前記第２の閾値を下回っており、前記第１の閾値と前記第２の閾値との間にあることを検出するように、及び、
前記負荷デバイスが前記承認動作状態にあり、前記電力供給デバイスによって供給される前記電圧が、前記第２の閾値を下回っており、前記第１の閾値と前記第２の閾値との間にあることを検出すると、前記エネルギーバッファユニットを前記負荷デバイスと接続するように、及び、前記電力供給デバイスによって供給される前記電圧が、前記第２の閾値を下回った後、所定の時間にわたって、前記負荷デバイスとの前記エネルギーバッファユニットの接続を維持するようにコンフィギュレーションされている、エネルギー管理デバイス。
【請求項２】
前記エネルギー管理デバイスが、前記負荷デバイス内に組み込まれている、請求項１に記載のエネルギー管理デバイス。
【請求項３】
前記エネルギー管理デバイスが、給電機器と前記負荷デバイスとの間のデイジーチェーン内に結合されている、請求項１に記載のエネルギー管理デバイス。
【請求項４】
前記エネルギーバッファユニットを充電するための、充電制御回路を更に備える、請求項１に記載のエネルギー管理デバイス。
【請求項５】
前記負荷デバイスの動作に関する作動設定及び／又はコンフィギュレーション設定を受信するための、データユニットを更に備える、請求項１に記載のエネルギー管理デバイス。
【請求項６】
前記電力供給モードにおいて、前記電力供給デバイスによって供給される前記電圧が、第２の値を下回った場合に、電力障害についての報告メッセージを生成して、対応する管理システムに送信するための、報告ユニットを更に備える、請求項１に記載のエネルギー管理デバイス。
【請求項７】
前記報告ユニットが、前記電力供給デバイスによって供給される前記電圧が前記第１の閾値と前記第２の閾値との間になるまで、再送信のために前記報告メッセージをバッファするようにコンフィギュレーションされている、請求項６に記載のエネルギー管理デバイス。
【請求項８】
前記報告メッセージにタイムスタンプを提供するための、タイムスタンプユニットを更に備える、請求項６に記載のエネルギー管理デバイス。
【請求項９】
前記負荷デバイスのコンフィギュレーション設定を記憶するための、メモリを更に備える、請求項１に記載のエネルギー管理デバイス。
【請求項１０】
前記バッファコントローラが、前記負荷デバイスが前記承認動作状態にあり、前記電力供給デバイスによって供給される電圧が、前記第２の値を下回ったことを検出すると、前記メモリ内に記憶されている前記コンフィギュレーション設定に従って前記負荷デバイスを動作させるために、前記エネルギーバッファユニットを接続するようにコンフィギュレーションされている、請求項９に記載のエネルギー管理デバイス。
【請求項１１】
エネルギー管理デバイスを動作させるための方法であって、前記エネルギー管理デバイスが電力供給デバイスに結合されており、前記電力供給デバイスが、第１の閾値と第２の閾値との間の電圧を前記電力供給デバイスが周期的に印加する、デバイス検出モードで、及び、前記電圧が前記第２の閾値を上回る、負荷デバイスに電力を供給するための電力供給モードで動作可能であり、並びに、所定の電力承認基準に従って、前記電力供給デバイスからの電力の受電に対して、承認動作状態又は非承認動作状態のいずれかで動作可能な、負荷デバイスに結合されており、前記方法は、
前記負荷デバイスが前記承認動作状態にあり、前記電力供給デバイスによって供給される前記電圧が、前記第２の閾値を下回って、前記第１の閾値と前記第２の閾値との間まで低下したことを検出するステップと、
前記負荷デバイスが前記承認動作状態にあり、前記電力供給デバイスによって供給される前記電圧が、前記第２の閾値を下回って、前記第１の閾値と前記第２の閾値との間まで低下したことを検出すると、前記エネルギー管理デバイスのエネルギーバッファユニットを前記負荷デバイスと接続するステップ、及び、前記電力供給デバイスによって供給される前記電圧が、前記第２の閾値を下回った後、所定の時間にわたって、前記負荷デバイスとの前記エネルギーバッファユニットの接続を維持するステップのみを実行するステップと、を含む、方法。
【請求項１２】
第１起動を示す値が負であるか否かを判定するステップと、第１起動を示す前記値が負である場合にのみ、前記負荷デバイスを動作させるために、前記エネルギーバッファユニットを接続する前記ステップを実行するステップと、を更に含み、
第１起動を示す前記値が、前記負荷デバイスの所定のオフ時間の後に、真に設定される、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーオーバーイーサネット（登録商標）（Power over Ethernet；ＰｏＥ）システムに関する。とりわけ、本発明は、特にいかなる電力障害の場合においても、短いターンアラウンドタイミングを可能にする、準拠ＰｏＥ設置にシームレスに統合されるエネルギーバッファ電力構想に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０１７／０１７５４６（Ａ２）号は、パワーオーバーイーサネット（登録商標）（ＰｏＥ）システムで使用するための、給電機器（Power Supply Equipment；ＰＳＥ）を開示しており、ＰＳＥは、受電デバイス（Powered Device；ＰＤ）として動作する照明手段を非常モードで動作させるための、検出電圧よりも高いが供給電圧よりも低い電圧を供給する。
【０００３】
米国特許出願公開第２０１７／０２６１８８（Ａ１）号は、スイッチとＰｏＥ対応エッジデバイスとの間に配置される、ＰｏＥ電力バックアップデバイスを開示しており、ＰｏＥ電力バックアップデバイスは、スイッチから受電された電力を蓄えて、蓄えられた電力をエッジデバイスに供給し得る、蓄電回路を備える。
【０００４】
米国特許出願公開第２００８／０２８２３７（Ａ１）号は、ＰｏＥインタフェースを介して充電されるバッテリバンクであって、ＰｏＥインタフェースを介して更なるデバイスに電力を転送するように制御されることが可能なバッテリバンクを備える、ＰｏＥデバイスを開示している。
【０００５】
ＰｏＥは、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ／ａｔ規格で説明されており、現在、ＩＥＥＥ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ  Ｐ８０２．３ｂｔにおける４ペアの電力に向けて拡張されつつある。
【０００６】
典型的なＰｏＥシステムは、給電機器（power sourcing equipment；ＰＳＥ）と、通常は受電デバイス（ＰＤ）と呼ばれる、１つ以上のＰｏＥ負荷とから成る。ＰｏＥシステムでは、電力供給及びデータ接続性は、ＰＳＥの出力ジャックとＰＤの入力ジャックとの間の、同じネットワーキングケーブル（例えば、ＣＡＴ６ケーブル）を共有している。ＰｏＥに関する規格は、ＰＳＥに関するあらゆる電源投入サイクルにおいて、ＰＤの識別及び分類を必要とする。有効なＰＤデバイスを検出するために、ＰＳＥは、電力送達線の両端間に２．８Ｖ〜１０Ｖの電圧を印加する。ループ電流に基づいて、ＰＳＥは、有効なＰＤが接続されているか否かを判定する。ＰＤは、シグネチャとして、１２０ｎＦ以下の並列コンデンサで１９Ｋ〜２７Ｋオームの抵抗負荷を提示するべきである。ＰＳＥの電力送達能力とＰＤの電力消費とを合致させるために、第２の段階は、電力分類を決定することになる。検出から分類を経て通常電力モードに至る、この起動プロシージャは、ＰＳＥの実装形態に応じて、かなりの時間を要し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＰｏＥ受電システムの周知の限界は、幹線電力停電の場合に、無中断電力のための単純な手段が欠如していることである。それに加えて、ＰｏＥシステムの再起動は、全電力が再び印加される前に、ＰＳＥが、接続されている全てのＰＤと再ネゴシエーションすることを必要とする。再ネゴシエーションは、１つのポート当たり数秒を要する可能性があり、通常は、全てのポートに対して並列に実行されず、順々に実行されることにより、室内のランプは、順々に起動することになる。
【０００８】
この停電及び起動の制限は、多くの用途におけるＰｏＥの使用に関して、特に、信頼性のあるライトの動作、また更には、非常用照明の構想も必要とする場合が多い、多くの照明用途におけるＰｏＥの使用に関して、極めて重大である。更には、ランプが全て一斉に起動することがないため、顧客は、信頼性に欠けた照明設置の印象を受ける場合もある。
【０００９】
それゆえ、本発明の目的は、特に幹線電力グリッチの後の、負荷デバイスの改善された起動挙動、特に、より速い反応時間のための、エネルギー管理デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、独立請求項で定義されるようなデバイス及び方法によって達成される。
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、エネルギー管理デバイスであって、電力供給デバイスに結合されており、この電力供給デバイスが、第１の閾値と第２の閾値との間の電圧を電力供給デバイスが周期的に印加する、デバイス検出モードで、及び、電圧が第２の閾値を上回る、負荷デバイスに電力を供給するための電力供給モードで動作可能であり、並びに、所定の電力承認基準に従って、電力供給デバイスからの電力の受電に対して、承認動作状態又は非承認動作状態のいずれかで動作可能な、負荷デバイスに結合されている、エネルギー管理デバイスが提供される。エネルギー管理デバイスは、エネルギーバッファユニットとバッファコントローラとを備え、バッファコントローラは、負荷デバイスが承認動作状態にあり、電力供給デバイスによって供給される電圧が第１の閾値と第２の閾値との間にあることを検出するように、及び、負荷デバイスが承認動作状態にあり、電力供給デバイスによって供給される電圧が第１の閾値と第２の閾値との間にあることを検出すると、エネルギーバッファユニットを負荷デバイスと接続するように、コンフィギュレーションされている。
【００１２】
負荷デバイスが承認動作状態にあり、電力供給デバイスによって供給される電圧が第１の閾値と第２の閾値との間にある場合には、負荷デバイスと電力供給デバイスとの間で、電力ネゴシエーションが表明される。負荷デバイスが承認動作状態にあり、電力供給デバイスによって供給される電圧が第１の閾値と第２の閾値との間にあることが検出されると直ちに、エネルギーバッファユニットによって供給される電力で負荷デバイスを動作させることによって、負荷デバイスは、要求された電力を電力供給デバイスが供給するまで待機する必要がなく、即座に動作を開始することができるため、改善された起動挙動を示す。
【００１３】
電力供給デバイスは、いくつかのモードで動作するようにコンフィギュレーションされ、モード固有の入力電力が、結合されている負荷デバイスに供給される。電力供給デバイスが動作されることが可能なモードのうちの１つは、負荷デバイス検出モードである。このモードでは、電力供給デバイスは、第１の閾値と第２の閾値との間の電圧を、持続的又は周期的のいずれかで供給する。負荷デバイスが承認動作状態にある場合には、負荷デバイスの抵抗が、電力供給デバイスによって検出されることになる。負荷デバイス及び電力供給デバイスは、電力ネゴシエーションに入ってもよく、負荷デバイスは、負荷デバイスが必要とする電力量を、電力供給デバイスに示す。電力供給デバイスは、負荷デバイスに電力を供給するための、電力供給モードへと変化することになり、その場合、供給される電力は、第２の閾値を上回る。負荷デバイスのネゴシエーションユニットは、負荷デバイスが承認動作状態にあり、電力供給デバイスによって供給される電圧が第１の閾値と第２の閾値との間にある場合には、電力供給デバイスに電力を要求することになる。同じ条件を検出すると、バッファコントローラは、負荷デバイスを動作させるために、エネルギーバッファユニットを接続する。それゆえ、双方の条件の検出は、ネゴシエーションユニット又はバッファコントローラのうちのいずれか一方によって優先的に実行され、対応の他方のユニットに通信されてもよい。
【００１４】
本発明の一実施形態では、エネルギー管理デバイスは、負荷デバイス内に組み込まれている。負荷デバイス内にエネルギー管理デバイスを組み込むことによって、コンパクトな設計が達成され、エネルギー管理デバイスは、エネルギーバッファ回路が負荷デバイス回路と統合されるように、負荷デバイス内に含まれてもよい。
【００１５】
代替的実施形態では、エネルギー管理デバイスは、給電機器と負荷デバイスとの間のデイジーチェーン内に結合されている。この実施形態では、エネルギー管理デバイスは、ミッドスパンと見なされてもよい。外部構成は、統合型エネルギーバッファ回路を使用することなく、負荷デバイスを改良することを可能にする。
【００１６】
エネルギーバッファユニットは、優先的に、（限定するものではないが）再充電可能バッテリなどの、再充電可能エネルギーバッファユニットであってもよい。
【００１７】
負荷デバイスは、優先的に、（限定するものではないが）照明器具又はアクセスポイントなどの、イーサネット（登録商標）を介して電力供給されるアプリケーションデバイスであってもよい。
【００１８】
一実施形態では、バッファコントローラは、負荷デバイスが承認動作状態にあり、電力供給デバイスによって供給される電圧が第２の閾値を下回ったことを検出すると、エネルギーバッファユニットを負荷デバイスと接続するように、更にコンフィギュレーションされている。不規則な電力供給の場合、ましてや電力グリッチの場合には、負荷デバイスに供給される電圧は、第２の電圧閾値を下回る場合があり、その場合、バッファコントローラは、エネルギーバッファユニットを負荷デバイスと接続することになる。特に、電力グリッチの後には、電力供給デバイスと負荷ユニットとの間で、電力供給を再ネゴシエーションすることが必要とされ得る。エネルギーバッファユニットによって供給される電力により、負荷デバイスは、再ネゴシエーションを待機する必要がなく、動作を継続することができる。それゆえ、負荷デバイスは、幹線電力停電の場合にも、連続動作が可能である。それゆえ、エネルギーバッファユニット内に蓄えられるエネルギーの量は、電力供給デバイスを再起動して、電力供給を再ネゴシエーションするために必要とされる期間の間、負荷デバイスを完全に動作可能に保つように、優先的に選択されてもよい。
【００１９】
バッファコントローラは、電力供給デバイスによって供給される電圧が利用不可能となった後、所定の時間にわたって、負荷デバイスとのエネルギーバッファユニットの接続を維持するように、優先的にコンフィギュレーションされてもよい。それゆえ、負荷デバイスは、電力供給デバイスによって供給される電圧が、所定の時間にわたって利用不可能となった後にのみ、電力低下するように適合されてもよい。
【００２０】
それゆえ、エネルギーバッファユニット内に蓄えられるエネルギーの量は、非常用電力切り替えの供給ギャップの間、負荷デバイスを完全に、又は部分的に動作可能に保つように、優先的に選択されてもよい。
【００２１】
一実施形態では、エネルギー管理デバイスは、充電及び／又は放電制御回路を更に備える。エネルギーバッファユニットは、優先的に、再充電可能バッテリであってもよい。それゆえ、起動の間、又は電力グリッチの間に、負荷ユニットにエネルギーを供給した後、バッテリは、負荷デバイスが電力供給デバイスからエネルギーを供給される際に、再充電されるべきである。
【００２２】
一実施形態では、エネルギー管理デバイスは、作動設定及び／又はコンフィギュレーション設定を受信するための、データユニットを更に備える。作動設定及び／又はコンフィギュレーション設定は、リンク層発見プロトコル（Link Layer Discovery Protocol；ＬＬＤＰ）を使用して、優先的に受信されてもよい。ＬＬＤＰはまた、例えば、充放電サイクル、バッテリの状態、最大バッファ時間などのような、バッファ回路の他のパラメータを監視及び制御するために使用されてもよい。
【００２３】
一実施形態では、エネルギー管理デバイスは、電力供給障害についての報告メッセージを生成するための、及び、報告を対応する管理システムに送信するための、報告ユニットを更に備える。優先的に、報告ユニットは、電力供給デバイスによって供給される電圧が、第１の閾値と第２の閾値との間にあるか、又は更に第２の閾値を上回るまで、再送信のために報告メッセージをバッファするようにコンフィギュレーションされている。エネルギー管理デバイスは、後の時点で報告が到着した場合であっても、管理システムにおける時間追跡を容易にするために、報告メッセージにタイムスタンプを提供するためのタイムスタンプユニットを、優先的に備えてもよい。
【００２４】
一実施形態では、エネルギー管理デバイスは、負荷デバイスのコンフィギュレーション設定を記憶するための、メモリユニットを更に備える。優先的に、バッファコントローラは、特に再起動の後に、メモリユニット内に記憶されているコンフィギュレーション設定に従って、負荷デバイスを動作させるようにコンフィギュレーションされている。この場合もまた、コンフィギュレーション設定は、タイムスタンプを含んでもよく、バッファコントローラは、タイムスタンプが所定の時間間隔よりも古いものではない場合にのみ、コンフィギュレーション設定を適用するようにコンフィギュレーションされてもよい。メモリはまた、代わりに適用され得るデフォルト値を含んでもよい。全ての設定値は、製造、設置、又は動作中にプログラムされてもよい。
【００２５】
本発明の第２の態様によれば、エネルギー管理デバイスを動作させるための方法が提供され、エネルギー管理デバイスは、電力供給デバイスに結合されており、電力供給デバイスが、第１の閾値と第２の閾値との間の電圧を電力供給デバイスが周期的に印加する、デバイス検出モードで、及び、電圧が第２の閾値を上回る、負荷デバイスに電力を供給するための電力供給モードで動作可能であり、並びに、所定の電力承認基準に従って、電力供給デバイスからの電力の受電に対して、承認動作状態又は非承認動作状態のいずれかで動作可能な、負荷デバイスに結合されている。方法は、負荷デバイスが承認動作状態にあり、電力供給デバイスによって供給される電圧が第１の閾値と第２の閾値との間にあることを検出するステップと、負荷デバイスが承認動作状態にあり、電力供給デバイスによって供給される電圧が第１の閾値と第２の閾値との間にあることを検出すると、負荷デバイスを動作させるために、エネルギー管理デバイスのエネルギーバッファユニットを接続するステップとを含む。
【００２６】
一実施形態では、この方法は、第１起動を示す値が負であるか否かを判定するステップと、第１起動を示す値が負である場合にのみ、負荷デバイスを動作させるために、エネルギーバッファユニットを接続するステップを実行するステップとを、更に含む。
【００２７】
優先的に、第１起動を示す値は、負荷デバイスの所定のオフ時間の後に、真に設定される。このことは、負荷デバイスが、長時間にわたって使用されていない場合、例えば配送後に、急速起動サポートを作動解除することになる。妥当な例は、起動サポート機能を引き留めるための、２４時間の最大オフ時間とすることができる。
【００２８】
優先的に、方法は、エネルギー管理デバイスのメモリユニット内に記憶されているコンフィギュレーション設定に従って、負荷デバイスを動作させるステップを更に含む。１つ以上のコンフィギュレーション設定が記憶されてもよい。優先的に、負荷デバイスが、以前の設定を使用して自動的に動作を再開してもよいように、最新のコンフィギュレーション設定が、メモリ内に保持される。あるいは、又は更に、コンフィギュレーション設定は、最低動作レベル、例えば（限定するものではないが）非常用照明などを保証するように、設定されることが可能である。この場合もまた、これらのコンフィギュレーション設定は、製造、設置、及び／又は動作中に設定されることが可能である。再起動の後に、いずれの設定が適用されるべきかについての決定は、電力降下の後に検出された条件に応じて実施されることが可能である。例えば、電力降下が短時間にわたってのみ発生し、システムが即座に再起動して、電力の再ネゴシエーションを開始した場合には、負荷デバイスの動作は、電力降下前のコンフィギュレーション設定で再開されてもよい。電力グリッチが、即座には回復されそうもない場合には、負荷デバイスは、より長時間にわたって最低動作レベルを提供するために、非常用設定に切り替わるか、又は非常用設定で再開してもよい。
【００２９】
請求項１に記載の負荷と、請求項１３に記載の、当該負荷デバイスを動作させるための方法とは、特に従属請求項で定義されるように、同様及び／又は同一の好ましい実施形態を有することが理解されよう。
【００３０】
本発明の好ましい実施形態はまた、従属請求項又は上記の実施形態と、対応の独立請求項との、任意の組み合わせとすることもできる点が理解されよう。
【００３１】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以降で説明される実施形態から明らかとなり、それらの実施形態を参照して解明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
以下の図面において：
【図１】イーサネット（登録商標）を介して電力供給される照明システムを、概略的かつ例示的に示す。
【図２】受電デバイスの検出から通常動作までの、電力供給デバイスによって供給される電圧分布曲線を、概略的かつ例示的に示す。
【図３】本発明の一実施形態による負荷デバイスを、概略的かつ例示的に示す。
【図４】本発明の一実施形態による負荷デバイスの動作に関する方法を、概略的かつ例示的に示す、フローチャートを示す。
【図５】本発明の一実施形態による更なる負荷デバイスを、概略的かつ例示的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、システム構成要素がイーサネット（登録商標）を介して電力供給される、照明システムの少なくとも一部を、概略的かつ例示的に示している。ＰＤは、例えば、光源３３１、３３２と、限定するものではないが照明制御パネルなどの、ユーザインタフェース（user interface；ＵＩ）デバイス３３３と、限定するものではないが存在赤外線センサなどの、センサ３３４とであってもよい。各ＰＤは、別個のケーブル３０６を介して、例えば、対応のＰＤがデータのみならず電力も受け取る、ＣＡＴ６ケーブルを介して、ＰＳＥ３２０と接続されている。ＰＳＥ３２０は、複数の出力ジャック３２４を備え、ケーブル３２９を介してネットワークに接続されている。
【００３４】
ＰＳＥ３２０から電力を受け取るために、ＰＤ３３１〜３３４のそれぞれは、ＰＳＥに電力を要求する必要がある。したがって、ＰＳＥ３２０は、電力送達線３０６の両端間に検出電力を周期的に印加して、当該特定のポートが未だ電力を送達していない限りは電力を要求している、ＰＤを検出する。
【００３５】
図２は、ＰＳＥの種々の動作モードにおいて、ＰＳＥ３２０によって供給される電圧を、概略的かつ例示的に示している。約５００ｍｓ持続し得る検出期間Ａにおいて、ＰＳＥは、電力送達線の両端間に、この実施形態では２．８Ｖ〜１０ＶのＤＣ電圧を印加する。ループ電流に基づいて、ＰＳＥは、対応の電力送達線に、有効なＰＤが接続されているか否かを判定する。ＰＤは、特定のサイン、例えば、１２０ｎＦ以下の並列コンデンサで１９Ｋ〜２７Ｋオームの抵抗負荷を提示するべきである。しかしながら、他のあらゆる所定のサインが、使用されることも可能である。ＰＳＥの電力送達能力とＰＤの電力消費とを合致させるために、第２の段階Ｂが、電力分類を決定するために使用される。電力量が分類された場合には、ＰＳＥは、起動期間Ｃによって示されるように、要求された電力の供給を開始する。期間Ｄによって示されるような通常動作では、要求された電力は、要求される限り、例えば、照明器具が例えばオンに切り替えられている限りは、供給される。
【００３６】
本発明の一実施形態による負荷デバイスは、要求された電力をＰＳＥが供給する準備が整うまで、期間Ａ〜期間Ｃの間に、統合型エネルギーバッファユニットによって電力供給されるように適合されている。
【００３７】
図３は、ネットワーキングケーブル３０を介して電力供給デバイス１０に接続されている、本発明の一実施形態による負荷デバイス２０を、概略的かつ例示的に示している。極性補正整流器２２及び２３の後に、（ホットスワップと呼ばれる場合が多い）絶縁スイッチ２４を有する、ネゴシエーションユニット２５が接続されている。適用負荷２６は、例えば、限定するものではないが、照明器具、カメラ、アクセスポイント送受信機などであってもよい。統合型エネルギーバッファ回路４０は、エネルギーバッファユニット４５、バッファコントローラ４１、及びエネルギーバッファユニット絶縁スイッチ４２を含む。優先的に、エネルギーバッファユニット４５は再充電可能であり、それにより、エネルギーバッファユニット４５は、電力供給デバイスによる電力供給が確立すると、電力供給デバイス１０によって供給される電力を使用して、再充電されることができる。電力供給デバイス（ＶＰＤ２）から来る充電電流が、意図せずにエネルギーバッファユニット絶縁スイッチ４２のボディダイオードを通って流れることを防ぐために、この実施形態では、エネルギーバッファユニット４５と絶縁スイッチ４２との間で直列に結合される、ダイオード４６が設けられている。エネルギーバッファユニット４５を充電するために、この実施形態では、充電抵抗器４７が設けられている。あるいは、より高度な充放電制御回路が、バッファ制御回路４１内に組み込まれてもよい。この充放電制御回路は、エネルギーバッファユニットに関する、あらゆる充電電圧又は放電電圧を、電力供給モードでの電力供給デバイス１０によって負荷デバイスに供給される、電圧（ＶＰＤ２）に適合させるための、及び、充放電電流を制御するための、ＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を含んでもよい。
【００３８】
ネゴシエーションユニット２５は、負荷デバイス２０が承認動作状態にあり、電力供給デバイス１０によって供給される電圧が第１の電圧閾値と第２の電圧閾値との間にある場合には、電力供給デバイス１０に電力を要求するようにコンフィギュレーションされている。同じ条件を検出すると、バッファコントローラ４１は、エネルギーバッファユニット４５を適用負荷２６と接続するようにコンフィギュレーションされている。それゆえ、ネゴシエーションユニット２５とエネルギーバッファユニット４５とは、図３に示されるように、この情報を共有してもよい。電力供給デバイス１０が、現在、特定の電圧範囲で動作されているか否かを判定するために、ネゴシエーションユニット２５及び／又はバッファコントローラ４１は、コンパレータ（図示せず）を含んでもよい。第１のコンパレータは、電力供給デバイス１０によって供給される現在の電圧レベルが、第１の閾値電圧、例えば２．８Ｖよりも、高いか否かを判定するようにコンフィギュレーションされてもよい。第２のコンパレータは、電力供給デバイス１０によって供給される現在の電圧レベルが、第２の基準電圧、例えば３６Ｖよりも、低いか否かを判定するようにコンフィギュレーションされてもよい。第１のコンパレータ及び第２のコンパレータのそれぞれは、正入力及び負入力を有する。それゆえ、負荷デバイス２０の電力入力は、第１のコンパレータの正入力に、及び第２のコンパレータの負入力に接続されてもよい。第１の電圧閾値が、第１のコンパレータの負入力に提供され、（第１の基準電圧よりも高い）第２の電圧閾値が、第２のコンパレータの正入力に提供される。この電気実装は、とりわけ単純な、電圧レベルの比較をもたらす。しかしながら、より複雑なソリューションが、代わりに使用されることも可能である。入力電力の現在の電圧レベルが、第１の電圧閾値よりも高く、第２の電圧閾値よりも低い場合には、負荷デバイスが電力供給デバイス１０によって電力供給されるまで、例えば、電圧レベルが上昇して第２の閾値を上回るまで、負荷２６を動作させるために、切り替えユニット４２にエネルギーバッファユニット４５を相互接続させることになる、対応する切り替え制御信号が提供される。ＰＳＥから来る電圧が、バッテリ電圧よりも低い限り、ダイオード４６は導通し、それゆえ、バッテリから２６に供給することになる。
【００３９】
負荷デバイス２０はまた、電力供給デバイス１０によって供給される電圧が、例えば幹線電力グリッチの間に、短期間にわたって中断される場合にも（この場合は、主電力の短い中断であっても、システムの再起動を必要とし、またそれゆえ、電力供給デバイス１０と、接続されている全ての負荷デバイスとの間の、電力要件の再ネゴシエーションを必要とする）、エネルギーバッファユニット４５によって電力供給されてもよい。バッファエネルギーユニット４５内に蓄えられるエネルギーは、所定の期間にわたって負荷２６を完全に動作可能に保つ（例えば、照明器具ＰＤが、１００％の調光値で光を生成する）ように選択されてもよく、所定の期間は、例えば、小型のバッファを付け加えたシステムに関して既知であるか又は測定されている、平均再起動期間であり、約３０秒であってもよい。負荷デバイス２０が、例えば、照明システム内の照明器具である場合には、照明器具は、新たなネゴシエーションサイクルの間、照明器具のローカルのエネルギー貯蔵から部屋を照らし続けることにより、電力グリッチは、当該部屋の中の人物によって体験され得ないか、又は殆ど体験され得ない。最後の動作コンフィギュレーション、例えば、照明器具の調光レベル又は色温度を記憶するために、負荷デバイスは、メモリ（図示せず）を更に備えてもよい。照明器具によって受信された最新の動作コンフィギュレーションは、最新の動作コンフィギュレーションの使用を、負荷が自動的に再開するように、メモリ内に保持されてもよい。照明器具に関しては、このことは、例えば、電力低下又は電力中断において有効であるような、色温度及び／又は調光値とすることが可能である。あるいは、メモリは、製造、設置、又は通常動作中にプログラムされ得る、デフォルトのコンフィギュレーションを記憶してもよい。更に別の代替的実施形態では、非常用コンフィギュレーションを提供するように、コンフィギュレーションがプログラムされてもよく、非常用コンフィギュレーションは、照明システムの場合、非常灯に準拠する照明レベルを提供することが可能なものである。エネルギーバッファのサイズ及び容量は、典型的な非常用電力切り替えの間の、最悪の場合の供給ギャップに対して、十分なエネルギーを供給するように、最適化されることが可能である。
【００４０】
負荷デバイスは、負荷デバイスのコンフィギュレーション設定を設定するために、制御ユニットからメッセージを受信するための、データユニット（図示せず）を更に備えてもよい。負荷デバイス２０のメモリユニット内に記憶されるコンフィギュレーション設定のプログラミングは、リンク層発見プロトコル（ＬＬＤＰ）を使用して実行されてもよい。ＬＬＤＰは、インターネットプロトコルスイートにおける、ベンダ中立のリンク層プロトコルである。プロトコルは、ＩＥＥＥによって、正式には、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＢで指定されているＳｔａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙと称される。ＬＬＤＰはまた、エネルギーバッファの機能及び制御を監視するために、並びに、エネルギーバッファの状態を追跡するための充放電サイクルを監視するために、使用されてもよい。
【００４１】
バッファコントローラ４１は、電力供給デバイス１０によって供給される電圧が、所定の時間にわたって欠落した後、負荷デバイスを電力低下させるように、更にコンフィギュレーションされてもよく、所定の時間は、０から、エネルギーバッファユニットの電力が空になるまでの期間までで、自由にプログラム可能であってもよい。この所定の時間もまた同様に、ＬＬＤＰを使用して、メモリデバイス内に記憶されてもよい。
【００４２】
更には、負荷デバイス２０は、建物管理システムに電力障害を報告するための、報告ユニットを更に備えてもよい。通常、電力障害の場合には、データ通信も同様にダウンしているため、生成された報告は、タイムスタンプユニットによってタイムスタンプされて、その後の報告ユニットによる送信のためにバッファされてもよい。
【００４３】
優先的に、負荷デバイス２０は、エネルギーバッファユニット４５が、例えば配送後に、バッファコントローラ４１によって接続されないように、急速起動サポートを作動解除するための、最大オフ時間をプログラムされている。妥当な例は、起動サポート機能を引き留めるための、２４時間の最大オフ時間とすることが可能である。それゆえ、負荷デバイス２０は、偽又は真に設定され得る、第１起動を示す変数を含むようにプログラムされてもよい。負荷デバイスが承認動作状態にあり、電力供給デバイスによって供給される電圧が第１の閾値と第２の閾値との間にあるとき、変数が真であることが見出された場合には、エネルギーバッファユニット４５は、期間Ａの間、バッファコントローラ４１によって接続されることはない。
【００４４】
本発明の代替的実施形態では、エネルギーバッファ回路は、図５に示されるような、負荷デバイスと電力供給デバイスとの間で直列に接続されている、別個のデイジーチェーン接続エネルギー管理デバイス３４０内に含まれてもよい。エネルギー管理デバイス３４０は、ミッドスパンと見なされてもよく、最後の電力ネゴシエーションの記録を追跡して、後続の電源投入の間に、関連信号を、電力供給デバイス方向３０６へと中継してもよい。電力供給デバイス電圧は、図２の期間Ａ〜期間Ｃの間、負荷デバイスへの方向３０７で、ミッドスパン内に含まれるエネルギーバッファユニットによってバッファされる。負荷デバイス３３１及び電力供給デバイス３２０は、第１のネゴシエーションサイクルの間、互いを「見ている」のみである。ミッドスパンデバイス３４０によって連続サイクルが捕えられるが、ミッドスパンデバイスは、負荷デバイスを直接電源投入するために、第１のネゴシエーションを中継するのみである。期間Ａ〜期間Ｃの間、ミッドスパンは、エネルギーバッファユニットからのエネルギーを、負荷デバイスに供給する。後続のネゴシエーションサイクルでは、ミッドスパンは、負荷デバイスに代わって電力ネゴシエーションを遂行してもよい。それゆえ、ミッドスパンデバイス３４０は、第１のネゴシエーションの間に、負荷デバイス３３１によって引き込まれた電流の記録を有してもよい。後続のサイクルで、次いで、ミッドスパンデバイス３４０は、負荷デバイス３３１が、ミッドスパンデバイス３４０内に含まれているバッテリから電力供給されているため、電力供給デバイス３２０を負荷デバイス３３１から絶縁して、電力供給デバイス側３０６の記録されている電流を、正確に再現してもよい。
【００４５】
図４は、本発明の一実施形態による負荷デバイス２０又はミッドスパンデバイス３４０の動作に関する方法を、概略的かつ例示的に示す、フローチャートを示している。方法は、開始点９００として、少なくとも、最小限充電されているエネルギーバッファユニット４５を必要とする。第１のステップ９０１で、電圧ＶＰＤ１が測定される。次に、９０２で、測定された電圧が、第１の閾値、例えば２．８Ｖを上回るか否かが判定され、第２の閾値、例えば３６Ｖを下回るか否かが判定される（ステップ９０３）。双方の条件が満たされる場合には、優先的に、ステップ９０４で、負荷デバイスの第１起動を示す値が、偽に設定されているか否かが更に判定される。負荷デバイスが、例えば電力グリッチ又は別の中断の前に、最近使用されている場合には、最後の条件もまた満たされているはずである。満たされている場合には、負荷２６は、電圧ＶＰＤ１が、第１の閾値と第２の閾値との間にあると判定される限り（ステップ９０６）、例えば、約２．８Ｖを上回り３６Ｖを下回ると判定される限り、エネルギーバッファユニット４５によって電力供給されることになる（ステップ９０５）。電圧ＶＰＤ１が、第１の閾値及び第２の閾値によって設定される区間内にないと判定される場合には、電圧ＶＰＤ１が、第２の閾値を上回るか否かが更に判定される（９０７）。上回る場合には、電力供給デバイスによって供給される電力は、負荷２６に回される。バッテリが再充電可能バッテリである場合、電力供給デバイスによって供給される電力はまた、エネルギーバッファユニット４５を再充電するためにも使用されるべきである。本発明の一実施形態によって、第１起動を示す値が使用される場合、この値は、偽に設定されるべきである。ステップ９０８でも同様である。このコンフィギュレーションは、電力供給デバイスによって供給される電圧ＶＰＤ１が、第２の閾値、例えば３６Ｖを上回る限り、維持される。ステップ９０７で、電圧が第２の閾値を下回ったと判定される場合、この方法は、ステップ９０１で継続する。
【００４６】
ステップ９０３で、電圧が第２の閾値を上回ると判定された場合には、方法は、ステップ９０８へと直接進行する。
【００４７】
ステップ９０２で判定された電圧が第１の閾値を下回る場合にチェックされる、任意選択の付帯的ルーチンでは、オフ時間管理が、負荷デバイスで作動されているか否かである（ステップ９１０）。否である場合には、方法は、ステップ９０１へと戻る。しかしながら、オフ時間管理が作動されている場合には、次のステップ９１１で、監視されているオフ時間の値が、所定の値よりも大きいか否かが判定される。監視されているオフ時間の値が、所定の値よりも大きい場合には、第１起動を示す値が、真に設定される（ステップ９１２）。方法は、ステップ９０１へと戻る。しかしながら、第１起動を示す値が、現時点では真に設定されているため、負荷デバイスは、電力供給デバイスから電力を受信して動作され、第１起動を示す値が偽に設定されるまで、エネルギーバッファユニットによって電力供給されることがない。それゆえ、この付帯的ルーチンは、負荷デバイスが、長時間にわたって使用されていない場合、例えば、配送、設置解除などの後に、急速起動サポートが作動解除されることを確実にする。妥当なオフ時間は、起動サポート機能を引き留めるための、２４時間の最大オフ時間としてもよい。第１起動を示す値はまた、バッテリが殆ど空である場合に、真に設定されてもよい。
【００４８】
１つ又はいくつかのユニット若しくはデバイスによって実行される、電力を要求するステップ、負荷デバイスが承認動作状態にあるか否か、及び電力供給デバイスによって供給される電圧が第１の閾値と第２の閾値との間にあるか否かを判定するステップなどのようなプロシージャは、任意の他の数のユニット又はデバイスによって実行されることができる。負荷デバイスを動作させるための方法による、これらのプロシージャ及び／又は負荷デバイスの制御は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として、及び／又は専用ハードウェアとして、実装されることができる。
【００４９】
本発明は、図面及び上述の説明において、詳細に例示及び説明されてきたが、そのような例示及び説明は、例示的又は説明的なものであり、制限するものではないと解釈されるべきであって、本発明は、開示される実施形態に限定されるものではない。図面、本開示、及び添付の請求項の検討によって、開示される実施形態に対する他の変形形態が、当業者により理解されることができ、また、特許請求される発明を実施する際に実行されることができる。請求項では、単語「備える（comprising）」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数を排除するものではない。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。請求項中のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【要約】
本発明は、エネルギー管理デバイス４０、及びその動作方法に関する。エネルギー管理デバイス４０は、バッファコントローラ４１及びエネルギーバッファユニット４５を備え、バッファコントローラは、電力供給デバイス１０と負荷デバイス２０との間の電力ネゴシエーション期間の間に、負荷デバイスが承認動作状態にあり、電力供給デバイスによって供給される電圧が第１の閾値と第２の閾値との間にあることを検出すると、負荷デバイスを動作させるために、エネルギーバッファユニット４５を接続するようにコンフィギュレーションされている。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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