新聞中心

EEPW首頁 > 電源與新能源 > 設(shè)計應(yīng)用 > 高效的以太網(wǎng)供電解決方案降低了總體成本

高效的以太網(wǎng)供電解決方案降低了總體成本

作者:AlisonSteer HeathStewart 時間:2013-12-26 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  IEEE 802.3at 規(guī)范定義的供電 (PoE) 是通過一條 CAT-5 電纜安全地傳輸應(yīng)用數(shù)據(jù)和電源的方法。由于它支持靈活地在任何地方安裝設(shè)備,沒有在附近提供交流電源的限制,也不需要電工進行安裝,因此,它得到了廣泛應(yīng)用。最初的 IEEE 802.3af PoE 規(guī)范限制了供電至受電設(shè)備 (PD) 的功率只有 13W,這也就限制了設(shè)備的應(yīng)用范圍,例如 IP 電話和基本安防攝像機等。在 2009 年,IEEE 802.3at 規(guī)范將支持的功率增大到 25.5W。但是,這還是無法滿足功率要求越來越高的 PoE 應(yīng)用需求,例如,微微蜂窩基站、無線接入點、 標牌和加熱云臺變焦 (PTZ) 室外攝像機等。在 2011 年,公司發(fā)布了新的專有標準 ™,將 PoE 和 PoE+ 規(guī)范擴展到 90W 供電,同時還維持與 IEEE PoE 標準 100% 的兼容。它支持四種不同的功率等級 (38.7W、52.7W、70W、90W),可以根據(jù)應(yīng)用要求來調(diào)整電源供電。

本文引用地址:http://2s4d.com/article/203250.htm

   供電設(shè)備 () 采用了更智能的隔離體系結(jié)構(gòu),以減少元器件數(shù)量,盡量少使用昂貴的外部元器件。全面的電纜放電保護和 80V 絕對最大值的引腳保證了現(xiàn)場工作的高可靠性。采用外部 FET 使散熱性能可滿足應(yīng)用需求,提高了系統(tǒng)效率,增強了長期可靠性。 體系結(jié)構(gòu)只需要一個 和 PD 控制器,就能夠通過 4 對 100m CAT-5e 電纜提供 90W 的功率。

  系統(tǒng)隔離要求

  要實現(xiàn)供電,需要仔細的選擇體系結(jié)構(gòu)和元器件,以降低系統(tǒng)成本,同時提高性能和可靠性。一個成功的設(shè)計必須滿足IEEE隔離要求,在短路和過流事件時保護 Hot Swap™ FET,或者符合 IEEE 規(guī)范。PoE 規(guī)范清楚地闡述了隔離要求,在 PD 應(yīng)用電路中,確保斷開接地環(huán)路,維持以太網(wǎng)數(shù)據(jù)完整性并降低噪聲。

  傳統(tǒng)的 PSE 隔離體系結(jié)構(gòu)在主機至 PSE 控制器接口處隔離數(shù)字接口和電源。光耦合器等數(shù)字隔離單元本質(zhì)上非常昂貴而且不可靠。能夠?qū)崿F(xiàn)隔離功能的IC成本非常高,不支持 I2C 高速傳送。而且,對 PSE 邏輯供電的隔離 轉(zhuǎn)換器增大了電路板面積和系統(tǒng)成本。

  輕松實現(xiàn)隔離

  公司的 12 端口 (LTC4270 / LTC4271) 和 8 端口 PSE (LTC4290 / LTC4271) 芯片組采用了不同的 PSE 隔離方法,將所有的數(shù)字功能遷移到隔離邊界的主機側(cè) (圖1)。這極大的降低了所需元器件的成本和復(fù)雜性。不再需要單獨的隔離 電源;LTC4271數(shù)字控制器可以使用主機的邏輯電源。LTC4271 使用變壓器隔離通信方法控制 LTC4290 或 LTC4270。低成本和廣泛應(yīng)用的以太網(wǎng)變壓器對可替代 6 個光耦合器。在協(xié)議中編程實現(xiàn)含有端口管理、復(fù)位和快速端口關(guān)斷功能的I2C通信機制,從而降低了輻射能量,提供 1500V 的隔離。

  可靠的電纜放電保護功能

  考慮 PoE 設(shè)計的可靠性非常重要,特別是處理大量的電纜、高電壓、大電流或者高溫的情況。公司在這方面經(jīng)驗豐富,設(shè)計了低成本、大吞吐量的電路保護方案,能夠靈活的調(diào)整滿足 IEC61000電纜放電電壓要求。只需要一個 TVS 來保護高電壓模擬電源,而在每一個輸出端口上采用一對低成本箝位二極管 (圖 2)。端口上的二極管引導(dǎo)有害的浪涌進入電源軌中,它們被浪涌抑制器以及VEE旁路電容吸收掉。浪涌抑制器還有保護 PSE 控制器不受 VEE 供電瞬變影響的優(yōu)點。凌力爾特的 PSE 控制器在所有模擬引腳上還有 80V 絕對最大額定限制,實現(xiàn)了對瞬變的保護。

  降低功耗

  凌力爾特的第四代 PSE 和 PD 控制器與 IEEE 802.3at 規(guī)范完全兼容,而且 LTPoE++ 功率達到了 90W,同時通過使用低 RDS(ON) 外部 MOSFET 和 0.25? 檢測電阻減小了熱耗散。這對于大功率系統(tǒng)非常重要,在這些系統(tǒng)中散熱設(shè)計和功率損耗的成本非常高,對于功率受限的應(yīng)用也非常重要,這些應(yīng)用要求在功率預(yù)算內(nèi)盡可能提高工作功率。集成了 MOSFET 的 PSE 和 PD 控制器具有較高的 RDS(ON) 參數(shù),由于在器件內(nèi)部散熱,因此,很難進行散熱設(shè)計。對一個端口的損害會導(dǎo)致整個芯片受損。

  LT4275 (圖 3) 是市場上唯一能夠控制外部 MOSFET 的 PD 控制器,極大的降低了 PD 總熱耗,提高了功效,這對于較大功率應(yīng)用非常重要。這一創(chuàng)新的方法支持用戶調(diào)整 MOSFET 以滿足應(yīng)用的散熱和效率要求,支持使用 30m? 量級的低 RDS(ON) MOSFET。LT4275 能夠支持高達 90W 的功率。


上一頁 1 2 下一頁

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉