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[導讀]以太網供電PoE (Power over Ethernet) 是指在現(xiàn)有的以太網布線基礎架構下, 除了能夠保證為基于以太網的終端設備(如IP 電話機、無線局域網接入點A P、安全網絡攝像機等) 傳輸數(shù)據(jù)信號的同時, 不作任何改動就同時可以為此類設備提供直流供電的能力。PoE 系統(tǒng)主要包括供電設備( Power SourceEquipment, PSE) 和用電設備(Powered Device, PD)兩部分, 兩者基于IEEE2802.3af 標準確定有關用電設備PD 的連接情況、設備類型、功耗級別等信息聯(lián)系, 并以這些信息為根據(jù)控制供電設備PSE 通過以太網級向用電設備PD 供電。

以太網供電PoE (Power over Ethernet) 是指在現(xiàn)有的以太網布線基礎架構下, 除了能夠保證為基于以太網的終端設備(如IP 電話機、無線局域網接入點A P、安全網絡攝像機等) 傳輸數(shù)據(jù)信號的同時, 不作任何改動就同時可以為此類設備提供直流供電的能力。PoE 系統(tǒng)主要包括供電設備( Power SourceEquipment, PSE) 和用電設備(Powered Device, PD)兩部分, 兩者基于IEEE2802.3af 標準確定有關用電設備PD 的連接情況、設備類型、功耗級別等信息聯(lián)系, 并以這些信息為根據(jù)控制供電設備PSE 通過以太網級向用電設備PD 供電。

供電設備PSE 通常和網絡設備結合在一起, 主要進行PD 設備的信息檢測、控制和監(jiān)測供電狀況。供電設備可以用兩種方式進行供電: 中跨方式(M idspan) , 在交換機外部加一個擴展設備, 將從交換機來的以太網線接入該設備, 保持原有信號線對不變,該設備通過雙絞線中未使用的備用線對給用電設備供電; 端跨方式(Endspan) , 將供電控制電路集成到以太網交換機中, 在以太網供電控制電路的控制下, 供電既可以從以太網端口隔離變壓器的中芯抽頭, 也可以從備用線對注入到以太網的信號線對中, 對終端用電設備供電。

IEEE-802.3af 標準中定義了設計PoE 網絡時必須遵循的參數(shù), 包括: 操作電壓為48V DC, 波動范圍可以在44~ 57V 之間; 由PSE 產生的電流在350~400mA 之間, 以確保以太網電纜不會由于其自身的阻抗而導致過熱。因此PSE 在其端口輸出的最大功率是15.4W。考慮到電纜損耗, 受電端設備PD 所能獲得的最大的功率為12.95W。同時, IEEE-802.3af 標準定義了一個可選的供電分級機制, 以方便對用電設備消耗功率的控制和管理

在以太網供電 (PoE) 應用中,由于輸入功率有限,因此高效率是首要考慮因素。低功率系統(tǒng)限制為 13W,而高功率系統(tǒng)限制為 25.5W。通常需要更高功率水平(高達 200W)的電信電源出于熱原因也需要高效率。在正激轉換器中采用有源復位可實現(xiàn)非常高的效率,同時仍使用單端拓撲。

首先,有源鉗位重新捕獲變壓器的泄漏能量,防止該能量被耗散。更重要的是,主動復位以適合它們采用自驅動同步整流器的方式調節(jié)變壓器的繞組電壓波形。

有源鉗位正激轉換器的正確設計需要仔細選擇變壓器匝數(shù)比和電感,以及適當設置開關延遲。將開關延遲設置得太短會導致同步整流器的交叉導通,從而增加損耗并降低效率。延遲過長會導致同步整流器上的體二極管過度導通。與體二極管反向恢復相關的損耗可能與交叉?zhèn)鲗б鸬膿p耗一樣嚴重。

超過 5V 的輸出電壓通常需要一些額外的調節(jié)電路來保護同步整流器的柵極。圖 1 顯示了這種調節(jié)電路的一個示例。齊納二極管 D8 限制了柵極電壓。Q6 允許更高的電流為柵極充電。D7 提供了一個低阻抗路徑來快速關閉同步整流器。


如何最大限度地提高 PoE 和電信電源的效率

圖 1.超過 5V 的輸出電壓需要柵極驅動電路來保護柵極。


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