Canwin è un'azienda professionale di trasformatori di potenza e produttore di trasformatori elettrici
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Canwin è un'azienda professionale di trasformatori di potenza e produttore di trasformatori elettrici
Come ottimizzare la progettazione del trasformatore per l'alimentatore PoE
Power over Ethernet - La tecnologia di alimentazione si riferisce a un modo in cui PSE (Power Souring Equipment) trasmette alimentazione a PD (Power Device) tramite cavi di rete. Le applicazioni tipiche, ad esempio, prendono lo switch PSE come nucleo, collegano numerosi dispositivi PD come Access Point, telefono IP e telecamera IP tramite cavi di rete e PSE completa la trasmissione del segnale e dell'alimentazione al PD.
Come ottimizzare la progettazione del trasformatore per l'alimentatore PoE
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Power over Ethernet - La tecnologia di alimentazione si riferisce a un modo in cui PSE (Power Souring Equipment) trasmette alimentazione a PD (Power Device) tramite cavi di rete. Le applicazioni tipiche, ad esempio, prendono lo switch PSE come nucleo, collegano numerosi dispositivi PD come Access Point, telefono IP e telecamera IP tramite cavi di rete e PSE completa la trasmissione del segnale e dell'alimentazione al PD.
L'alimentatore PoE presenta i seguenti vantaggi:
• Installazione ed espansione semplici: segnale e alimentazione vengono trasmessi tramite cavi di rete e non è richiesta alcuna interfaccia di alimentazione attorno al dispositivo PD
• Gestione remota: un dispositivo ONE PSE fornisce alimentazione a più dispositivi PD per la gestione remota dell'alimentazione
• Basso costo: la linea di segnale e la linea di alimentazione sono integrate in una sola, tralasciando un cavo di alimentazione, quindi il cavo di rete non è solo il vettore della trasmissione del segnale, ma svolge anche il ruolo di trasmissione di potenza, quindi il costo del cablaggio è ridotto
• Buona compatibilità: il protocollo PoE unificato garantisce che i dispositivi PD possano essere compatibili con qualsiasi PSE su scala globale
In termini di architettura del circuito, PSE a sinistra trasmette DC 44-57V a PD, mentre PD a destra converte l'alimentazione nell'elettricità richiesta con un circuito step-down. PSE e PD sono collegati tramite una porta RJ45 e un cavo a doppino intrecciato da 100 m.
In base a diversi scenari di applicazioni di alimentazione, gli standard di alimentazione Ethernet IEEE 802.3AF, IEEE 802.3AT e IEEE 802.3BT sono pubblicati da IEEE. In particolare, nel 2019 è stato rilasciato lo standard IEEE 802.3BT, che migliora notevolmente la potenza dell'alimentatore PoE. PSE fornisce 90 W di potenza e PD riceve 71 W dopo 100 metri di cavo di rete. Questo livello di potenza di classe 8 viene applicato principalmente nel sistema di alimentazione di piccole stazioni base. Inoltre, gli standard 802.3BT sono retrocompatibili con gli standard 802.3AF e 802.3AT. Quando l'802.3BT PD è collegato a 802.3AF e 802.3AT PSE a bassa potenza, funzionerà nello stato di bassa potenza, ovvero "degradato".
In questo processo, il PD con potenza inferiore viene collegato al PSE con potenza maggiore e non si verificano danni al dispositivo. Il seguente processo di handshake si verifica principalmente quando PSE fornisce alimentazione al PD:
Architettura dell'applicazione di alimentazione
DC/DC ha schemi isolati e non isolati. Per l'alimentazione POE isolata, è suddivisa in topologie forward e flyback, tra cui PSR (feedback lato primario) e SSR (feedback lato secondario). Vengono analizzate le seguenti topologie:
Nell'architettura circuitale delle apparecchiature PD, tre parametri sono principalmente interessati: dimensione, efficienza ed EMC. Quindi come collegare i requisiti delle apparecchiature PD e i requisiti di progettazione dei trasformatori?
Ottimizza le dimensioni
• Punto progettuale 1: trasformatore di riduzione alta frequenza di piccole dimensioni
In un circuito stampato, puoi vedere che il grande volume è il trasformatore, quindi ridurre le dimensioni del trasformatore può salvare le dimensioni della scheda. L'alta frequenza può ridurre le dimensioni del trasformatore e la trasmissione di potenza del trasformatore, quindi la frequenza da 200 KHZ ->300 KHz ->500 KHZ possono ridurre il volume del trasformatore.
• Punto di progettazione 2: la modalità operativa CCM riduce le dimensioni del dispositivo
• Punto di progettazione 3: feedback laterale originale per ridurre le dimensioni
Aumentare l'efficienza
L'EMC misura l'interferenza causata da sorgenti di rumore su dispositivi sensibili, inclusi i componenti di conduzione e radiazioni. Da un lato, le sorgenti di interferenza dovrebbero essere ridotte e dall'altro dovrebbero essere ottimizzati i percorsi di accoppiamento.
Per ridurre l'EMI, è necessario prima confermare la sorgente di rumore nel circuito. La sorgente di rumore può essere suddivisa in sorgente di rumore di conduzione e sorgente di rumore di radiazione. La sorgente di rumore condotto è generalmente il rumore a bassa frequenza entro 30 MHZ, che è prodotto dal cambiamento del campo elettrico. La sorgente di rumore di conduzione è principalmente che l'azione di commutazione del tubo di alimentazione porterà alla mutazione della tensione a livello di sorgente MOS, che farà sì che il trasformatore trasferisca la mutazione di tensione sul lato secondario. Il miglioramento della resistenza di guida del MOS può ridurre la velocità di commutazione, ma la perdita di guida aumenterà. Oppure aggiungi circuiti di assorbimento per ridurre le oscillazioni ad alta frequenza. I parametri vaganti del trasformatore hanno una grande influenza sull'EMI, ad esempio, il trasformatore Cp (campo elettrico dell'avvolgimento primario) influisce sui picchi di tensione e sull'ondulazione di corrente.
La sorgente di rumore irradiato è il rumore superiore a 30 M, che è l'interferenza del campo magnetico spaziale. È composto dal circuito di corrente ad alta frequenza. L'anello ad alta frequenza si riferisce all'anello del lato primario e all'anello del lato secondario del trasformatore.
