Canwin é uma empresa profissional de transformadores de potência e fabricante de transformadores elétricos
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Como otimizar o projeto do transformador para fonte de alimentação PoE
Power over Ethernet - A tecnologia de fonte de alimentação refere-se a uma forma de PSE (Power Souring Equipment) transmitir energia para PD (Power Device) através de cabos de rede. Aplicações típicas, por exemplo, usam o switch PSE como núcleo, conectam vários dispositivos PD, como Ponto de Acesso, Telefone IP e Câmera IP através de cabos de rede, e o PSE completa a transmissão de sinal e energia para PD.
Como otimizar o projeto do transformador para fonte de alimentação PoE
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Power over Ethernet - A tecnologia de fonte de alimentação refere-se a uma forma de PSE (Power Souring Equipment) transmitir energia para PD (Power Device) através de cabos de rede. Aplicações típicas, por exemplo, usam o switch PSE como núcleo, conectam vários dispositivos PD, como Ponto de Acesso, Telefone IP e Câmera IP através de cabos de rede, e o PSE completa a transmissão de sinal e energia para PD.
A fonte de alimentação PoE tem as seguintes vantagens:
• Fácil instalação e expansão: O sinal e a energia são transmitidos por meio de cabos de rede e nenhuma interface de energia é necessária ao redor do dispositivo PD
• Gerenciamento remoto: UM dispositivo PSE fornece energia para vários dispositivos PD para gerenciamento remoto de energia
• Baixo custo: a linha de sinal e a linha de energia são integradas em uma, deixando de fora um cabo de energia, de modo que o cabo de rede não é apenas o portador da transmissão do sinal, mas também desempenha o papel de transmissão de energia, reduzindo o custo da fiação
• Boa compatibilidade: o protocolo PoE unificado garante que os dispositivos PD possam ser compatíveis com qualquer PSE em escala global
Em termos de arquitetura de circuito, o PSE à esquerda transmite DC 44-57V para PD, enquanto o PD à direita converte a fonte de alimentação na eletricidade necessária com um circuito abaixador. PSE e PD são conectados através de uma porta RJ45 e um cabo de par trançado de 100m.
De acordo com diferentes cenários de aplicação de energia, os padrões de fonte de alimentação Ethernet IEEE 802.3AF, IEEE 802.3AT e IEEE 802.3BT são publicados pela IEEE. Em particular, o padrão IEEE 802.3BT foi lançado em 2019, o que melhora muito a potência da fonte de alimentação PoE. O PSE fornece 90W de potência e o PD recebe 71W após 100 metros de cabo de rede. Este nível de potência de classe 8 é aplicado principalmente no sistema de alimentação de pequenas estações base. Além disso, os padrões 802.3BT são compatíveis com os padrões 802.3AF e 802.3AT. Quando o 802.3BT PD estiver conectado ao 802.3AF e 802.3AT PSE de baixa potência, ele funcionará no estado de baixa potência, ou seja, "degradado".
Nesse processo, o PD com menor potência é conectado ao PSE com maior potência, não ocorrendo danos ao dispositivo. O seguinte processo de handshake ocorre principalmente quando o PSE fornece energia ao PD:
Arquitetura de aplicativo de fonte de alimentação
DC/DC tem esquemas isolados e não isolados. Para fonte de alimentação POE isolada, ela é dividida em topologias forward e flyback, incluindo PSR (feedback do lado primário) e SSR (feedback do lado secundário). As seguintes topologias são analisadas:
Na arquitetura de circuitos de equipamentos PD, três parâmetros estão principalmente envolvidos: tamanho, eficiência e EMC. Então, como conectar os requisitos do equipamento PD e os requisitos de projeto do transformador?
Otimize o tamanho
• Ponto de projeto 1: tamanho pequeno de redução de alta frequência do transformador
Em uma placa de circuito, você pode ver que o grande volume é o transformador, portanto, reduzir o tamanho do transformador pode economizar o tamanho da placa. A alta frequência pode reduzir o tamanho do transformador e a transmissão de energia do transformador, então a frequência de 200 KHZ ->300kHz ->500KHZ pode reduzir o volume do transformador.
• Ponto de design 2: o modo de operação CCM reduz o tamanho do dispositivo
• Ponto de design 3: feedback lateral original para reduzir o tamanho
Aumentar a eficiência
A EMC mede a interferência causada por fontes de ruído em dispositivos sensíveis, incluindo componentes de condução e radiação. Por um lado, as fontes de interferência devem ser reduzidas e os caminhos de acoplamento devem ser otimizados, por outro lado.
Para reduzir a EMI, a fonte de ruído no circuito deve ser confirmada primeiro. A fonte de ruído pode ser dividida em fonte de ruído de condução e fonte de ruído de radiação. A fonte de ruído conduzido é geralmente o ruído de baixa frequência dentro de 30MHZ, que é produzido pela mudança do campo elétrico. A fonte de ruído de condução é principalmente que a ação de comutação do tubo de potência levará à mutação da tensão no nível da fonte MOS, o que fará com que o transformador transfira a mutação da tensão para o lado secundário. Melhorar a resistência de condução do MOS pode reduzir a velocidade de comutação, mas a perda de condução aumentará. Ou adicione circuitos de absorção para reduzir as oscilações de alta frequência. Os parâmetros parasitas do transformador têm uma grande influência na EMI, por exemplo, o transformador Cp (campo elétrico do enrolamento primário) afeta picos de tensão e ondulação de corrente.
A fonte de ruído irradiado é o ruído acima de 30M, que é a interferência do campo magnético espacial. É composto pelo loop de corrente de alta frequência. A malha de alta frequência refere-se à malha lateral primária e à malha lateral secundária do transformador.
