Si të optimizohet dizajni i transformatorit për furnizimin me energji PoE

Si të optimizohet dizajni i transformatorit për furnizimin me energji PoE

·

Energji mbi Ethernet - Teknologjia e furnizimit me energji i referohet një mënyre që PSE (Pajisjet e Burimit të Energjisë) të transmetojë energji në PD (Pajisjen e Energjisë) përmes kabllove të rrjetit. Aplikimet tipike, për shembull, marrin çelësin PSE si bërthamë, lidhin pajisje të shumta PD si Pika e Qasjes, Telefoni IP dhe Kamera IP përmes kabllove të rrjetit, dhe PSE përfundon transmetimin e sinjalit dhe energjisë në PD.

Furnizimi me energji PoE ka përparësitë e mëposhtme:

• Instalim dhe zgjerim i lehtë: Sinjali dhe energjia transmetohen përmes kabllove të rrjetit dhe nuk kërkohet ndërfaqe energjie rreth pajisjes PD

• Menaxhim në distancë: NJË pajisje PSE furnizon me energji disa pajisje PD për menaxhim të energjisë në distancë

• Kosto e ulët: linja e sinjalit dhe linja e energjisë janë të integruara në një të vetme, duke lënë jashtë një kabllo energjie, kështu që kablloja e rrjetit nuk është vetëm bartësi i transmetimit të sinjalit, por gjithashtu merr përsipër rolin e transmetimit të energjisë, kështu që kostoja e instalimeve elektrike zvogëlohet.

• Përputhshmëri e mirë: protokolli i unifikuar PoE siguron që pajisjet PD të jenë të pajtueshme me çdo PSE në shkallë globale

Për sa i përket arkitekturës së qarkut, PSE në të majtë transmeton DC 44-57V në PD, ndërsa PD në të djathtë e konverton furnizimin me energji në energjinë elektrike të kërkuar me një qark me ulje të ngadaltë. PSE dhe PD janë të lidhura nëpërmjet një porte RJ45 dhe një kablli me çift të përdredhur 100m.

Sipas skenarëve të ndryshëm të aplikimit të energjisë, standardet e furnizimit me energji Ethernet IEEE 802.3AF, IEEE 802.3AT dhe IEEE 802.3BT janë publikuar nga IEEE. Në veçanti, standardi IEEE 802.3BT u publikua në vitin 2019, i cili përmirëson shumë fuqinë e furnizimit me energji PoE. PSE ofron energji 90W, dhe PD merr 71W pas 100 metrash kabllo rrjeti. Ky nivel fuqie i klasës 8 zbatohet kryesisht në sistemin e furnizimit me energji të stacioneve të vogla bazë. Përveç kësaj, standardet 802.3BT janë të pajtueshme me standardet 802.3AF dhe 802.3AT. Kur 802.3BT PD është i lidhur me 802.3AF dhe 802.3AT PSE me fuqi të ulët, ai do të funksionojë në gjendje të ulët energjie, domethënë "të degraduar".

Në këtë proces, PD me fuqi më të ulët lidhet me PSE me fuqi më të lartë dhe nuk i ndodh asnjë dëm pajisjes. Procesi i mëposhtëm i shtrëngimit të duarve përjetohet kryesisht kur PSE furnizon me energji PD-në:

Arkitektura e Aplikacionit të Furnizimit me Energji

DC/DC ka skema të izoluara dhe jo të izoluara. Për furnizimin me energji të izoluar POE, ai ndahet në topologji përpara dhe prapa, duke përfshirë PSR (feedback nga ana primare) dhe SSR (feedback nga ana sekondare). Analizohen topologjitë e mëposhtme:

Në arkitekturën e qarkut të pajisjeve PD, tre parametra janë kryesisht të rëndësishëm: madhësia, efikasiteti dhe përputhshmëria elektromagnetike (EMC). Atëherë, si të lidhen kërkesat e pajisjeve PD dhe kërkesat e projektimit të transformatorit?

Optimizo madhësinë

• Pika 1 e projektimit: transformatori me reduktim të frekuencës së lartë me madhësi të vogël

Në një qark elektrik, mund të shihni se vëllimi i madh është transformatori, kështu që zvogëlimi i madhësisë së transformatorit mund të kursejë madhësinë e tij. Frekuenca e lartë mund të zvogëlojë madhësinë e transformatorit dhe transmetimin e fuqisë së transformatorit, kështu që frekuenca nga 200 KHZ -> 300 KHZ -> 500KHZ mund të zvogëlojë vëllimin e transformatorit.

• Pika 2 e projektimit: Modaliteti i funksionimit CCM zvogëlon madhësinë e pajisjes

• Pika 3 e projektimit: Reagime nga ana origjinale për të zvogëluar madhësinë

Rrit Efikasitetin

EMC mat ndërhyrjen e shkaktuar nga burimet e zhurmës në pajisjet e ndjeshme, duke përfshirë komponentët e përçueshmërisë dhe rrezatimit. Nga njëra anë, burimet e ndërhyrjes duhet të reduktohen dhe nga ana tjetër shtigjet e çiftëzimit duhet të optimizohen.

Për të zvogëluar EMI-në, së pari duhet të konfirmohet burimi i zhurmës në qark. Burimi i zhurmës mund të ndahet në burim zhurme përçuese dhe burim zhurme rrezatimi. Burimi i zhurmës së përçuar është përgjithësisht zhurma me frekuencë të ulët brenda 30MHZ, e cila prodhohet nga ndryshimi i fushës elektrike. Burimi i zhurmës përçuese është kryesisht se veprimi i ndërrimit të tubit të energjisë do të çojë në mutacionin e nivelit të tensionit të burimit MOS, i cili do të bëjë që transformatori të transferojë mutacionin e tensionit në anën sekondare. Përmirësimi i rezistencës së drejtimit të MOS mund të zvogëlojë shpejtësinë e ndërrimit, por humbja e drejtimit do të rritet. Ose shtoni qarqe thithëse për të zvogëluar lëkundjet me frekuencë të lartë. Parametrat e humbur të transformatorit kanë një ndikim të madh në EMI, për shembull, transformatori Cp (fusha elektrike e mbështjelljes primare) ndikon në majat e tensionit dhe valëzimin e rrymës.

Burimi i zhurmës së rrezatuar është zhurma mbi 30M, e cila është interferenca e fushës magnetike hapësinore. Ai përbëhet nga lak i rrymës me frekuencë të lartë. Laku me frekuencë të lartë i referohet lakit anësor primar dhe lakit anësor sekondar të transformatorit.