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深圳市瑞申電子有限公司

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輔助電源對以太網(wǎng)供電(PoE)應(yīng)用的擴展

時間:2015-08-23 10:48:37 點擊:

以太網(wǎng)供電(PoE)技術(shù)已經(jīng)在語音IP(VoIP)電話、無線路由器以及安保設(shè)備等上百種應(yīng)用中大顯身手。許多PoE應(yīng)用使用了輔助電源,例如,受電設(shè)備(PD)端的交流壁式電源和供電設(shè)備(PSE)端的不間斷電源(UPS)。集成輔助電源是一項極具挑戰(zhàn)性的設(shè)計工作,PoE設(shè)計者必須要理解不同的方法,并在它們之間作出折衷。

在PoE系統(tǒng)中加入輔助電源通常有三種配置方式:通過受電設(shè)備前端熱插拔部分;直連到受電感器市場需求電設(shè)備的電源控制器輸入端;直連到受電設(shè)備的電源隔離輸出電壓。

在第一種配置方式中,電源能復(fù)接到受電設(shè)備的前端并通過熱插拔部分進行傳遞。這種方式有時也稱作前端輔助供電,如圖1所示。

前端輔助供電

圖1 前端輔助供電

由于電能通過受電設(shè)備的PoE接口控制器

傳遞,所以前端輔助供電具有熱插拔保護優(yōu)勢。如果前端輔助供電的電壓低于正常的PoE電壓,先供電的電源輸出就會出現(xiàn)不確定狀態(tài)。這是因為在PoE之前加入輔助電源將使供電設(shè)插件電感備喪失PSE能力,因而無法檢測到受電設(shè)備的簽名電阻;而且無論什么時候使用輔助電源都會出現(xiàn)這種問題。但是,如果先給PoE供電,輔助電源的低電壓將受到反偏的功率二極管抑制。低電壓前端輔助供電的另一個缺點是拽取功率限制。熱插拔限流功能對拽取輔助電源電流進行限制的時候,會發(fā)生這種情況。

如果前端輔助供電的電壓大于或等于PoE電壓,情況就更復(fù)雜了,這是由于兩個電源將共享受電設(shè)備的負載,與它們的穩(wěn)壓電壓成正比,與它們的輸出阻抗成反比。當(dāng)使用高壓輔助電源時,情況將更為復(fù)雜,因為它為控制器引入一種新的熱插拔情況。由于MOSFET對電源的輸入電容充電,受電設(shè)備控制器輸入電壓的突然增長將使熱插拔晶體管進入限流狀態(tài)。這種情況將使系統(tǒng)暫時偏離輸入“電源良好”狀態(tài),為了持續(xù)供電,必須將這種情況去除。熱插拔控制器的電流限制應(yīng)該高于輸出到負載上的直流電流。如果直流電流限制設(shè)置得過低,熱插拔控制器在差錯出現(xiàn)前,將無法提供足夠的多余電流來對負載電容充電?!嚯娺^程必須經(jīng)過仔細地考慮。如果PoE電源斷開,即前端輔助電源先工作,若斷開輔助電源,供電將無法繼續(xù),這是因為在供電設(shè)備檢測到一個合法的簽名并繼續(xù)供電之前,模塊的電容上的電荷必須被完全釋放掉。如果前端輔助供電能夠正常工作,那么無論PoE電源在什么時候斷開,都可以持續(xù)供電。

前端輔助供電的應(yīng)用可能是一個十分困難的問題。如果輔助電源直接連接到模塊的電源部分(也稱作后端輔助供電),如圖2所示,問題的復(fù)雜程度將大為降低。

后端輔助供電

如果后端輔助電源首先為模塊供電,那么它也將占據(jù)支配地位,這是因為它可以將輸入二極管橋反偏,并阻止供電設(shè)備檢測合法簽名。根據(jù)選擇不同的受電設(shè)備控制器IC,用戶可以在后端輔助供電應(yīng)用中禁用PoE接口。禁用PoE而使用輔助電源供電的配置方式稱為“輔助支配”。輔助支配方式將禁用熱插拔控制器的功率MOSFET開關(guān),從而禁止PoE供電。如果供電設(shè)備檢測出符合IEEE 802.3標準的直流保持電源簽名,供電設(shè)備將認為受電設(shè)備將要斷電并關(guān)斷PoE電源貼片功率電感器生產(chǎn)廠家。這是后端輔助供電的一個主要優(yōu)點,因為它移除了供電設(shè)備電源,從而將電能分配到其他端口。

如果后端輔助供電配置為非支配模式,且PoE電源先工作,那么輔助電源在PoE斷開之前將不會供電。和前端輔助供電相同,只要后端輔助電源繼續(xù)工作,就可以支配模式或非支配模式持續(xù)供電。如果輔助電源斷開并且PoE電源沒有啟用(因為輔助支配或者輔助電源先工作),將無法持續(xù)供電。

最后一種配置方式,即輔助電源直接連接到受電設(shè)備的電源輸出方式,是一種簡單卻具備很多優(yōu)點的方案。它需要一個為受電設(shè)備負載提供所需電流和調(diào)節(jié)電壓的輔助電源。另外,這種配置方式通常需要額外的元件和一些重復(fù)功能,有時甚至需要另一個隔離開關(guān)穩(wěn)壓器或線性二次穩(wěn)壓器。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠

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