為了滿足以太網(wǎng)供電 (PoE) 應(yīng)用(如 Wi-Fi 接入點和閉路安全攝像頭)對更高功率的需求,業(yè)界發(fā)布了新的 IEEE 802.3bt 標準,該標準于 2018 年 9 月獲得批準。對于那些剛接觸PoE的人來說,該技術(shù)允許通過以太網(wǎng)電纜與數(shù)據(jù)一起傳輸電力。提供的電量由電源設(shè)備 (PSE) 和用電設(shè)備 (PD) 連接時發(fā)生的一些握手管理。在此過程中,PSE 會檢測 PD 是否支持 PoE,如果是,則確定需要多少功率。
PoE 的功率級別由設(shè)備類型和類別定義。最新標準增加了兩種新類型(3 和 4)和四種新類別(5-8),將 PSE 可以提供的可能輸出功率增加到 90 W.允許這種功率增加的關(guān)鍵是能夠在以太網(wǎng)電纜中使用所有 4 對導(dǎo)體。以前,對于 1 型 (15.4 W) 和 2 型 (30 W) 應(yīng)用,只需要兩對即可保證正確操作,但 5-8 類應(yīng)用將需要所有四對。
雖然IEEE 802.3bt標準規(guī)定PSE的輸出為90 W,但它預(yù)測只有71.3 W將到達PD。該計算假設(shè)標準預(yù)測的以太網(wǎng)電纜上的最大損耗為 18.7 W,該標準定義了 12.5 的“最大配對直流環(huán)路電阻”為 12.5 ?適用于 100 米的電纜。以前,如果系統(tǒng)中的直流環(huán)路電阻低于標準允許的最大值,即使PD不需要,PSE仍將保留最大輸出功率。這意味著PSE中任何多余的功率都不會被使用。
這可能是浪費,因此,為了克服這個問題,新的IEEE 802.3bt標準引入了一個名為Autoclass的功能,該功能可以優(yōu)化功率分配。在一級事件期間,PD 將在 81.5 ms(典型值)后將分類電流從 4 類 (40 mA) 調(diào)整到 0 類 (2.5 mA),以指示其是否具有自動分類功能,如下圖所示。這里的時序很關(guān)鍵,只能通過啟用 802.3bt 的 PSE 檢測到。
系統(tǒng)上電后,PD 將消耗運行所需的最大功率,該功率將由 PSE 測量。使用此測量,PSE可以準確確定PD實際需要多少功率,并相應(yīng)地調(diào)整其分配水平。此功能意味著 PSE 現(xiàn)在可以跨多個端口優(yōu)化其總可用功率。
為了更好地說明此優(yōu)化,可以考慮以下 PoE 安裝。如果此系統(tǒng)中 PD 的平均輸入功率為 42 W,則 PSE 端口需要分配高達 51 W 的功率,以考慮最大電纜長度,并根據(jù) 6 類分配預(yù)算 60 W 的總功率。
啟用自動分類并結(jié)合較短的電纜長度(《1 W的電纜損耗),PSE只需要分配43.75 W。如果其中 8 個 PD 由 8 端換機供電,則交換機需要提供 480 W 的功率,而無需自動分類功能。通過自動分類和(每個PD的電纜損耗《1W),開關(guān)的功率預(yù)算可以降低到350 W,從而使系統(tǒng)的功率優(yōu)化為130 W。
利用其獨特的高壓制造工藝,安森美半導(dǎo)體開發(fā)了完全符合IEEE 802.3bt規(guī)范的全新PoE解決方案系列。該工藝包括市場上所有熱插拔FET中最低的RDS(導(dǎo)通),這進一步提高了PD應(yīng)用的電源效率并降低了整體PCB散熱。
由于這些器件將支持新的Autoclass請求功能,因此它們將使802.3bt就緒的PSE能夠優(yōu)化其可用功率并支持更多更高功率的應(yīng)用,使設(shè)計人員能夠更經(jīng)濟、更高效地測量高功率PoE系統(tǒng)中PSE的輸出功率能力。
審核編輯:郭婷
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