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安森美高能效乙太网路供电方案 解决100W功率需求挑战
 

【CTIMES/SmartAuto 报导】   2020年06月30日 星期二

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网路规模的激增使得相应设备对功率的需求显着增长。乙太网路是这技术生态系统的关键一环。新的乙太网路供电(PoE)通用标准(IEEE 802.bt)提供高达90瓦的功率,安森美半导体的PoE-PD方案不仅支援新标准的功率限制,还将功率扩展到100W,解决高功率需求挑战,用於包括智慧照明、安全防卫摄影、数字标示、电信、销售点(POS)终端、卫星数据网路等应用,并具备灵活、高性价比和高能效等优势。

NCP1095和NCP1096符合IEEE 802.3 bt标准,提供达100瓦功率,具有实施PoE介面所需的所有特性,包括检测、自动分类和限流。
NCP1095和NCP1096符合IEEE 802.3 bt标准,提供达100瓦功率,具有实施PoE介面所需的所有特性,包括检测、自动分类和限流。

PoE和IEEE 802.3bt

PoE是IEEE 802.3af和802.3at标准定义的一种联网功能。PoE技术可通过乙太网路电缆传输电力和数据。透过供电设备(PSE)和受电设备(PD)之间的连接来管理传输的电量。在此过程中,PSE根据PoE标准识别PD设备的类型和类别,然後确保其接收适当且安全的电量。

IEEE 802.3bt是新的PoE标准,也称为「PoE++」,於2018年9月获批准,相容IEEE 802.3af等现有标准,与现有标准有两个不同的关键点:

1.使用PoE电缆中的所有四对导线增加PSE可提供的输出功率

2. 透过识别两种新的设备类型(3类和4类)和四个新的类别(5至8)来提高能效

安森美半导体最新PoE-PD方案

不断上升的能源成本、对更小方案的需求、需要符合多个标准及解决受限的预算等等给设计人员提出了一系列挑战。安森美半导体采用其独特的高压制造工艺,开发出更先进的PoE-PD方案以解决挑战,这些方案在紧凑的空间内以高能效和低热量运行。

1. GreenBridge四通道MOSFET方案 显着提高PoE能效

PoE应用中的PD需要一个桥接电路来调节输入电源的极性,而为PD供电的PSE配备了不间断电源(UPS)。简单的二极体桥设计虽然已成为解决此问题的最流行方法,并且提供了可靠、低成本的方案。但随着PD需要更多的功率,由正向压降引起的二极体桥的导通损耗成为有待解决的主要问题之一。安森美半导体针对此问题开发出GreenBridge方案FDMQ8203(Greenbridge 1)和FDMQ8205(Greenbridge 2),可有效减少桥电路中的功率损耗。

FDMQ8203整合双P沟道和双N沟道MOSFET到一个紧凑、热性能最隹化的表面贴装封装中,采用FDMQ8203设计仅需添加外部驱动和保护电路以驱动和保护MOSFET。经测试,基於FDMQ8203的GreenBridge方案比等效的二极体桥提供更低功率损耗、更高能效、更低工作温度,PCB面积减半。

FDMQ8205符合IEEE802.3at标准,整合双N沟道和双P沟道100V MOSFET及所需的门极驱动器,无需外部驱动或保护电路,具有市场最低的导通电阻。基於FDMQ8205的GreenBridge方案比传统二极体桥方案的功率损耗改善10倍,尺寸不到传统二极体桥方案的1/4,且实现比FDMQ8203更好的热性能,有助於提高设计的功率密度。

2. 符合IEEE 802.3bt的PoE-PD介面控制器:NCP1095和NCP1096

NCP1095和NCP1096符合IEEE 802.3 bt标准,提供达100瓦功率,具有实施PoE介面所需的所有特性,包括检测、自动分类和限流。NCP1095具有外部导通电晶体,支持自动分类以根据PD类型和分类来优化功率分配。NCP1096提供更高的整合度,内置热??拔FET电晶体,具有Type 3或Type 4 PoE控制器可提供的最低导通电阻(RDS-on)。安森美半导体提供NCP1095GEVB和NCP1096GEVB评估板,使设计工程师可以快速评估两个控制器的运行,然後实施有助於设计流程的物理设计。 它们包括GreenBridge2有源桥、RJ45连接器和区域网路(LAN)变压器。

3. 100V N沟道遮罩门极PowerTrench MOSFET:FDMC8622

FDMC8622采用先进的PowerTrench工艺,结合遮罩门极技术,可实现极低的导通电阻、高功率和高电流处理能力,且采用广泛使用的表面贴装封装,且经过UIL测试。

4. DC-DC控制器:NCP1566

NCP1566是高度整合的双模式有源钳位PWM控制器,用於电信和数据通讯应用的下一代高密度、高性能和中小功率级隔离DC-DC转换器。它可以配置为带输入电压前??的电压模式控制,也可配置为峰值电流模式控制。峰值电流模式控制也可实施输入电压前??。可调节自适应重叠时间基於输入电压和负载条件优化系统能效。此控制器整合了实施隔离有源钳位正向和不对称半桥转换器所需的所有必要控制和保护功能。

高压瞬态抑制、ESD保护:ESD8004

ESD8004 用於为高速数据线提供针对 ESD 的保护,具有超低电容和低 ESD 钳位电压,是保护对电压敏感的高速数据电路的理想方案。

为何采用PoE?

虽然无线联接提供许多显着优势,但技术生态系统中使用的所有设备所需电源和数据要求千差万别,可能某些设备具有很好的无线联接能力,但还有一些会得益於PoE的特性和能力,而且PoE提供许多优势,如:

.节省时间和成本:由於不需要电源线,因此节省了安装时间,减少了成本,且无需合资质的电工。

.灵活性:无需靠近电源。 设备可放置在可以运行区域网路(LAN)电缆的任何地方。

.可靠性:集中式电源取代了低成本的壁式适配器,支援系统由单个不间断电源供电。

.安全性:比无线更难被骇客入侵或拦截

.PoE能够同时传输电力和数据,减少了线束,高效便利

新的PoE标准IEEE 802.3bt支持设计人员向PD提供达90W的功率,开启更高功率应用的大门,包括智慧照明、安全防卫摄影、数字标示、电信、销售点(POS)终端、卫星数据网路等应用。安森美半导体提供全系列符合IEEE 802.3bt的PoE-PD方案,还将功率扩展到100W,并提供大量叁考设计和应用注释,解决能效、尺寸和热性能等挑战,使这项技术更容易扩及所有开发工程师,有助於使更多联接的设备具有保证的互操作性和更高能效。

關鍵字: 以太网络  安森美 
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