三種PD整流器拓?fù)洌瑴p少以太網(wǎng)供電系統(tǒng)電力損耗
發(fā)布時間:2020-03-04 來源:Riley Beck 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】對于工業(yè)IoT中的許多應(yīng)用,包括聯(lián)接的照明設(shè)備,以太網(wǎng)供電(PoE)是一種首選技術(shù),可在供電設(shè)備(PSE)和受電設(shè)備(PD)之間提供安全可靠的功率傳輸。
IEEE以太網(wǎng)供電標(biāo)準(zhǔn)定義了可從PSE傳輸?shù)絇D的最大功率,包括最新的802.3bt標(biāo)準(zhǔn),支持高達(dá)90W的功率。傳輸?shù)絇D的大部分功率通常會到DC-DC轉(zhuǎn)換器,為攝像機(jī)或IP電話等負(fù)載供電。但由于許多原因,并非PSE輸出端提供的所有功率都可用于負(fù)載。
以太網(wǎng)供電(PoE)系統(tǒng)的主要器件
首先,由于以太網(wǎng)電纜的電阻而導(dǎo)致電力損耗。此外,PD的橋式整流器和DC-DC轉(zhuǎn)換器的組合能效通常約為90%。重要的是要記住,PoE系統(tǒng)中的功率是受限的。
在設(shè)計(jì)受電設(shè)備時,減少整流和轉(zhuǎn)換級的電力損耗意味著有更多的功率可用。隨著各種應(yīng)用的功率需求不斷增長,這越來越重要。
NCP1096 是安森美半導(dǎo)體PoE-PD方案系列器件,能夠提供高達(dá)100瓦的功率,并支持與其連接的任何設(shè)備都符合IEEE802.3af/at和IEEE802.3bt標(biāo)準(zhǔn)。NCP1096提供了PoE-PD系統(tǒng)的所有特性,包括檢測和新的自動分類特性,使PSE可以更準(zhǔn)確地確定和提供受電設(shè)備所需的準(zhǔn)確功率。
符合IEEE 802.3bt的NCP1096和NCP1095控制器
此外,安森美半導(dǎo)體提供三種不同的PD整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以減少電力損耗:二極管橋,二極管+MOSFET橋以及使用MOSFET晶體管的有源橋。
二極管橋
肖特基二極管,例如NRVTSA4100ET3G溝槽肖特基整流器可比傳統(tǒng)二極管提供更高的系統(tǒng)能效,因其正向電壓更低因而功耗更低。
二極管+ MOSFET橋
這拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)合了二極管和MOSFET晶體管如FDS89161,有助于在整流器成本和能效之間取得平衡。為了根據(jù)輸入電壓和檢測限定來驅(qū)動MOSFET,可使用含齊納二極管的電路在檢測和分類期間禁用MOSFET。
使用MOSFET晶體管的有源橋
此拓?fù)涫褂肕OSFET代替二極管。在其線性區(qū)域工作的MOSFET晶體管所消耗的功率可以由公式(P=rdson*I^2)表示,其中rdson是漏源導(dǎo)通電阻,I是電流。當(dāng)柵源電壓足夠高時,MOSFET兩端的電壓(rdson*I)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于二極管的正向壓降。這導(dǎo)致更低的功率損耗。使用的有源橋是FDMQ8205A,通常稱為GreenBridge 2,這是安森美半導(dǎo)體的高能效整流橋,具有市場上最低的rdson。
NCP1096提供符合新的IEEE 802.3bt標(biāo)準(zhǔn)以及許多好的PD整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),將支持更高功率的應(yīng)用。
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