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以太网供电至USB-C供电支持物联网智能建筑

由  Anthony Nasir 发布  - 10-05-2020 

自2003年以来,以太网供电(PoE)已被用于低功率设备,如办公室间电话。它允许通过一条电缆向供电设备传输电力和数据。这对物联网上的网络联接设备特别有用,如IP摄像机、电话、无线接入点或智能LED照明。

用户从PoE中受益,因为包含了一条电源线,无需额外的布线。此外,不需要像传统电气布线那样,由持证电工来拉动PoE布线,从而大大节省了额外的成本。在推出时,该技术的IEEE802.3at Type 1规格被限制在15.4W。随着功率需求的增长,这些年来,额定功率已经攀升至30W的IEEE802.3at Type 2,60W的IEEE802.3bt Type 3,最后在2018年实施IEEE802.3bt Type 4后达到100W。

虽然100W是输送端的最大可用功率,但这并不能标示将输送到终端设备的可用功率。在初步确定功率等级后,终端设备的输送功率完全取决于系统的能效。既然能效最大化如此重要,那么实现最佳的功率级就应该是重中之重。随着PoE范围的扩大,也带来了为终端用户的许多不同设备供电的能力,每个设备都使用不同规格的额定功率。

使用USB-C™(也称为USB Type C)和供电(PD)实现PoE,可立即与各种设备接口。USBC-PD的输出范围包括5V、9V、15V和20V,可以为从手机笔记本电脑等多种供电设备充电。允许USBC-PD输出到PoE系统,使得办公室间的物联网电源变得通用而方便,并作为从传统PoE设备到新一波现代物联网(IoT)实施的桥梁。

针对PoE应用,安森美半导体最近推出了基于以太网供电系统的NCP1096以太网电源供电器件接口控制器。该控制器可与基于IEEE802.3bt的系统以及传统的电源分类系统进行接口,以便为PoE系统的DC-DC级提供电源。PoE接口级还包括安森美半导体的FDMQ8205A Greenbridge高效桥式整流器,它以四MOSFET取代传统的桥式整流器,实现更高能效的PoE电源转换。

下一个级是DC-DC转换级,安森美半导体提供多种适合以太网供电系统规格的隔离和非隔离DC-DC转换产品。对于出极端PWM转换器,NCP12700反激PWM控制器提供一个小型、简单和易于设计的反激实施方案。NCP12700的可配置性高和器件数量少,因此系统变得具有成本效益,只需简单的设计考量。FDMS86255 150V 12.4mΩ N 沟道 MOSFET是初级端以太网供电应用的理想选择,因为低 RdsOn 和高额定电压有助于在考量安全额定电压的情况下实现高效的电源转换。

DC-DC转换器的次级端需要整流,NCP4306同步整流控制器与FDMS86202 120V 7.2mΩ N沟道MOSFET搭配使用,可在所有USBC-PD输出电压中实现高效的次级端整流。最后一级是USBC-PD控制器,即FUSB3307 USB Power Delivery 3.0自适应源充电控制器。FUSB3307是一款高度集成的USBPD控制器,具有PD3.0合规性、低电流感测电阻功能和N沟道MOSFET负载开关功能,可实现符合最新规范的合规高效USBPD。

安森美半导体的方案组合可实现以太网供电USBC-PD的完整设计,使新一代IoT器件成为可能。该产品组合具有参考设计和设计工具,可协助设计过程的任何复杂阶段。

查看本博客中提到的器件,了解更多关于我们的以太网供电和USB-C方案的解决方案和技术,帮助您的设计需求!  

更多USB-C资源:

参考设计:

45 W USB-PD 以太网供电反激转换器

NCP1096GEVB:PoE-PD接口控制器评估板,IEEE 802.3bt

相关视频:

 

45W NCP12700 PoE供电演示

 

 

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标签:Computing and Peripherals, Power Supply, Portable and Wireless, IoT
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