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PoE供电中的变压器设计如何去优化
发布日期:2021-10-08 04:24   来源:未知   阅读:

  PoE供电具有如下优点:• 安装扩展便捷:网线传输信号和功率,PD设备周围无需配电源接口• 远程管理:一个PSE设备为多个PD设备提供电力,便于远程和功率线合二为一,省去一根电源线,所以网线不仅是信号传输的载体,也承担的功率传输的作用,因此成本降低• 兼容性好:不受各国的电网标准的限制,统一的PoE协议保障PD设备可以在全球范围内与任一PSE相兼容

  从电路架构看,左边的PSE将直流44-57V传输到PD,右边的PD搭配降压电路将电源转换为需要的电。PSE和PD之间通过和长达100m的双绞线进行连接。

  电气电子工程协会根据不同的功率应用场景,发布了IEEE 802.3af、IEEE 802.3at和

  IEEE802.3bt 3个以太网供电标准。特别是2019年IEEE 802.3bt标准发布,将PoE供电的功率大大提高,PSE提供90W的功率,经过100米网线后,PD的接收功率达到71W,该class 8功率等级主要应用在小基站供电系统中。并且,802.3bt标准向下兼容802.3af和802.3at标准;802.3bt的PD连接至低功率的802.3af和802.3at的PSE时,会工作在低功率状态,即“降级”。

  在这一过程中,较低功率的PD连接至较高功率的PSE,设备没有发生损坏,主要是在PSE给PD供电经历如下握手过程:

  在PD设备的电路架构中,主要关注3个参数:尺寸、效率以及EMC。那么PD设备的要求和变压器的设计要求如何连接起来。

  • 设计要点1:变压器高频化减小尺寸在一个电路板子,可以看到体积做大的就是变压器,那么减小变压器尺寸就能节约板子大小。高频化能减小变压器尺寸,变压器功率传输,所以频率从200 KHZ -》300 KHZ -》500KHZ,能减小变压器体积。• 设计要点2:CCM工作模式减小器件尺寸• 设计要点3:原边反馈减小尺寸

  EMC衡量的是噪声源对敏感设备产生的干扰,包括传导和辐射组成,一方面要减小干扰源,另一方面就是要优化耦合路径。

  为了减小EMI,首先要确认电路中的噪声来源,噪声源分为传导噪声源和辐射噪声源。传导噪声源一般是30MHZ以内的低频噪声,由电场的变化产生;传导噪声源主要是功率管的开关动作会导致MOS源级电压产生突变,会导致变压器将电压的突变传递到副边,提高MOS的驱动电阻能够降低开关速度,但是驱动损耗会上升;或者增加吸收电路,减小高频振荡。变压器的杂散参数对EMI影响较大,比如变压器Cp(原边绕组电场)就影响电压尖峰和电流纹波。

  辐射噪声源则是30M以上的噪声,是空间磁场的干扰,由高频的电流环路组成,高频环路是指变压器原边环路和副边环路,PCB layout时候要减小环路路径,减小噪声,或者加并联小的电容香港六马会开奖结果记录

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