PoE - 通过数据线提供以太网设备
文章：托马斯品牌
通过PoE，随着通过RJ45电缆发生的实际数据传输，可以将以太网设备同时提供电源......
在过程自动化系统中，必须监测和测量温度，压力，流量，湿度等重要参数，如温度，压力，流速，湿度和许多其他参数。在工业4.0时代，以太网是一种流行的通信标准。因为以太网有线，传输器和传感器通常需要电源，所以问题出现：为什么不使用以太网电缆进行数据传输和供应？
本文介绍了以太网设备如何使用电缆同时用于传输数据和供电。通过以太网（PoE）系统的电源广泛应用于该行业，并将在将来发挥重要作用。
PoE标准
通过CAT-5电缆供电在IEEE 802.3af电源上以太网标准。PoE标准用于限制为几瓦，但较新的PoE技术能够实现更高的力量。例如，PoE +通过使用现有电缆的所有电线，每个端口高达25 W，PoE ++（以太网系统的四对电源）范围为70 W至100W。与此PoE标准并行，模拟设备已定义专有的标准LTPOE ++™，它定义了高达90 W供电设备（PD）电源的规格（参见表1）。
| PoE标准 | PoE类型 | PD POWER（W） | 可用功率（W） |
| PoE（IEEE 802.3af） | 类型1 | 13. | 11.25 |
| PoE +（IEEE 802.3AT） | 类型2. | 25. | 22. |
| ADI的LTPOE ++ | |||
| LTPOE ++ | 38.7 | 32.9 | |
| LTPOE ++ | 52.7 | 44.8 | |
| LTPOE ++ | 70 | 60.8 | |
| LTPOE ++ | 90. | 76.8 |
LTPOE ++减少了与可比解决方案相关的POE系统的技术复杂性。即插即用能力，简单的实施以及安全，强大的电源是LTPOE ++的进一步特征。此外，LTPOE ++与IEEE的标准POE规范可互操作和向后兼容。然而，由于系统中的损耗以及PoE +和PoE ++，实际可用的电源略微低于指定的PD电源，而且电缆损耗也是如此。
PoE组件
在以太网电缆上提供设备基本上是两个组件：电源设备和电源采购设备（PSE）。
PSE具有像电源一样传递电源的任务，而PD接收电源并使用它（负载）。PSE设备具有签名过程，同时启动，以在连接时保护不兼容的设备免受损坏。这涉及首先检查PD的签名电阻。如果此值正确（25kΩ），则只能提供电源的PD。如果PSE检测到PD，则它以分类开始;也就是说，通过确定连接设备的功率要求。为此，PSE应用了定义的电压并测量所产生的电流。基于当前级别分配PD。如果一切正确，则将提供全电压和电流。一旦提供PD，它就具有将-48V的PoE电压转换为适合于终端设备的电源电压的任务。 In typical PD designs, an additional dc-to-dc converter (diode bridge controller) is used. It has the task of adjusting or covering the power requirements of the components supplied by the PD. Newer ICs already offer the possibility of integrating the interface and the dc-to-dc converter into a single component for low power classes, which simplifies the design.
由于PDS必须根据IEEE 802.3 PoE规范在其以太网输入上接受任何极性的DC工作电压，所以在PD的输入前面需要两个二极管桥。因此，无论使用的线对如何，PD也适用于反极性。
PD实现简单
与之LT4276.从ADI，LTPOE ++ - ，PoE + - 和PoE标准的PD控制器，存在集成隔离的开关稳压器。它可以用于向前和反激拓扑操作，并且同步为来自2 W至90 W的功率等级。与较低功率等级的传统PD控制器不同，这也具有集成功率MOSFET，LT4276提供了驱动外部MOSFET的选项。通过此，PD降低其损耗并提高其效率。
因为IEEE 802.3以太网规范需要从设备外壳的接地连接电气隔离，所以LTC4290./LTC4271孤立的控制器芯片组适合作为PSE。LTC4271表示非固化侧上的PSE主机的数字接口，而LTC4290则在隔离侧提供以太网接口。这两个组件通过简单的以太网发射器连接。通过这种强大的PSE芯片组设计，可以避免用于产生隔离电源的附加组件。
如果PD侧的全桥式整流器的两个二极管由理想二极管取代，则可以实现整个PoE系统的功率和效率的增加。因此，使用和控制MOSFET，使得它们起到像典型二极管一样。通过这一点，由于低通道电阻，正向电压可以大大降低（rDS（开））。与之LT4321理想的二极管桥控制器与LT4295.PD控制器，可以在全脊配置中控制四个MOSFET（参见图3）。
使用PoE，随着实际数据传输通过RJ45电缆进行实际数据传输，可以将以太网设备同时提供电源。ADI公司已经开发了自己的专有标准LTPOE ++，它与传统的POE标准并行地支持高达90 W的功率。LTPOE ++提供强大的内端，高功率PoE解决方案，简化了电源和设计。
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