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三種PD整流器拓撲,減少以太網供電系統電力損耗

發布時間:2020-03-04 來源:Riley Beck 責任編輯:wenwei

【導讀】對于工業IoT中的許多應用,包括聯接的照明設備,以太網供電(PoE)是一種首選技術,可在供電設備(PSE)和受電設備(PD)之間提供安全可靠的功率傳輸。 
 
http://www.woodworking-machinery.cn/art/artinfo/id/80037775
 
IEEE以太網供電標準定義了可從PSE傳輸到PD的最大功率,包括最新的802.3bt標準,支持高達90W的功率。傳輸到PD的大部分功率通常會到DC-DC轉換器,為攝像機或IP電話等負載供電。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載。
 
http://www.woodworking-machinery.cn/art/artinfo/id/80037775
 
以太網供電(PoE)系統的主要器件
 
首先,由于以太網電纜的電阻而導致電力損耗。此外,PD的橋式整流器和DC-DC轉換器的組合能效通常約為90%。重要的是要記住,PoE系統中的功率是受限的。
 
在設計受電設備時,減少整流和轉換級的電力損耗意味著有更多的功率可用。隨著各種應用的功率需求不斷增長,這越來越重要。
 
NCP1096 是安森美半導體PoE-PD方案系列器件,能夠提供高達100瓦的功率,并支持與其連接的任何設備都符合IEEE802.3af/at和IEEE802.3bt標準。NCP1096提供了PoE-PD系統的所有特性,包括檢測和新的自動分類特性,使PSE可以更準確地確定和提供受電設備所需的準確功率。
 
http://www.woodworking-machinery.cn/art/artinfo/id/80037775
符合IEEE 802.3bt的NCP1096和NCP1095控制器
 
此外,安森美半導體提供三種不同的PD整流器拓撲結構以減少電力損耗: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二極管提供更高的系統能效,因其正向電壓更低因而功耗更低。
 
二極管+ MOSFET橋
 
這拓撲結構結合了二極管和MOSFET晶體管如FDS89161,有助于在整流器成本和能效之間取得平衡。為了根據輸入電壓和檢測限定來驅動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
 
此拓撲使用MOSFET代替二極管。在其線性區域工作的MOSFET晶體管所消耗的功率可以由公式(P=rdson*I^2)表示,其中rdson是漏源導通電阻,I是電流。當柵源電壓足夠高時,MOSFET兩端的電壓(rdson*I)遠遠小于二極管的正向壓降。這導致更低的功率損耗。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標準以及許多好的PD整流器拓撲結構,將支持更高功率的應用。
 
 
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