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PoE交換機電源管理解決方案架構
時間:2023-07-14
來源: 芯洲科技
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G和人工智能等技術的快速發(fā)展，工業(yè)自動化和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經成為發(fā)展趨勢，工業(yè)以太網(wǎng)交換機的需求面迅速擴大，同時需求量迅速增長，尤其是在制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、生產調度系統(tǒng)(PLC)和過程控制系統(tǒng)(FCS)等工業(yè)自動化應用場景中得到廣泛應用。
以太網(wǎng)供電PoE應用
多數(shù)情況下，終端設備需要直流供電，而終端設備通常安裝在距離地面比較高的天花板或室外，附近很難有合適的電源插座，即使有插座，終端設備需要的交直流轉換器也難有位置安置；因此，通過以太網(wǎng)本身提供電力支持的要求也越來越迫切，以太網(wǎng)供電PoE則正好解決了這個問題。
圖1：常見的PoE供電應用
PoE是一種有線以太網(wǎng)供電技術，使用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)線同時具備直流供電的能力，PoE供電具有可靠、連接簡捷、標準統(tǒng)一的優(yōu)勢。如圖1，越來越多的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備開始采用PoE供電， 如IP電話、網(wǎng)絡視頻監(jiān)控以及無線以太網(wǎng)設備等。
PoE交換機電源管理架構
PoE交換機是一種用于提供PoE電源的常用設備，一般稱為供電設備PSE（Power-sourcing Equipment），內部會使用PSE控制器芯片，根據(jù)IEEE標準委員會發(fā)布的三個PoE標準，供電電壓范圍在直流44V~57V，通常為48V或53V，并且通常由 AC 轉DC 適配器供電。常見的PoE交換機的適配器分為三種類型：
01 12V適配器
使用12V適配器供電，需要將12V電壓升至48V/53V來為PSE芯片的輸入供電。
02 48V/53V適配器
使用48V/53V適配器供電，可以直接為PSE芯片提供48V/53V電源，但需要降壓IC將48V/53V降至12V、5V、3.3V等電壓。對于大功率場景，通常先將電壓降至12V；然后再使用二級電源中壓大電流或小電流降壓轉換器降至5V、3.3V等電壓。
03 48V/53V+12V適配器
48V/53V適配器作為PSE芯片的輸入供電，12V適配器會使用中低壓大電流或小電流降壓轉換器降至5V、3.3V等電壓。
除了適配器以外，在POE交換機的電源架構中，有些PSE芯片內部集成了LDO，可以直接支持48V/53V作為工作電壓，有些則需要使用降壓IC降至3.3V來供電；同時，POE交換機的輸出口數(shù)由少到多，傳輸速度由百兆到千兆，輸出功率由小到大，需要的供電電流也逐步增加，通常會用到大電流的降壓IC。
芯洲科技-解決方案
綜上所述，對于POE交換機的電源方案，通常會用到：
1）升壓范圍到65V的升壓控制器；
2）輸入電壓范圍60V-1A/2A/3A的降壓轉換器;
3) 中壓18V-2A/3A的降壓轉換器。
對于大功率的POE交換機，還會用到一級電源輸入電壓范圍60V大電流的降壓控制器，二級電源中壓18V-5A/ 6A/8A的降壓轉換器。
芯洲科技可為適用于任何前端適配器的PoE交換機提供廣泛的電源解決方案，包括升壓控制器（Boost Controller）、降壓控制器(Buck Controller)、中高壓降壓轉換器(Buck Converter)。針對POE交換機應用的電源管理產品，清單如圖2。
圖2 POE交換機電源產品應用選型表
申樣測試
芯洲科技針對POE交換機應用，具有非常豐富的電源產品，尤其是60V和18V降壓轉換器不同電流的覆蓋范圍非常廣，同時也在提升性能、保護功能等上做了優(yōu)化。
用戶可以使用芯洲科技的產品，一站式設計完成POE交換機的電源架構。文末提供了推薦產品的詳情鏈接（含規(guī)格書），如有需求可以提供樣片測試。
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60V降壓轉換器通用性推薦：
18V降壓轉換器高性價比推薦
65V降壓控制器推薦：SCT82630DHKR
65V升壓控制器推薦：SCT81621MRDR
