什麼是PoE和IEEE 802.3bt？

 

PoE是IEEE 802.3af和802.3at標準定義的一種聯網功能。PoE技術可通過以太網電纜傳輸電力和數據。通過供電設備(PSE)和受電設備(PD)之間的連接來管理傳輸的電量。在此過程中
，PSE根據PoE標準識別PD設備的類型和類別，然後確保其接收適當且安全的電量。

 

IEEE 802.3bt是新的PoE標準，也稱為“PoE++”，於2018年9月獲批，兼容IEEE 802.3af等現有標準，與現有標準有兩個不同的關鍵點：

 

1.使用PoE電纜中的所有四對導線增加PSE可提供的輸出功率

 

2. 通過識別兩種新的設備類型(3類和4類)和四個新的類別(5至8) 來提高能效

 

 

安森美半導體最近推出的PoE-PD方案

 

不斷上升的能源成本、對更小方案的需求
、需要符合多個標準及解決受限的預算等等給設計人員提出了一係列挑戰。安森美半導體采用其獨特的高壓製造工藝，開發出更先進的PoE-PD方案以解決挑戰
，這些方案在緊湊的空間內以高能效和低熱量運行。

 

1）GreenBridge™四通道MOSFET方案替代二極管橋方案顯著提高PoE能效

 

PoE應用中的PD需要一個橋接電路來調節輸入電源的極性

，而為PD供電的PSE配備了不間斷電源(UPS)。 簡單的二極管橋設計雖然已成為解決此問題的最流行方法


，並且提供了可靠
、低成本的方案。 但隨著PD需要更多的功率，由正向壓降引起的二極管橋的導通損耗成為有待解決的主要問題之一。 安森美半導體針對此問題開發出GreenBridge方案FDMQ8203 (Greenbridge™ 1)和FDMQ8205 (Greenbridge™ 2)，可有效減少橋電路中的功率損耗。

 

FDMQ8203集成雙P溝道和雙N溝道MOSFET到一個緊湊、熱性能優化的表麵貼裝封裝中，采用FDMQ8203設計僅需添加外部驅動和保護電路以驅動和保護MOSFET。經測試
，基於FDMQ8203的GreenBridge方案比等效的二極管橋提供更低功率損耗、更高能效
、更低工作溫度
，PCB麵積減半，如圖1所示。

 

圖1：GreenBridge™ 1方案對比二極管橋方案的功率損耗和能效

 

FDMQ8205符合 IEEE802.3at 標準
，集成雙N溝道和雙P溝道100 V MOSFET及所需的門極驅動器

，無需外部驅動或保護電路，具有市場最低的導通電阻。基於FDMQ8205的GreenBridge方案比傳統二極管橋方案的功率損耗改善10倍，尺寸不到傳統二極管橋方案的1/4，且實現比FDMQ8203更好的熱性能，有助於提高設計的功率密度。

 

圖2：GreenBridge™ 2方案對比二極管橋方案的功率損耗和能效

 

2）符合IEEE 802.3bt的PoE-PD接口控製器：NCP1095和NCP1096

 

NCP1095和NCP1096符合IEEE 802.3 bt標準，提供達100瓦功率，具有實施PoE接口所需的所有特性，包括檢測、自動分類和限流。NCP1095具有外部導通晶體管，支持自動分類以根據PD類型和分類來優化功率分配。NCP1096提供更高的集成度，內置熱插拔FET晶體管，具有Type 3或Type 4 PoE控製器可提供的最低導通電阻(RDS-on)。安森美半導體提供NCP1095GEVB和NCP1096GEVB評估板

，使設計工程師可以快速評估兩個控製器的運行，然後實施有助於設計流程的物理設計。 它們包括GreenBridge2有源橋
、RJ45連接器和局域網(LAN)變壓器。

 

圖3：NCP1095/NCP1096及其評估板

 

3）100 V N溝道屏蔽門極PowerTrench® MOSFET：FDMC8622

 

FDMC8622采用先進的PowerTrench® 工藝，結合屏蔽門極技術，可實現極低的導通電阻
、高功率和高電流處理能力，且采用廣泛使用的表麵貼裝封裝，100% 經過 UIL 測試。

 

4）DC-DC控製器：NCP1566

 

NCP1566 是高度集成的雙模式有源鉗位 PWM 控製器
，用於電信和數據通信應用的下一代高密度、高性能和中小功率級隔離 DC-DC 轉(zhuan)換(huan)器(qi)。它(ta)可(ke)以(yi)配(pei)置(zhi)為(wei)帶(dai)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)前(qian)饋(kui)的(de)電(dian)壓(ya)模(mo)式(shi)控(kong)製(zhi)，也(ye)可(ke)配(pei)置(zhi)為(wei)峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)模(mo)式(shi)控(kong)製(zhi)。峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)模(mo)式(shi)控(kong)製(zhi)也(ye)可(ke)實(shi)施(shi)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)前(qian)饋(kui)。可(ke)調(tiao)節(jie)自(zi)適(shi)應(ying)重(zhong)疊(die)時(shi)間(jian)基(ji)於(yu)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)和(he)負(fu)載(zai)條(tiao)件(jian)優(you)化(hua)係(xi)統(tong)能(neng)效(xiao)。此(ci)控(kong)製(zhi)器(qi)集(ji)成(cheng)了(le)實(shi)施(shi)隔(ge)離(li)有(you)源(yuan)鉗(qian)位(wei)正(zheng)向(xiang)和(he)不(bu)對(dui)稱(cheng)半(ban)橋(qiao)轉(zhuan)換(huan)器(qi)所(suo)需(xu)的(de)所(suo)有(you)必(bi)要(yao)控(kong)製(zhi)和(he)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)。

 

5）高壓瞬態抑製、ESD保護：ESD8004

 

ESD8004 用於為高速數據線提供針對 ESD 的保護，具有超低電容和低 ESD 鉗位電壓
，是保護對電壓敏感的高速數據電路的理想方案。

 

為何采用PoE？

 

suiranwuxianlianjietigongxuduoxianzhuyoushi，danjishushengtaixitongzhongshiyongdesuoyoushebeisuoxudianyuanheshujuyaoqiuqianchawanbie，kenengmouxieshebeijuyouhenhaodewuxianlianjienengli，danhaiyouyixiehuideyiyuPoE的特性和能力，而且PoE提供許多優勢
，如：

 

●  節省時間和成本：由於不需要電源線，因此節省了安裝時間，減少了成本，且無需合資質的電工。

●  靈活性：無需靠近電源。 設備可放置在可以運行局域網(LAN)電纜的任何地方。

●  可靠性：集中式電源取代了低成本的壁式適配器，支持係統由單個不間斷電源供電。

●  安全性：比無線更難被黑客入侵或攔截

●  PoE能夠同時傳輸電力和數據，減少了線束
，高效便利

 

總結

 

新的PoE標準IEEE 802.3bt支持設計人員向PD提供達90 W的功率，開啟更高功率應用的大門，包括智聯照明、安防攝像、數字標牌、電信
、銷售點(POS)終端、衛星數據網絡等應用。安森美半導體提供全係列符合IEEE 802.3bt的PoE-PD方案，還將功率擴展到100 W，並提供大量參考設計和應用注釋
，解決能效、尺寸和熱性能等挑戰，使這項技術更容易廣及所有開發工程師

，有助於使更多聯接的設備具有保證的互操作性和更高能效。

 

關於安森美半導體

 

安森美半導體（ON Semiconductor
，美國納斯達克上市代號：ON）zhiliyutuidonggaonengxiaodianzidechuangxin
，shikehunenggoujianshaoquanqiudenengyuanshiyong。ansenmeibandaotilingxianyugongyingjiyubandaotidefangan，tigongquanmiandegaonengxiaodianyuanguanli

、模擬

、傳感器
、邏輯、時序

、互通互聯、分立、係統單芯片（SoC）及定製器件陣容。公司的產品幫助工程師解決他們在汽車、通信、計算機、消費電子、工業
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