以太網(wǎng)供電至USB-C供電支持物聯(lián)網(wǎng)智能建筑

自2003年以來，以太網(wǎng)供電(PoE)已被用于低功率設(shè)備，如辦公室間電話。它允許通過一條電纜向供電設(shè)備傳輸電力和數(shù)據(jù)。這對物聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接設(shè)備特別有用，如IP攝像機、電話、無線接入點或智能LED照明。

用戶從PoE中受益，因為包含了一條電源線，無需額外的布線。此外，不需要像傳統(tǒng)電氣布線那樣，由持證電工來拉動PoE布線，從而大大節(jié)省了額外的成本。在推出時，該技術(shù)的IEEE802.3at Type 1規(guī)格被限制在15.4W。隨著功率需求的增長，這些年來，額定功率已經(jīng)攀升至30W的IEEE802.3at Type 2，60W的IEEE802.3bt Type 3，最后在2018年實施IEEE802.3bt Type 4后達到100W。

雖然100W是輸送端的最大可用功率，但這并不能標示將輸送到終端設(shè)備的可用功率。在初步確定功率等級后，終端設(shè)備的輸送功率完全取決于系統(tǒng)的能效。既然能效最大化如此重要，那么實現(xiàn)最佳的功率級就應(yīng)該是重中之重。隨著PoE范圍的擴大，也帶來了為終端用戶的許多不同設(shè)備供電的能力，每個設(shè)備都使用不同規(guī)格的額定功率。

使用USB-C?(也稱為USB Type C)和供電(PD)實現(xiàn)PoE，可立即與各種設(shè)備接口。USBC-PD的輸出范圍包括5V、9V、15V和20V，可以為從手機到筆記本電腦等多種供電設(shè)備充電。允許USBC-PD輸出到PoE系統(tǒng)，使得辦公室間的物聯(lián)網(wǎng)電源變得通用而方便，并作為從傳統(tǒng)PoE設(shè)備到新一波現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)(IoT)實施的橋梁。

針對PoE應(yīng)用，安森美半導(dǎo)體最近推出了基于以太網(wǎng)供電系統(tǒng)的NCP1096以太網(wǎng)電源供電器件接口控制器。該控制器可與基于IEEE802.3bt的系統(tǒng)以及傳統(tǒng)的電源分類系統(tǒng)進行接口，以便為PoE系統(tǒng)的DC-DC級提供電源。PoE接口級還包括安森美半導(dǎo)體的FDMQ8205A Greenbridge高效橋式整流器，它以四MOSFET取代傳統(tǒng)的橋式整流器，實現(xiàn)更高能效的PoE電源轉(zhuǎn)換。

下一個級是DC-DC轉(zhuǎn)換級，安森美半導(dǎo)體提供多種適合以太網(wǎng)供電系統(tǒng)規(guī)格的隔離和非隔離DC-DC轉(zhuǎn)換產(chǎn)品。對于出極端PWM轉(zhuǎn)換器，NCP12700反激PWM控制器提供一個小型、簡單和易于設(shè)計的反激實施方案。NCP12700的可配置性高和器件數(shù)量少，因此系統(tǒng)變得具有成本效益，只需簡單的設(shè)計考量。FDMS86255 150V 12.4mΩ N 溝道 MOSFET是初級端以太網(wǎng)供電應(yīng)用的理想選擇，因為低 RdsOn 和高額定電壓有助于在考量安全額定電壓的情況下實現(xiàn)高效的電源轉(zhuǎn)換。

DC-DC轉(zhuǎn)換器的次級端需要整流，NCP4306同步整流控制器與FDMS86202 120V 7.2mΩ N溝道MOSFET搭配使用，可在所有USBC-PD輸出電壓中實現(xiàn)高效的次級端整流。最后一級是USBC-PD控制器，即FUSB3307 USB Power Delivery 3.0自適應(yīng)源充電控制器。FUSB3307是一款高度集成的USBPD控制器，具有PD3.0合規(guī)性、低電流感測電阻功能和N溝道MOSFET負載開關(guān)功能，可實現(xiàn)符合最新規(guī)范的合規(guī)高效USBPD。

安森美半導(dǎo)體的方案組合可實現(xiàn)以太網(wǎng)供電到USBC-PD的完整設(shè)計，使新一代IoT器件成為可能。該產(chǎn)品組合具有參考設(shè)計和設(shè)計工具，可協(xié)助設(shè)計過程的任何復(fù)雜階段。