一种90W高功率以太网供电系统的设计

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以太网供电技术及受电端电路设计

邓石格龙汐琵
（海交通大学电子信息与电气工程学院，海上上２０４）０２０
摘
要：为解决具有以太网接口的小型功率设备供电不便的问题，在分别分析ＩＥ０．ａ标准中的以太网供电系统构成、ＥＥ８２３ｆ以太网
ＩＥ０．ａ标准定义了以下一些在设计ＰＥ网ＥＥ８２３ｆｏ络时必须遵循的参数。。ＰＥ输出电压正常情况下为４，Ｓ８Ｖ一般在４５４～７Ｖ之间，但不能超过６。ｏＶ由ＰＥ产生的工作电流最大值不得小于３０ｍＳ５Ａ，但一般不超过４０ｍ。这将确保以太网电缆不会由０Ａ于其本身的阻抗而导致过热。基于最低４电压输４Ｖ出和３０ｍ５Ａ的电流输出，得ＰＥ在其端口会产生使Ｓ不低于１．的功率输出，５４ｗ但是经过以太网电缆传输后的损耗，电端设备Ｐ受Ｄ所能接受的最大功率将会有所下降。
以太网供电技术及受电端电路设计
邓石梅，等
以太网供电技术及受电端电路设计
ＴｅｈｏｏｙｏｏｅｖｒＥｈｒｅｎｈｒｕｔＤｅｉｎｆｒＰｗｅｅｖｃｃｎｌｇｆＰｗｒｏｅｔｅｎｔａｄｔｅＣｉｉｃｓｇｏｏｒｄＤｅｉｅ
中图分类号：Ｔ２Ｐ９
受电设备
辅助电源
双电压输出电路设计
ＩＥ０．ａＥＥ８２３ｆ
文献标志码：Ａ
Ａｂｓｒｃ：ＴｏｏｅｃｍｅｔｅｉｃｎｅｉｎｅｏｕｐｙｎｏｒｔｍａｌｄｖｃｓｗｉｈＥｔｌｒｅｎｅｆｅｔａｔｖｒｏｈｎｏｖｎｅｃｆｐｌｉｇｐｗｅｏｓｌｅｉｅｔ｝ｎｔｔｒａｅ．ｂｓｄｏｈｎｌｓｓｏｈｒｈｔｃｕｒｓｅｉａｅｎｔｅａａｙｉｎｔｅａｃｉｅｔｅ

基于NCP1651控制器的90W反激式单级PFC变换器原理与设计

基于NCP1651控制器的90W反激式单级PFC变换器原理与设计反激式单级PFC变换器是一种常用于电源系统的变换器拓扑结构，它能够将交流输入电源转换为稳定的直流输出电源，并提高功率因数以满足电能质量的要求。

本文将介绍基于NCP1651控制器的90W反激式单级PFC变换器的原理与设计。

首先，反激式单级PFC变换器的主要组成部分有桥式整流器、滤波器、电感、变压器以及输出整流滤波器等。

其中，NCP1651控制器用于控制整个变换器的工作状态，包括输入电流同步整流控制、输出电压稳定控制等功能。

在工作原理方面，该变换器的输入电源经过桥式整流器后，得到整流的直流电压，然后经过滤波器、电感和变压器进行能量转移，并通过输出整流滤波器输出稳定的直流电压。

NCP1651控制器通过控制输入电流的同步整流过程，实现功率因数的提高，并通过控制开关频率和柔软开关技术，减小开关器件的开关损耗和谐振峰值电压。

在设计方面，根据90W的输出功率要求，需要选择合适的功率元件，例如MOSFET、二极管等，以及合适的电感、变压器等元件。

同时，需要根据NCP1651控制器的工作原理和参数要求，配置合适的控制电路和反馈电路，以保证系统的稳定性和可靠性。

此外，还需要通过仿真和实验测试验证设计的准确性和可行性，进行必要的优化和调整。

总之，基于NCP1651控制器的90W反激式单级PFC变换器是一种常用的变换器拓扑结构，可以实现输入电源的转换和功率因数的提高，在电源系统中具有广泛的应用前景。

在设计过程中，需要综合考虑各种因素，如功率需求、元件选择、控制参数以及稳定性等问题，以确保设计的可靠性和稳定性。

基于poe++协议的取电电路设计

基于poe++协议的取电电路设计取电电路设计基于poe++协议的设计考虑了两个方面：供电方面和数据传输方面。

在本文中，将详细介绍poe++协议的原理以及取电电路的设计。

POE（Power over Ethernet）是一种技术，允许通过网络线缆传输数据和电力。

这种技术在许多应用中非常有用，特别是在现代网络设备和远程传感器方面。

POE最初由IEEE标准802.3af定义，后来又进一步发展为802.3at和802.3bt，其中802.3bt中的POE++（POE Plus Plus）标准提供了更高的功率输出。

POE++协议的原理是将电力通过网络线缆传输到终端设备。

网络以太网线缆中有四对导线，其中一对用于数据传输，另一对则用于电力传输。

POE++协议使用两对导线来传输电力，这使得可以提供更高功率的能力。

取电电路的设计需要考虑传输的功率和电流，以及POE++协议的要求。

由于POE++标准允许传输功率高达90W，因此取电电路需要能够提供足够的功率。

同时，取电电路还需要考虑电流的稳定性和过载保护。

为了实现这个目标，取电电路一般由以下几个部分组成：1. 输入端口：包括RJ-45端口和连接线缆的插槽。

RJ-45端口用于连接网络设备，而插槽用于插入网络线缆。

2. 输入滤波器：用于滤除网络线缆中的噪声，并保护后续电路不受干扰。

3. 直流/直流转换器：将网络线缆传输的直流电压转换为适合终端设备使用的直流电压。

转换器需要具备高效率和低功耗的特点。

4. 供电管理器：负责监测电流和电压，以及控制功率输出。

管理器还需要实施过载保护和短路保护，以保护终端设备不受损坏。

5. 输出端口：该端口连接到终端设备，提供电力和数据传输。

在取电电路的设计过程中，需要考虑以下几个关键因素：1. 功率：根据POE++标准的要求，取电电路需要提供高达90W的功率。

因此，转换器和供电管理器的设计必须能够承受和稳定输出这一功率。

2. 效率：为了减少能源浪费和热量产生，取电电路设计需要具备高效的特性。

一种90 W高功率以太网供电系统的设计

一种90 W高功率以太网供电系统的设计
黄建宇;张汉泉;邓明;张启升
【期刊名称】《电源技术》
【年(卷),期】2015(039)007
【摘要】以太网供电(PoE)是一种通过现有以太网铜缆传输数据的同时进行直流供电的技术.设计了一种同时兼容LTPoE++和IEEE 802.3规范的90 W高功率以太网供电系统,系统具有自动控制和智能电源管理功能,最高可向受电设备输出90 W 功率.介绍了系统的整体结构、硬件设计原理,分析了系统的工作流程,最后给出了实验测试结果.
【总页数】3页(P1493-1494,1566)
【作者】黄建宇;张汉泉;邓明;张启升
【作者单位】广州海洋地质调查局,广东广州510760;中国地质大学(北京),北京100083;广州海洋地质调查局,广东广州510760;中国地质大学(北京),北京100083;中国地质大学(北京),北京100083
【正文语种】中文
【中图分类】TM7
【相关文献】
1.一种小功率微型机器人无线供电系统设计 [J], 韩俊博;宋里旗;王建平;庆丰
2.以太网供电系统及其功率扩展技术研究 [J], 胡磊;周永忠;马皓
3.兼容IEEE802.3af的高功率以太网供电PD端设计 [J], 刘佳;黄华
4.一种以太网供电系统的设计方法 [J], 刘振凯;姚骏;王佳;张尧
5.一种大功率低纹波车载设备集中供电系统的设计 [J], 徐永海;雷亚军;金玉珍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

poe供电协议

POE供电协议1. 概述POE（Power over Ethernet）供电协议是一种用于通过以太网电缆传输电力的技术。

它使得网络设备可以通过一个统一的电缆同时传输数据和电力，从而简化了网络设备的部署和管理。

2. POE供电原理POE供电原理是利用以太网电缆中的未使用的线对来传输电力。

在传输数据时，网络设备会在电缆上应用一对对称信号（一对线对），而在供电时，它会在另外一对线对上应用直流电压或直流电流。

这样，通过合理的设计和控制，就可以实现同时传输数据和电力。

3. POE供电方式POE供电方式主要包括两种：有源POE和被动POE。

3.1 有源POE有源POE是通过注入电力设备（Injector）将电力传输到网络电缆上，然后通过接收电力设备（Splitter）将电力提取出来，再供给目标设备。

有源POE一般可以提供更高的功率输出，适用于需要较大电力的设备。

3.2 被动POE被动POE是通过直接将电力注入到网络电缆上，然后通过设备的接口对电力进行提取和转换，再供给目标设备。

被动POE一般提供较低的功率输出，适用于需要较小电力的设备。

4. POE供电标准为了保证不同厂商的设备之间的兼容性和互操作性，IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）制定了一系列的POE供电标准。

4.1 802.3af标准802.3af标准是最早的POE供电标准，它规定了最大供电功率为15.4W，最大供电电压为48V。

该标准适用于很多低功率设备，如IP电话、无线接入点等。

4.2 802.3at标准802.3at标准是802.3af标准的升级版，也被称为POE+。

它提供更高的供电功率，最高可达30W。

该标准适用于一些功率较高的设备，如IP摄像机、无线基站等。

4.3 802.3bt标准802.3bt标准是最新的POE供电标准，也被称为POE++。

它进一步提供了更高的供电功率，最高可达60W和90W。

90W笔记本电源适配器的研究与设计

1
西安科技大学硕士学位论文
发电机
原始交流电能
AC-AC电源 AC-DC电源
DC-DC电源 DC-AC电源
AC负载 DC负载 DC负载 AC负载
图 1.1 基本电能系统结构图
NRDC 的研究中显示，虽然大多数的电子产品长时间处于待机模式或者睡眠模式。但是平均来说，运行模式损耗依然是电源的最大部分损耗，约占总损耗的 73%，待机模式损耗约占总损耗的 24%，而睡眠模式损耗最少，仅占 3%左右。表 1.1 显示了典型的电视机电源、办公室电脑电源以及 CRT 显示器电源的相关损耗数据[2]。
根据电源适配器的使用场合和特点，归纳出 90W 笔记本电源适配器设计关键，并采用了一种新型的两级式高效高功率因数电源适配器方案，前级 PFC 采用电感电流临界导电模式的 Boost 变换器，后级 DC/DC 采用工作在准谐振模式的反激变换器。为了提高 PFC 级在低电压输入时的效率，采用了变电压输出的控制方案。为了使整机在全负载范围内都能保持高的效率，提出了多模式控制的方案，在大功率时变换器保持在谷底转换的准谐振状态，在低功率时反激控制器减少工作频率同时功率因数控制器关闭使整个变换器保持在高效率。通过分析比较传统的恒频控制和恒压输出的方案，论文提出了一种在效率转换等方面更具有优势的设计方法。
结合上面提到的方案，研制了一台宽电压范围(90~265VAC)，19.5V/4.6A 输出的 90W 笔记本电脑电源适配器试验样机，该样机的电气特性符合笔记本电脑电源适配器的规格要求，具有更高的功率因数、更高的功率密度、更低的空载损耗(<0.3W)，且在整个功率范围内都具有很高的转换效率。实验结果验证了所提方案的可行性。
This paper reviews the development of the adaptors, and points out some design issues. In order to meet the requirement of the next generation of adaptor, this paper proposed a two-stage approach, which consists a power factor correction (PFC) stage and a dc/dc stage. The PFC stage is a Boost converter operating in discontinuous current mode (DCM) boundary to achieve high power factor and avoid reverse recovery of the Boost diode. The dc/dc stage using flyback converters. In order to increase the efficiency of the PFC stage at low line, its output voltage is modulated by the mains input voltage. Boost converter operating in double-boost mode. In order to provide high efﬁciency at all power levels, proposed a multi-mode control scheme. Its applies to quasi-resonant operation at high power levels, quasi-resonant operation with valley skipping, as well as to reduced frequency operation at lower power levels. At low power levels, the PFC switches off to maintain high efﬁciency.

兼容IEEE802.3af的高功率以太网供电PD端设计

兼容IEEE802.3af的高功率以太网供电PD端设计
刘佳;黄华
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2008(31)5
【摘要】在以太网供电技术(PoE)协议IEEES02.3af中,最大传输功率12.95W的上限大大限制了很多高功率场合的应用.为了满足越来越多高功率应用的需求,在比较了几种高功率PoE方案后,给出了兼容802.3af的高功率PD端详细设计方案,并且进行了实际测试,以验证方案的可行性.
【总页数】4页(P160-162,164)
【作者】刘佳;黄华
【作者单位】四川大学,电气信息学院,四川,成都,610064;四川大学,电气信息学院,四川,成都,610064
【正文语种】中文
【中图分类】TN915
【相关文献】
1.一种90 W高功率以太网供电系统的设计 [J], 黄建宇;张汉泉;邓明;张启升
2.高电磁兼容性大功率恒流源设计与实现 [J], 赵娟;李波;李玺钦;曹宁翔;黄斌;于治国;张信;王兰;李洪涛
3.兼容IEEE802.3af标准的高功率PoE系统的设计与实现 [J], 宁恋
4.兼容标准的高功率PoE系统设计 [J], 袁李
5.高功率雷达发射机控保电路电磁兼容设计 [J], 李新军
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驱动高功率以太网络供电技术的分析和设计

驱动高功率以太网络供电技术的分析和设计以太网络供电(PoE) 技术能够透过标准Cat-5 电缆进行供电，完全不需要透过墙面转接器或其它外部电源，就能够驱动网络设备。

这类系统需要两项主要组件，分别是供电的电源供应设备(power sourcing equipment, PSE) 及接收并使用这个电源的动力装置(power device, PD)，如图1。

图1 具备电源设备及供电装置的典型PoE 网络示意图目前有许多已开发的实用PoE 应用，然而，新推出的应用所需要的功率高于现今802.3af 标准所定义的功率限制，也就是为用电装置端提供约13 W 的功率。

现今需要新的PoE+ 标准以满足增加功率的需求，但这项新标准仍未定义完成。

在新标准出炉前，势必要能够针对所需功率高于现今可提供功率的PD 负载进行供电。

高功率PoE 的系统需求任何采用Cat-5 电缆的高功率解决方案都必须符合下列基本规范：不得造成以太网络缆线、电源供应设备(PSE) 或PD 过热不得造成电流不均衡，以避免变压器饱和的危险必须将操作电压维持在802.3af 标准电压范围内任何解决方案应该尽可能提供下列功能：与802.3af 标准兼容：搜寻、分类、电流消耗、欠压封锁（undervoltage lockout）、流入电流（in-rush current）、电流限制等具备电源管理功能电缆装置时的损坏电线侦测在较高电压下运作802.3af 标准规定PSE 输出电压介于44 至57 V 之间，且PSE ICUT (表示耗电过载的程度) 最低为350 mA，而ILIM (表示可能的最高耗电量) 最低为400 mA。

使用长度为100 公尺且最坏情况馈电电阻为20 的缆线时，在允。

深圳市洪瑞光祥电子技术有限公司90W千兆POE供电器产品说明书

ShenZhen HongRui Optical Technology Co.,Lt90W千兆POE供电器【产品概述】HR-BTG-N901千兆以太网POE供电器，POE端口最大输出功率为90W，数据接入端口支持10/100/1000自适应，AC 110-264 V电压输入，工作温度范围-20℃~ +50℃，采用工业级芯片增强设计，端口带防雷和静电防护，并符合FCC、CE、CCC、RoHS标准，可靠的硬件设计可以保证您的自动化系统无间断稳定运行，产品广泛应用PTZ高速球、精简型电脑、一体机、数字标牌显示系统等。

【主要特点】1.支持1个千兆POE供电口+1个千兆网口2.兼容IEEE802.3af（15.4W）、IEEE802.3at（30w）和IEEE802.3bt（90w）3.支持功率使用监视，30%、60%、90%三种状态4.支持AC 100-240 V供电5.金属外壳，IP20防护等级，-20至50°C工作温度6.支持端口浪涌：差模2KV ，共模 6KV；静电ESD：接触放电 6KV，空气放电 8KV【应用环境】城域光纤宽带网: 电信、有线电视、网络系统集成等数据网络运营商宽带专网: 适用于金融、政府、石油、铁路、电力、公安、交通、教育等行业专网多媒体传输: 图像、话音、数据综合传输、适用于远程教学、会议电视、可视电话等应用实时监控: 实时控制信号、图像及数据同时传输抗恶劣环境: 适用于强电磁干扰、远距离的恶劣环境下组网1ShenZhen HongRui Optical Technology Co.,Lt【连接示意图】【技术指标】常规参数产品名称90W 千兆 POE 供电器产品型号HR-BTG-N901 端口定义 1个千兆POE 供电网口+1个千兆网口POE 参数 PoE 标准：满足IEEE802.3af /IEEE802.3at/IEEE802.3bt 单口最大：15.4 W (IEEE 802.3af)单口最大：30 W (IEEE 802.3at) 单口最大：90 W (IEEE 802.3bt)POE 口输出电压: DC 52VPOE 供电线芯:1/2-；3/6+ 或者4/5+；7/8-网络传输介质 10BASE-T: Cat5e 类UTP(≤250 米)100BASE-TX: Cat5 类以上UTP(≤200 米)1000BASE-TX: Cat5 类以上UTP(≤200 米)指示灯 PWR常亮：设备通电不亮：设备不通电 POE 功率常亮：当前功率状态2ShenZhen HongRui Optical Technology Co.,Lt 30%/60%90% 不亮：功率使用低于比例值电源输入电压: AC 100-240 V 工作频率：50/60 Hz 电源功率：52V/1.85A工作环境工作温度: -20～50℃储存温度: -40～85℃湿度: 5%~95 % ( 无冷凝)测试标准EN61000-4-2 （ESD）接触8KV，空气15KV IEN61000-4-5 （Surge）共模6KV，差模1KV EN61000-4-3 （RS）EN61000-4-6 （CS）EN61000-4-4 （EFT）FCC Part 15/ CISPR32 /EN55032：CLASS A IEC 60068-2-27 冲击测试IEC 60068-2-32 自由落体测试IEC 60068-2-6 振动测试物理结构外壳保护等级: IP20安装: 壁挂产品重量:：0.5KG 带包装重量: 0.8KG产品尺寸(L×W×H)：187 mm× 95mm×40 mm 包装尺寸(L×W×H)：245 mm× 190mm× 60mm包装清单1.90W千兆POE供电器：1台2.说明书：1PCS3.合格证、保修卡：1PCS安全认证CE、FCC、CCC、RoHS平均无故障时间100,000 小时质保2年【订购信息】设备型号描述HR-BTG-N901 1个千兆POE供电网口+1个千兆网口3ShenZhen HongRui Optical Technology Co.,Lt 【产品效果图】4。