Power-over-Ethernet (PoE) - nowy standard IEEE 802.3bt wspomaga rozwój technologii w zastosowaniach IoT

Artykuł ten analizuje i omawia nowe funkcje wprowadzone w najnowszym standardzie IEEE 802.3bt, obsługujące Internet rzeczy (IoT), czyli świat w którym rzeczy są połączone ze sobą, kontrolowane i monitorowane przez Internet.

Tek.info

2020-11-18

Konwencjonalne rozwiązanie mostka diodowego ma kilka wad:

Wysokie straty mocy spowodowane spadkiem napięcia na kablu
Wysokie rozpraszanie ciepła
Wymóg uwzględnienia zagadnień termicznych w projekcie

Ze względu na powyższe wady, stosowanie tradycyjnych mostków diodowych w wielu zastosowaniach IoT jest wysoce problematyczne, a czasem nawet niemożliwe.

Rozwiązaniem zapewniającym wyższą sprawność w porównaniu z mostkami diodowymi są tzw. mostki IdealBridge™, wprowadzone przez firmę Microsemi (obecnie Microchip). Rozwiązanie to zawiera mostek wykorzystujący tranzystory MOSFET z kanałem N oraz kontroler.

Różnice pomiędzy podwójnym konwencjonalnym mostkiem diodowym i pojedynczym mostkiem IdealBridge przedstawiono na ilustracji 4.

Ilustracja 4: Porównanie konwencjonalnego podwójnego mostka diodowego i pojedynczego mostka Ideal Bridge (Źródło ilustracji: © Microchip) Zalety mostka IdealBridge:

W pełni zintegrowane rozwiązanie ogranicza liczbę stosowanych elementów, oszczędza miejsce na płytkach drukowanych i upraszcza wdrożenie
Samodzielne obwody sterujące tranzystorami MOSFET
Niska wartość RDS(ON), niski pobór mocy
Maksymalizacja sprawności energetycznej - wyższa moc wyjściowa i napięcie
Znaczna redukcja rozpraszanego ciepła, eliminacja problemów termicznych z projektów oraz konieczności stosowania radiatorów
Współpraca z 2-parowymi i 4-parowymi zastosowaniami PoE
Zgodność ze standardami IEEE 802.3xx

Pierwszy mostek IdealBridge został wprowadzony przez firmę Microsemi/Microchip w układzie PD70224. Inni dostawcy oferują podobne rozwiązania, takie jak: LT4321 Analog Devices/Linear Tech, 1-kanałowa dioda idealna FDMQ8205A firmy ON Semiconductor (nie mostek) oraz zintegrowane rozwiązanie PM8805 firmy STMicroelectronics (mostek IdealBridge zintegrowany w jednym układzie scalonym urządzenia zasilanego).

Podsumowanie

Najnowszy standard IEEE 802.3bt wprowadza nowe funkcje do technologii PoE, a także udoskonala już istniejące. Funkcje te poszerzają gamę urządzeń brzegowych, które mogą być łączone z użyciem koncepcji PoE, obsługując wiele nowych zastosowań IoT.

Istnieje wiele gotowych rozwiązań, które obsługują infrastruktury nie wykorzystujące technologii PoE, takich jak iniektory , zasilacze wieloportowe i rozdzielacze mocy. Należy jednak pamiętać, że IEEE 802.3bt jest stosunkowo nowym standardem i wielu dostawców oferowało spełniające go produkty już przed ratyfikacją w 2018 roku. Aby wykorzystać zalety nowych funkcji standardu IEEE 802.3bt i zapewnić współdziałanie urządzeń różnych dostawców, części i produkty muszą posiadać kwalifikację według standardu IEEE 802.3bt, co powinno być wyraźnie określone w arkuszach danych.