【導(dǎo)讀】以太網(wǎng)供電（Power over Ethernet，簡稱PoE）也稱PoE供電，可在一條電纜上傳輸數(shù)據(jù)與電源，該技術(shù)的便利性已經(jīng)廣泛吸引眾多智能設(shè)備采用，像是智能建筑中的LED照明應(yīng)用，便是PoE技術(shù)的最佳用例之一。本文將為您介紹PoE技術(shù)的發(fā)展，以及由安森美（onsemi）推出的PoE接口LED驅(qū)動(dòng)器的產(chǎn)品特性。
新世代PoE技術(shù)可提供90W功率
PoE是一種可以在以太網(wǎng)中，通過雙絞線來傳輸電力與數(shù)據(jù)到設(shè)備上的技術(shù)，從而無需為數(shù)據(jù)和電源構(gòu)建單獨(dú)的線纜，并大大減少了系統(tǒng)建置的復(fù)雜性、安裝時(shí)間和材料成本。
PoE在實(shí)現(xiàn)智能建筑時(shí)，其在實(shí)施背后的連接設(shè)備所需的連接性、帶寬和功率方面，都發(fā)揮著關(guān)鍵作用，因?yàn)樵谖锫?lián)網(wǎng)設(shè)備的安裝中，通常需要將設(shè)備放置在可能沒有可用電源的位置，PoE提供了在這些位置為設(shè)備供電的另一種方法，并為添加、更改或移除連接的設(shè)備提供了靈活性。
原始的IEEE 802.3af-2003標(biāo)準(zhǔn)為PoE應(yīng)用提供了一臺(tái)機(jī)器15.4W DC功率的保證，但其中穩(wěn)定功率只有12.95W，這是由于雙絞線中存在有電力損耗。經(jīng)過改良的IEEE 802.3at-2009 PoE標(biāo)準(zhǔn)（即PoE+）可以為設(shè)備提供高達(dá)25.5W的功率，此2009年的標(biāo)準(zhǔn)還不允許設(shè)備將4對線纜全部用作供電。
由IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)理事會(huì)批準(zhǔn)通過的IEEE 802.3bt PoE標(biāo)準(zhǔn)，主要是針對LED照明系統(tǒng)應(yīng)用提出一些重要改善，主要推動(dòng)因素是通過使用四對網(wǎng)線，可在長達(dá)100m的電纜上傳輸高達(dá)90W的電力，這可讓多個(gè)燈具使用菊鏈連接，從而簡化安裝過程，這使采用PoE技術(shù)的LED照明成為可實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用。
支持可見光通信的PoE接口LED驅(qū)動(dòng)器
由安森美推出的PoE接口LED驅(qū)動(dòng)器――NCL31010，是安森美以太網(wǎng)供電設(shè)備（PoE-PD）產(chǎn)品系列的成員，包含通過以太網(wǎng)供電設(shè)計(jì)連接和管理的照明系統(tǒng)所需的所有元素，包括可見光通信和室內(nèi)定位功能，集成了IEEE 802.3bt PoE-PD接口控制器、雙降壓轉(zhuǎn)換器和降壓轉(zhuǎn)換器LED驅(qū)動(dòng)器。NCL31010已經(jīng)通過IEEE802.3bt/at/af標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，可提供超過90W的系統(tǒng)功率，支持大功率應(yīng)用（高達(dá)90 W PoE），以及專有的100 W+應(yīng)用。
NCL31010還集成了電流模式降壓DC/DC控制器，旨在作為LED驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行，該高效降壓LED驅(qū)動(dòng)器，可支持高帶寬模擬和PWM調(diào)光至零電流，此外還包括兩個(gè)輔助DC-DC轉(zhuǎn)換器，來為系統(tǒng)微控制器和傳感器等供電，還包括高精度計(jì)量和診斷功能，用于測量輸入和輸出電流和電壓、LED或系統(tǒng)溫度，以及DC-DC電壓和電流。
NCL31010集成了PoE系統(tǒng)中運(yùn)行所需的所有功能，例如浪涌階段的檢測、自動(dòng)分類和電流限制，其內(nèi)置高效降壓LED驅(qū)動(dòng)器（97%），支持可見光通信能力（50kHz帶寬），集成了高精度計(jì)量（±1%），以及用于主3.3 V系統(tǒng)電源和輔助電源的同步降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，并具備可調(diào)2.5至24V降壓轉(zhuǎn)換器，可調(diào)開關(guān)頻率為44.4 kHz至1 MHz。
提供完整的控制與診斷功能
此外，NCL31010還具有I2C或SPI串行接口（NCL31010I/NCL31010S），可將通信、系統(tǒng)電源、計(jì)量和診斷功能串聯(lián)起來，可使用內(nèi)部精密2.4 V基準(zhǔn)，以0.1%的精度進(jìn)行深度調(diào)光至零，且具備一流的線性度，在高調(diào)制帶寬（~50 kHz）時(shí)，則可通過可視光通信能力啟用室內(nèi)定位，并支持YellowDot?兼容。
NCL31010內(nèi)部的DIM DAC在微控制器重新更新期間，可用于獨(dú)立LED控制（熱啟動(dòng)），采用低EMI參考設(shè)計(jì)，可防止LED短路、開路和過熱、LED過壓／欠壓和過流保護(hù)、芯片過流保護(hù)、芯片和LED過溫保護(hù)，以及用于測量電壓和電流的診斷功能。
NCL31010可在-40℃至+125℃的結(jié)溫范圍下運(yùn)作，提供48針QFN 7x7封裝，器件不含鉛且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，可應(yīng)用于連線的LED照明、可見光通信與室內(nèi)定位，常見的最終產(chǎn)品包括智能LED燈具、可管理的LED照明系統(tǒng)、多通道LED照明等。
高度集成的PoE接口智能LED驅(qū)動(dòng)器評估套件
為了加快產(chǎn)品的開發(fā)速度，安森美推出NCL31010GEVK這款PoE接口智能LED驅(qū)動(dòng)器評估套件，支持IEEE 802.3bt標(biāo)準(zhǔn)，帶有源橋接器。NCL310xx系列智能LED驅(qū)動(dòng)器可針對高效率、單通道或多通道、連接的燈具應(yīng)用。NCL31010則非常適合可見光通信和可管理的照明系統(tǒng)，能夠處理100W+的功率，采用IEEE802.3bt認(rèn)證的PoE-PD接口和高效降壓LED驅(qū)動(dòng)器，支持高線性度、高帶寬模擬、PWM，以及數(shù)字調(diào)光，可低至零電流。
NCL31010具有非常高的集成度，提供兩個(gè)輔助DC-DC轉(zhuǎn)換器，來為微控制器、傳感器和其他外圍設(shè)備供電，包括用于測量和報(bào)告輸入和輸出電流和電壓、LED溫度和DC-DC電壓的精確計(jì)量，全系列的故障保護(hù)和診斷，可涵蓋設(shè)備、應(yīng)用和用戶安全。
NCL31010GEVK評估套件內(nèi)部包括NCL31010REFGEVB PoE接口智能LED驅(qū)動(dòng)器參考設(shè)計(jì)（1英寸外形），這是一款PoE連接照明燈具控制器參考設(shè)計(jì)，通過以太網(wǎng)聯(lián)盟PoE認(rèn)證和YellowDot?就緒，此外還有NCL31010AASGEVB這款PoE LED驅(qū)動(dòng)器Arduino適配器擴(kuò)展板，以及一條以太網(wǎng)電纜（RJ45），其具備高效有源電橋、Class 6 / 60W LED驅(qū)動(dòng)能力，支持RJ45數(shù)據(jù)直通連接器、通信與控制接口，與EMI/EMC優(yōu)化功能。
結(jié)語
新世代的PoE技術(shù)可以支持90W功率的應(yīng)用，大幅地提升了其實(shí)用性，也使利用PoE技術(shù)連接LED照明燈具應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。本文所介紹的安森美PoE接口LED驅(qū)動(dòng)器，將是開發(fā)相關(guān)應(yīng)用的最佳選擇之一，值得您進(jìn)一步深入了解與選用。
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