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以太网供电实现LED照明应用

发布时间:2022-09-19 来源:艾睿电子 责任编辑:wenwei

【导读】以太网供电(Power over Ethernet,简称PoE)也称PoE供电,可在一条电缆上传输数据与电源,该技术的便利性已经广泛吸引众多智能设备采用,像是智能建筑中的LED照明应用,便是PoE技术的最佳用例之一。本文将为您介绍PoE技术的发展,以及由安森美(onsemi)推出的PoE接口LED驱动器的产品特性。


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新世代PoE技术可提供90W功率


PoE是一种可以在以太网中,通过双绞线来传输电力与数据到设备上的技术,从而无需为数据和电源构建单独的线缆,并大大减少了系统建置的复杂性、安装时间和材料成本。


PoE在实现智能建筑时,其在实施背后的连接设备所需的连接性、带宽和功率方面,都发挥着关键作用,因为在物联网设备的安装中,通常需要将设备放置在可能没有可用电源的位置,PoE提供了在这些位置为设备供电的另一种方法,并为添加、更改或移除连接的设备提供了灵活性。


原始的IEEE 802.3af-2003标准为PoE应用提供了一台机器15.4W DC功率的保证,但其中稳定功率只有12.95W,这是由于双绞线中存在有电力损耗。经过改良的IEEE 802.3at-2009 PoE标准(即PoE+)可以为设备提供高达25.5W的功率,此2009年的标准还不允许设备将4对线缆全部用作供电。


由IEEE标准协会理事会批准通过的IEEE 802.3bt PoE标准,主要是针对LED照明系统应用提出一些重要改善,主要推动因素是通过使用四对网线,可在长达100m的电缆上传输高达90W的电力,这可让多个灯具使用菊链连接,从而简化安装过程,这使采用PoE技术的LED照明成为可实现的应用。


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支持可见光通信的PoE接口LED驱动器


由安森美推出的PoE接口LED驱动器――NCL31010,是安森美以太网供电设备(PoE-PD)产品系列的成员,包含通过以太网供电设计连接和管理的照明系统所需的所有元素,包括可见光通信和室内定位功能,集成了IEEE 802.3bt PoE-PD接口控制器、双降压转换器和降压转换器LED驱动器。NCL31010已经通过IEEE802.3bt/at/af标准认证,可提供超过90W的系统功率,支持大功率应用(高达90 W PoE),以及专有的100 W+应用。


NCL31010还集成了电流模式降压DC/DC控制器,旨在作为LED驱动器运行,该高效降压LED驱动器,可支持高带宽模拟和PWM调光至零电流,此外还包括两个辅助DC-DC转换器,来为系统微控制器和传感器等供电,还包括高精度计量和诊断功能,用于测量输入和输出电流和电压、LED或系统温度,以及DC-DC电压和电流。


NCL31010集成了PoE系统中运行所需的所有功能,例如浪涌阶段的检测、自动分类和电流限制,其内置高效降压LED驱动器(97%),支持可见光通信能力(50kHz带宽),集成了高精度计量(±1%),以及用于主3.3 V系统电源和辅助电源的同步降压DC/DC转换器,并具备可调2.5至24V降压转换器,可调开关频率为44.4 kHz至1 MHz。


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提供完整的控制与诊断功能


此外,NCL31010还具有I2C或SPI串行接口(NCL31010I/NCL31010S),可将通信、系统电源、计量和诊断功能串联起来,可使用内部精密2.4 V基准,以0.1%的精度进行深度调光至零,且具备一流的线性度,在高调制带宽(~50 kHz)时,则可通过可视光通信能力启用室内定位,并支持YellowDot™兼容。


NCL31010内部的DIM DAC在微控制器重新更新期间,可用于独立LED控制(热启动),采用低EMI参考设计,可防止LED短路、开路和过热、LED过压/欠压和过流保护、芯片过流保护、芯片和LED过温保护,以及用于测量电压和电流的诊断功能。


NCL31010可在-40℃至+125℃的结温范围下运作,提供48针QFN 7x7封装,器件不含铅且符合RoHS标准,可应用于连线的LED照明、可见光通信与室内定位,常见的最终产品包括智能LED灯具、可管理的LED照明系统、多通道LED照明等。


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高度集成的PoE接口智能LED驱动器评估套件


为了加快产品的开发速度,安森美推出NCL31010GEVK这款PoE接口智能LED驱动器评估套件,支持IEEE 802.3bt标准,带有源桥接器。NCL310xx系列智能LED驱动器可针对高效率、单通道或多通道、连接的灯具应用。NCL31010则非常适合可见光通信和可管理的照明系统,能够处理100W+的功率,采用IEEE802.3bt认证的PoE-PD接口和高效降压LED驱动器,支持高线性度、高带宽模拟、PWM,以及数字调光,可低至零电流。


NCL31010具有非常高的集成度,提供两个辅助DC-DC转换器,来为微控制器、传感器和其他外围设备供电,包括用于测量和报告输入和输出电流和电压、LED温度和DC-DC电压的精确计量,全系列的故障保护和诊断,可涵盖设备、应用和用户安全。


NCL31010GEVK评估套件内部包括NCL31010REFGEVB PoE接口智能LED驱动器参考设计(1英寸外形),这是一款PoE连接照明灯具控制器参考设计,通过以太网联盟PoE认证和YellowDot™就绪,此外还有NCL31010AASGEVB这款PoE LED驱动器Arduino适配器扩展板,以及一条以太网电缆(RJ45),其具备高效有源电桥、Class 6 / 60W LED驱动能力,支持RJ45数据直通连接器、通信与控制接口,与EMI/EMC优化功能。


结语


新世代的PoE技术可以支持90W功率的应用,大幅地提升了其实用性,也使利用PoE技术连接LED照明灯具应用得以实现。本文所介绍的安森美PoE接口LED驱动器,将是开发相关应用的最佳选择之一,值得您进一步深入了解与选用。



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