ไดโอดให้การป้องกันการแยกในอุปกรณ์การสื่อสาร POE ได้อย่างไร

1. ภาพรวมของหลักการเทคโนโลยี POE
เทคโนโลยี POE ขึ้นอยู่กับมาตรฐาน IEEE 802.3 และส่งพลังงาน DC ผ่านสายเคเบิลสายเคเบิลที่ไม่ได้ใช้งานหรือสายเคเบิลของสายเคเบิล หลักการทำงานพื้นฐานคือ PSE (อุปกรณ์จัดหาพลังงาน) ตรวจจับและระบุ PD (อุปกรณ์ขับเคลื่อน) และหลังจากยืนยันว่า PD รองรับ POE ให้พลังงาน 48V DC แก่ PD หลังจากได้รับพลังงาน PD จะแปลงแรงดันไฟฟ้าเป็นระดับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการสำหรับอุปกรณ์ผ่านวงจรการแปลง DC ภายใน -} DC ให้พลังงานแก่อุปกรณ์
2. การใช้การป้องกันการแยกไดโอดในอุปกรณ์การสื่อสาร POE
(1) การป้องกันพลังงานย้อนกลับ
หลักการ: ในอุปกรณ์การสื่อสาร POE การย้อนกลับแหล่งจ่ายไฟเป็นการดำเนินการข้อผิดพลาดทั่วไปที่อาจทำให้เกิดความเสียหายต่อวงจรภายในของอุปกรณ์ ไดโอดมีค่าการนำไฟฟ้าทิศทางเดียว เมื่อเชื่อมต่อเป็นอนุกรมกับเทอร์มินัลอินพุตพลังงานไดโอดจะดำเนินการและแหล่งจ่ายไฟจ่ายพลังงานตามปกติเมื่อขั้วไฟฟ้าถูกต้อง เมื่อขั้วของแหล่งจ่ายไฟกลับด้านไดโอดจะถูกตัดออกป้องกันไม่ให้กระแสผ่านและปกป้องส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ภายในอุปกรณ์
กรณี: กล้อง Network PoE บางยี่ห้อใช้การป้องกันการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับของ Schottky Diode ที่ขั้วอินพุตพลังงาน Schottky Diodes มีข้อดีของการลดแรงดันไปข้างหน้าและความเร็วในการสลับอย่างรวดเร็วซึ่งสามารถลดการสูญเสียอินพุตของแหล่งจ่ายไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในเวลาเดียวกันพวกเขาสามารถตอบสนองต่อสถานการณ์แหล่งจ่ายไฟย้อนกลับได้อย่างรวดเร็วตัดกระแสไฟฟ้าในเวลาที่เหมาะสมและปกป้องส่วนประกอบที่สำคัญเช่นเซ็นเซอร์ภาพและโปรเซสเซอร์ภายในกล้อง
(2) การแยกสัญญาณ
หลักการ: ในอุปกรณ์การสื่อสาร POE สัญญาณข้อมูลและสัญญาณไฟที่ส่งผ่านสายเคเบิลอีเธอร์เน็ตเดียวกันอาจทำให้เกิดสัญญาณรบกวนร่วมกัน ไดโอดสามารถใช้ในการสร้างวงจรการแยกสัญญาณแยกสัญญาณข้อมูลออกจากสัญญาณพลังงานและปรับปรุงคุณภาพและความเสถียรของการส่งสัญญาณ ตัวอย่างเช่นการใช้เทคโนโลยีการแยก Optocoupler ไดโอดใช้สำหรับการปรับสภาพสัญญาณที่ขั้วอินพุตและเอาต์พุตของ optocoupler เพื่อให้ได้การแยกทางไฟฟ้า
กรณี: ในสวิตช์ POE เกรดอุตสาหกรรมบางแห่งเทคโนโลยีการแยก Optocoupler ใช้เพื่อปรับปรุงความสามารถในการต่อต้าน - ความสามารถในการรบกวนของการส่งข้อมูล ที่ด้านอินพุตของ optocoupler จะใช้ไดโอดเพื่อ จำกัด และกำหนดรูปร่างสัญญาณอินพุตเพื่อให้แน่ใจว่าแอมพลิจูดและรูปคลื่นของสัญญาณตรงตามข้อกำหนดการทำงานของ optocoupler; ที่ด้านเอาท์พุทของ optocoupler ไดโอดจะใช้เพื่อขยายและขับเคลื่อนสัญญาณเอาต์พุตปรับปรุงความสามารถในการขับขี่ของสัญญาณ ด้วยวิธีนี้จะมีการแยกสัญญาณข้อมูลและสัญญาณพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานของสวิตช์ในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่รุนแรง
(3) การป้องกันไฟฟ้าสถิต
หลักการ: อุปกรณ์การสื่อสารของ POE มีความอ่อนไหวต่อแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวเช่นการโจมตีด้วยฟ้าผ่าและการปล่อยไฟฟ้าสถิตเมื่อใช้กลางแจ้งหรือในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม ไดโอดสามารถสร้างวงจรป้องกันไฟฟ้าสถิตด้วยส่วนประกอบป้องกันอื่น ๆ เช่นไดโอด TVS, Varistors, ฯลฯ เพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าเกินในระดับที่ปลอดภัยและปกป้องส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ภายในอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่นไดโอด TVS เชื่อมต่อแบบขนานที่อินพุตพลังงานและเทอร์มินัลอินพุตสัญญาณ เมื่อเกิดแรงดันไฟฟ้ามากเกินไปทีวีไดโอดจะดำเนินการอย่างรวดเร็วปล่อยพลังงานของแรงดันไฟฟ้าเกินลงไปที่พื้นและปกป้องวงจรที่ตามมา
กรณี: จุดเชื่อมต่อไร้สาย POE แบรนด์บางยี่ห้อใช้ไดโอดทีวีสำหรับการป้องกันไฟฟ้าสถิตที่ไฟไหม้ที่อินพุตพลังงานและส่วนต่อประสานเสาอากาศเพื่อรับมือกับการโจมตีด้วยฟ้าผ่าและภัยคุกคามจากการปล่อยไฟฟ้าสถิตในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง ไดโอดทีวีมีข้อดีของความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็วแรงดันไฟฟ้าต่ำและความจุพลังงานขนาดใหญ่ พวกเขาสามารถดูดซับพลังงานของแรงดันไฟฟ้าเกินและปกป้องส่วนประกอบที่สำคัญเช่นโมดูล RF และโปรเซสเซอร์ภายในจุดเชื่อมต่อไร้สาย
3. การเลือกและจุดออกแบบไดโอด
(1) จุดเลือกคีย์
แรงดันย้อนกลับที่ทนทานต่อ: เลือกไดโอดที่เหมาะสมสำหรับแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับทนต่อแรงดันไฟฟ้าในการทำงานและเงื่อนไขแรงดันไฟฟ้าเกินที่เป็นไปได้ของอุปกรณ์สื่อสาร POE สำหรับระบบ 48V POE การย้อนกลับแรงดันไฟฟ้าของไดโอดควรมากกว่า 60V เพื่อให้แน่ใจว่าไดโอดจะไม่ถูกทำลายในกรณีที่พลังงานย้อนกลับหรือแรงดันไฟฟ้าเกิน
ส่งต่อกระแสเฉลี่ย: เลือกไดโอดที่มีกระแสเฉลี่ยไปข้างหน้าเพียงพอตามกระแสไฟฟ้าเอาท์พุทและเงื่อนไขการโหลดของอุปกรณ์การสื่อสาร POE สำหรับอุปกรณ์ที่มีกระแสไฟสูงควรเลือกไดโอดที่มีกระแสไฟฟ้าสูงไปข้างหน้าสูงเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปและความเสียหายต่อไดโอด
การลดลงของแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า: ยิ่งแรงดันไฟฟ้าลดลงลดลงเท่าใดการใช้พลังงานของไดโอดก็จะลดลงและประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟก็ยิ่งสูงขึ้น ดังนั้นในขณะที่ปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพอื่น ๆ ควรเลือกไดโอดที่มีแรงดันไปข้างหน้าต่ำมากที่สุดเท่าที่จะทำได้
ความเร็วในการตอบสนอง: สำหรับแอปพลิเคชันเช่นการป้องกันไฟฟ้าสถิตไฟร์, ไดโอดที่มีความเร็วการตอบสนองที่รวดเร็วเช่นไดโอดทีวีควรได้รับการคัดเลือกเพื่อให้แน่ใจว่ามีการดำเนินการและการป้องกันอุปกรณ์ในเวลาที่เหมาะสมในกรณีที่มีแรงดันไฟฟ้าเกิน
(2) จุดออกแบบ
การออกแบบการกระจายความร้อน: ไดโอดสร้างความร้อนในจำนวนหนึ่งระหว่างการทำงาน หากการกระจายความร้อนไม่ดีมันสามารถนำไปสู่การลดลงของประสิทธิภาพหรือแม้กระทั่งความเสียหายของไดโอด ดังนั้นเมื่อออกแบบวงจรควรจัดไดโอดอย่างสมเหตุสมผลเพื่อให้แน่ใจว่าเงื่อนไขการกระจายความร้อนที่ดี สำหรับไดโอดพลังงานสูง - สามารถเพิ่มความร้อนได้หรือวิธีการกระจายความร้อนเช่นการระบายความร้อนของอากาศและการระบายความร้อนด้วยน้ำ
การเพิ่มประสิทธิภาพเลย์เอาต์: ในการออกแบบ PCB การเดินสายระหว่างไดโอดและส่วนประกอบอื่น ๆ ควรจะสั้นลงมากที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อลดอิทธิพลของการเหนี่ยวนำกาฝากและความจุ ในขณะเดียวกันไดโอดควรจะอยู่ห่างจากส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนอื่น ๆ เพื่อป้องกันการรบกวนซึ่งกันและกัน
การทดสอบความน่าเชื่อถือ: หลังจากการออกแบบเสร็จสิ้นการทดสอบความน่าเชื่อถือที่ครอบคลุมควรดำเนินการกับอุปกรณ์สื่อสาร POE รวมถึงการทดสอบการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับพลังงานการทดสอบกระแสไฟฟ้าแบบคงที่การทดสอบอุณหภูมิสูงและการทดสอบความชื้นสูง ฯลฯ เพื่อให้แน่ใจว่าไดโอดสามารถทำงานได้ตามปกติในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและมีบทบาทการแยกและการป้องกันที่มีประสิทธิภาพ
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn {{2rems