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以太網(wǎng)供電應用中可用設備功率的估算
作者：
時(shí)間：2012-08-02
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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為了評估該模型，我們從最右邊的穩壓器開(kāi)始，計算其損耗與總輸入功率，隨后使用上述結果評估其左邊的下一個(gè)穩壓器。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們假定開(kāi)關(guān)效率為 90%，且線(xiàn)性穩壓器沒(méi)有偏置電流。以下總結了各穩壓器類(lèi)型的計算結果。
定義
IOUT = 應用負載電流
PIN_Next_Stage = 下行轉換器或線(xiàn)性穩壓器汲取的功率
線(xiàn)性穩壓器級
POUT＝(VOUT×IOUT)＋PIN_Next_Stage
PIN＝VIN× POUT/VOUT
PLoss＝PIN－POUT
開(kāi)關(guān)穩壓器級
POUT＝(VOUT×IOUT)＋PIN_Next_Stage
PIN＝ POUT/Effiviency
PLoss＝PIN－POUT
表 2，拓撲 1 模型
用表 2 中的數據，我們對圖 2 所示的拓撲 1 模型進(jìn)行計算。我們不妨來(lái)看看表 2 中鏈 1 下面部分的數據，從 1.8V 穩壓器的輸入功率與損耗開(kāi)始；我們注意到這里沒(méi)有下一級功率。2.5V 穩壓器的計算與此類(lèi)似，這里的輸出功率包括到負載的 0.25A 乘以 2.5V，加上之前計算得出的 1.8V 穩壓器的輸入功率。3.3V 開(kāi)關(guān)穩壓器的輸入功率是總輸出功率除以該級的效率 (0.9%)。 3.3V 穩壓器的功耗仍為輸入功率減去輸出功率。上部分的計算方式類(lèi)似鏈 2 數據。48V 至 12V 穩壓器的參數與 3.3V 穩壓器的計算類(lèi)似，這里的總輸出功率為上部與下部輸入功率之和。為了掌握該拓撲的性能，我們將各部分損耗加在一起，視在效率計算如下：
效率＝1－Total-Losses/Input-Power
表 2 中可用的輸出功率為輸入功率減去所有計算得出的各部分損耗。
拓撲 1 的輸入功率超出了可用量。為了給出更有趣的結果，我們對所示的 3.3V 負載進(jìn)行調整，直到輸入功率為 12.16W 為止。表 2 中的黑體數值反映了 3.3V 電源負載從 2A 降至 1.83A 的情況。
拓撲 2 用表 3 中數據建模的方式與拓撲 1 類(lèi)似，不過(guò)略有不同。一個(gè)虛擬的 3.3V 穩壓器建模時(shí)效率為 1，以得出正確的功率與損耗的總數。
表 3，拓撲 2 模型
拓撲 2 中 48V 至 3.3V 轉換器所用的 90% 的效率就實(shí)際的同步輸出整流器電路而言是相當樂(lè )觀(guān)的數 值。
結論
考慮 802.3af 標準功能之后，12.16W 是其它電子設備可用的最大功率，包括穩壓器損耗。
PoE 應用的拓撲與技術(shù)選擇的影響相當驚人。拓撲 1僅向應用電路提供 8.11W 的功率，而拓撲 2 可提供 10.43W 的功率，提高了 28%。如果基線(xiàn)單輸出轉換器為 10.9W，那么拓撲 2 中所有額外三個(gè)輸出處理只消耗 0.47W！3.3V 轉換器采用二極管輸出轉換器（85% 的效率）代替同步整流器，這使可用功率降低 0.61W。
該建模技術(shù)使得設計人員可根據拓撲與技術(shù)選擇迅速計算可用的輸出功率，并使用該信息在可用功率、復雜性與成本等各因素間進(jìn)行綜合平衡。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/176565.htm
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