Многие друзья много раз спрашивали, стабильно ли питание PoE?Какой кабель для питания PoE лучше?Зачем использовать переключатель PoE для питания камеры, по-прежнему нет изображения?и так далее, по сути это связано с потерей мощности блока питания POE, которую в проекте легко проигнорировать.
1. Что такое источник питания POE
Под PoE подразумевается передача данных для некоторых IP-терминалов (таких как IP-телефоны, точки доступа к беспроводной локальной сети, сетевые камеры и т. д.) без внесения каких-либо изменений в существующую кабельную инфраструктуру Ethernet Cat.5.В то же время он также может предоставить технологию источника питания постоянного тока для таких устройств.
Технология PoE может обеспечить нормальную работу существующей сети, обеспечивая при этом безопасность существующей структурированной кабельной системы и минимизируя затраты.
Полная система PoE состоит из двух частей: оборудования электропитания и оборудования приема энергии.

Оборудование источника питания (PSE): Ethernet-коммутаторы, маршрутизаторы, концентраторы или другие сетевые коммутационные устройства, поддерживающие функции POE.
Устройство с питанием (PD): В системе мониторинга это в основном сетевая камера (IPC).
2. Стандарт питания POE
Последний международный стандарт IEEE802.3bt предъявляет два требования:
Первый тип: Один из них заключается в том, что выходная мощность PSE должна достигать 60 Вт, мощность, доходящая до устройства приема энергии, составляет 51 Вт (из приведенной выше таблицы видно, что это наименьшие данные), а потеря мощности 9 Вт.
Второй тип: PSE требуется для достижения выходной мощности 90 Вт, мощность, достигающая устройства приема энергии, составляет 71 Вт, потери мощности — 19 Вт.
Из приведенных выше критериев можно знать, что с увеличением источника питания потери мощности не пропорциональны источнику питания, но потери становятся все больше и больше, так как же можно рассчитать потери PSE при практическом применении?
3. Потеря мощности POE
Итак, давайте посмотрим, как рассчитываются потери мощности проводника на уроках физики в младших классах средней школы.
Закон Джоуля представляет собой количественное описание преобразования электрической энергии в тепло посредством тока проводимости.
Содержание таково: теплота, выделяемая током, проходящим через проводник, пропорциональна квадрату тока, пропорциональна сопротивлению проводника и пропорциональна времени, в течение которого он находится под напряжением.То есть потребление персонала, генерируемое в процессе расчета.
Математическое выражение закона Джоуля: Q=I²Rt (применимо ко всем цепям), где Q — потерянная мощность, P, I — ток, R — сопротивление, а t — время.
В реальном использовании, поскольку PSE и PD работают одновременно, потери не имеют никакого отношения ко времени.Вывод: потери мощности сетевого кабеля в системе POE пропорциональны квадрату тока и пропорциональны величине сопротивления.Проще говоря, чтобы снизить энергопотребление сетевого кабеля, мы должны попытаться сделать ток провода меньшим, а сопротивление сетевого кабеля — меньшим.Среди них особенно важно значение уменьшения тока.
Тогда давайте посмотрим на конкретные параметры международного стандарта:
В стандарте IEEE802.3af сопротивление сетевого кабеля составляет 20 Ом, необходимое выходное напряжение PSE — 44 В, ток — 0,35 А, потери мощности — P=0,35*0,35*20=2,45 Вт.
Аналогично, в стандарте IEEE802.3at сопротивление сетевого кабеля составляет 12,5 Ом, необходимое напряжение 50 В, ток 0,6 А, потери мощности P=0,6*0,6*12,5=4,5 Вт.
Оба стандарта без проблем используют этот метод расчета.Однако при достижении стандарта IEEE802.3bt его невозможно рассчитать таким образом.Если напряжение 50В, то для мощности 60Вт необходим ток 1,2А.В это время потери мощности составляют P=1,2*1,2*12,5=18 Вт, за вычетом потерь на достижение PD. Мощность устройства составляет всего 42 Вт.
4. Причины потери мощности POE
Так в чем же причина?
По сравнению с фактической потребностью в 51 Вт мощность на 9 Вт меньше.Так что же именно вызывает ошибку расчета?
Давайте еще раз посмотрим на последний столбец этого графика данных и внимательно заметим, что ток в исходном стандарте IEEE802.3bt все еще составляет 0,6 А, а затем посмотрим на источник питания по витой паре, и мы увидим, что четыре пары питания по витой паре используются источники питания (IEEE802.3af, IEEE802.3at питаются от двух пар витых пар). Таким образом, этот метод можно рассматривать как параллельную цепь, ток всей цепи составляет 1,2 А, но общие потери в два раза больше. что из двух пар источника питания витой пары,
Следовательно, потери P=0,6*0,6*12,5*2=9Вт.По сравнению с двумя парами кабелей витой пары этот метод подачи питания экономит 9 Вт мощности, так что PSE может обеспечить питание устройства PD, когда выходная мощность составляет всего 60 Вт.Мощность может достигать 51 Вт.
Поэтому, когда мы выбираем оборудование PSE, мы должны обращать внимание на максимально возможное снижение тока и повышение напряжения, иначе это легко приведет к чрезмерным потерям мощности.Можно использовать только мощность оборудования PSE, но на практике она недоступна.
Для использования устройства PD (например, камеры) требуется напряжение 12 В 12,95 Вт.Если используется PSE 12 В 2 А, выходная мощность составляет 24 Вт.
При фактическом использовании, когда ток составляет 1 А, потери P=1*1*20=20 Вт.
Когда ток составляет 2А, потери P=2*2*20=80 Вт,
В это время, чем больше ток, тем больше потери, и большая часть мощности потребляется.Очевидно, что устройство PD не может получать питание, передаваемое PSE, а камера будет иметь недостаточное питание и не сможет нормально работать.
Эта проблема также распространена на практике.Во многих случаях кажется, что блок питания достаточно велик, чтобы его можно было использовать, но потери не учитываются.В результате камера не может нормально работать из-за недостаточного питания, а причину не всегда можно найти.
5. Сопротивление источника питания POE
Конечно, выше упоминается сопротивление сетевого кабеля, когда расстояние источника питания составляет 100 метров, что соответствует доступной мощности на максимальном расстоянии источника питания, но если фактическое расстояние источника питания относительно невелико, например, всего 10 метров. метров, то сопротивление всего 2Ом, соответственно. Потери на 100 метрах составляют всего 10% от потерь на 100 метрах, поэтому также очень важно полностью учитывать фактическое использование при выборе оборудования PSE.
Сопротивление 100 метров сетевых кабелей из различных материалов суперпяти типов витых пар:
1. Стальной провод с медным покрытием: 75–100 Ом 2. Алюминиевый провод с медным покрытием: 24–28 Ом 3. Серебряный провод с медным покрытием: 15 Ом
4. Сетевой кабель из медной меди: 42 Ом. 5. Сетевой кабель из бескислородной меди: 9,5 Ом.
Видно, что чем лучше кабель, тем меньше сопротивление.По формуле Q=I²Rt, то есть мощность, теряемая в процессе подачи питания, наименьшая, поэтому кабель следует использовать с умом.Быть безопасным.
Как мы упоминали выше, формула потерь мощности Q = I²Rt, чтобы источник питания PoE имел наименьшие потери от конца источника питания PSE до устройства приема мощности PD, требуется минимальный ток и минимальное сопротивление для достижения лучший эффект во всем процессе электропитания.
Время публикации: 17 марта 2022 г.