Wielu znajomych wielokrotnie pytało, czy zasilacz poe jest stabilny?Jaki jest najlepszy kabel do zasilania poe?Po co używać przełącznika PoE do zasilania kamery, która nadal nie wyświetla obrazu?i tak dalej, w rzeczywistości są one związane ze stratą mocy zasilacza POE, którą łatwo pominąć w projekcie.
1. Co to jest zasilacz POE
PoE odnosi się do transmisji danych dla niektórych terminali opartych na protokole IP (takich jak telefony IP, punkty dostępowe bezprzewodowej sieci LAN, kamery sieciowe itp.) bez wprowadzania jakichkolwiek zmian w istniejącej infrastrukturze okablowania Ethernet Cat.5.Jednocześnie może zapewnić technologię zasilania prądem stałym dla takich urządzeń.
Technologia PoE może zapewnić normalną pracę istniejącej sieci, zapewniając jednocześnie bezpieczeństwo istniejącego okablowania strukturalnego i minimalizując koszty.
Kompletny system PoE składa się z dwóch części: sprzętu zasilającego i sprzętu odbiorczego.

Sprzęt zasilający (PSE): przełączniki Ethernet, routery, koncentratory lub inne urządzenia przełączające sieć obsługujące funkcje POE.
Urządzenie zasilane (PD): W systemie monitoringu jest to głównie kamera sieciowa (IPC).
2. Standard zasilania POE
Najnowszy międzynarodowy standard IEEE802.3bt ma dwa wymagania:
Pierwszy typ: Jeden z nich polega na tym, że moc wyjściowa PSE musi osiągnąć 60 W, moc docierająca do urządzenia odbierającego moc wynosi 51 W (z powyższej tabeli widać, że jest to najniższa wartość), a strata mocy wynosi 9W.
Drugi typ: PSE musi osiągnąć moc wyjściową 90 W, moc docierająca do urządzenia odbierającego moc wynosi 71 W, a strata mocy wynosi 19 W.
Z powyższych kryteriów można wiedzieć, że wraz ze wzrostem mocy moc strata nie jest proporcjonalna do mocy zasilania, ale strata jest coraz większa, więc jak można obliczyć stratę PSE w praktycznym zastosowaniu?
3. Strata mocy POE
Przyjrzyjmy się więc, jak obliczana jest utrata mocy przewodnika w fizyce gimnazjum.
Prawo Joule'a to ilościowy opis konwersji energii elektrycznej na ciepło pod wpływem prądu przewodzenia.
Treść jest następująca: ciepło wytwarzane przez prąd przepływający przez przewodnik jest proporcjonalne do kwadratu prądu, proporcjonalne do rezystancji przewodnika i proporcjonalne do czasu, w którym jest on zasilany.Oznacza to zużycie personelu wygenerowane w procesie obliczeniowym.
Matematyczne wyrażenie prawa Joule'a: Q=I²Rt (dotyczy wszystkich obwodów), gdzie Q to moc tracona, P, I to prąd, R to opór, a t to czas.
W rzeczywistym użyciu, ponieważ PSE i PD działają jednocześnie, strata nie ma nic wspólnego z czasem.Wniosek jest taki, że strata mocy kabla sieciowego w systemie POE jest proporcjonalna do kwadratu prądu i proporcjonalna do wielkości rezystancji.Mówiąc najprościej, aby zmniejszyć pobór mocy kabla sieciowego, powinniśmy starać się zmniejszyć prąd w przewodzie i zmniejszyć rezystancję kabla sieciowego.Wśród nich szczególnie istotne jest znaczenie zmniejszania prądu.
Następnie przyjrzyjmy się konkretnym parametrom międzynarodowego standardu:
W standardzie IEEE802.3af rezystancja kabla sieciowego wynosi 20Ω, wymagane napięcie wyjściowe PSE wynosi 44V, prąd wynosi 0,35A, a strata mocy wynosi P=0,35*0,35*20=2,45W.
Podobnie w standardzie IEEE802.3at rezystancja kabla sieciowego wynosi 12,5 Ω, wymagane napięcie to 50 V, prąd 0,6 A, a strata mocy P=0,6*0,6*12,5=4,5W.
Obie normy nie mają problemu ze stosowaniem tej metody obliczeń.Jednak po osiągnięciu standardu IEEE802.3bt nie można tego obliczyć w ten sposób.Jeśli napięcie wynosi 50 V, moc 60 W musi wymagać prądu 1,2 A.W tym momencie strata mocy wynosi P=1,2*1,2*12,5=18W, minus strata do osiągnięcia PD. Moc urządzenia wynosi tylko 42W.
4. Przyczyny utraty mocy POE
Więc jaki jest powód?
W porównaniu z rzeczywistym zapotrzebowaniem wynoszącym 51 W, moc jest o 9 W mniejsza.Co dokładnie powoduje błąd obliczeniowy.
Spójrzmy ponownie na ostatnią kolumnę tego wykresu danych i uważnie obserwujmy, że prąd w oryginalnym standardzie IEEE802.3bt nadal wynosi 0,6A, a następnie spójrzmy na zasilanie skrętki, widzimy, że cztery pary mocy skrętki wykorzystywane jest zasilanie (IEEE802.3af, IEEE802.3at zasilane jest dwiema parami skrętek) W ten sposób można tę metodę uznać za obwód równoległy, prąd całego obwodu wynosi 1,2A, ale całkowite straty są dwukrotnie większe zasilania dwóch par skrętki zasilającej,
Zatem strata P=0,6*0,6*12,5*2=9W.W porównaniu z 2 parami skrętek, ta metoda zasilania pozwala zaoszczędzić 9 W mocy, dzięki czemu PSE może sprawić, że urządzenie PD będzie odbierać moc, gdy moc wyjściowa wynosi tylko 60 W.Moc może osiągnąć 51 W.
Dlatego wybierając sprzęt PSE musimy zwrócić uwagę na maksymalne zmniejszenie prądu i zwiększenie napięcia, w przeciwnym razie łatwo doprowadzi to do nadmiernej utraty mocy.Można wykorzystać samą moc sprzętu PSE, jednak w praktyce nie jest ona dostępna.
Urządzenie PD (takie jak kamera) wymaga do użycia napięcia 12 V i 12,95 W.Jeśli używany jest zasilacz PSE 12V2A, moc wyjściowa wynosi 24W.
W rzeczywistym użyciu, gdy prąd wynosi 1A, strata P=1*1*20=20W.
Gdy prąd wynosi 2A, strata P=2*2*20=80W,
W tym momencie im większy prąd, tym większa strata, a większość mocy została zużyta.Oczywiście urządzenie PD nie może odbierać mocy przesyłanej przez PSE, a kamera będzie miała niewystarczające zasilanie i nie będzie mogła normalnie pracować.
Problem ten jest również powszechny w praktyce.W wielu przypadkach wydaje się, że zasilacz jest na tyle duży, że można go wykorzystać, ale straty nie są liczone.W rezultacie kamera nie może normalnie pracować z powodu niewystarczającego zasilania, a przyczyna nie zawsze może zostać znaleziona.
5. Rezystancja zasilania POE
Oczywiście powyżej wspomniano o rezystancji kabla sieciowego, gdy odległość zasilania wynosi 100 metrów, co jest mocą dostępną przy maksymalnej odległości zasilania, ale jeśli rzeczywista odległość zasilania jest stosunkowo niewielka, np. Tylko 10 metrów, wówczas rezystancja wynosi odpowiednio tylko 2 Ω. Strata 100 metrów stanowi tylko 10% straty 100 metrów, dlatego też bardzo ważne jest, aby przy wyborze sprzętu PSE w pełni wziąć pod uwagę rzeczywiste wykorzystanie.
Rezystancja 100 metrów kabli sieciowych z różnych materiałów super pięciu rodzajów skrętek:
1. Drut stalowy pokryty miedzią: 75-100 Ω 2. Drut aluminiowy pokryty miedzią: 24-28 Ω 3. Drut srebrny pokryty miedzią: 15 Ω
4. Kabel sieciowy z miedzi beztlenowej: 42 Ω 5. Kabel sieciowy z miedzi beztlenowej: 9,5 Ω
Widać, że im lepszy kabel, tym najmniejszy opór.Zgodnie ze wzorem Q=I²Rt, czyli moc tracona w procesie zasilania jest najmniejsza, dlatego kabel należy dobrze wykorzystać.Bądź bezpieczny.
Jak wspomnieliśmy powyżej, wzór na stratę mocy Q=I²Rt, aby zasilacz PoE miał najmniejsze straty od końca zasilacza PSE do urządzenia odbierającego moc PD, wymaga minimalnego prądu i minimalnej rezystancji, aby osiągnąć najlepszy efekt w całym procesie zasilania.
Czas publikacji: 17 marca 2022 r