• about19

Hướng dẫn các bạn tìm hiểu thêm về bộ nguồn POE!

Nhiều bạn đã nhiều lần hỏi bộ nguồn poe có ổn định không?Cáp tốt nhất để cung cấp điện là gì?Tại sao sử dụng công tắc poe để cấp nguồn cho máy ảnh vẫn không hiển thị?và như vậy, trên thực tế, những điều này có liên quan đến việc mất điện của bộ cấp nguồn POE, điều này rất dễ bị bỏ qua trong dự án.
1. Bộ nguồn POE là gì
PoE đề cập đến việc truyền dữ liệu cho một số thiết bị đầu cuối dựa trên IP (chẳng hạn như điện thoại IP, điểm truy cập mạng LAN không dây AP, camera mạng, v.v.) mà không thực hiện bất kỳ thay đổi nào đối với cơ sở hạ tầng cáp Ethernet Cat.5 hiện có.Đồng thời, nó cũng có thể cung cấp công nghệ cấp nguồn DC cho các thiết bị đó.
Công nghệ PoE có thể đảm bảo hoạt động bình thường của mạng hiện tại đồng thời đảm bảo tính bảo mật của hệ thống cáp có cấu trúc hiện có và giảm thiểu chi phí.
Một hệ thống PoE hoàn chỉnh bao gồm hai phần: thiết bị cấp nguồn và thiết bị nhận nguồn.

Thiết bị cung cấp điện (PSE): Bộ chuyển mạch Ethernet, bộ định tuyến, trung tâm hoặc các thiết bị chuyển mạch mạng khác hỗ trợ chức năng POE.
Thiết bị cấp nguồn (PD): Trong hệ thống giám sát chủ yếu là camera mạng (IPC).
2. Tiêu chuẩn cấp nguồn POE
Tiêu chuẩn quốc tế mới nhất IEEE802.3bt có hai yêu cầu:
Loại đầu tiên: Một trong số đó là công suất đầu ra của PSE được yêu cầu đạt 60W, công suất đến thiết bị nhận điện là 51W (có thể thấy từ bảng trên đây là dữ liệu thấp nhất), và công suất hao phí là 9W.
Loại thứ hai: PSE được yêu cầu để đạt được công suất đầu ra là 90W, công suất đến thiết bị nhận điện là 71W, và công suất tổn thất là 19W.
Từ các chỉ tiêu trên, có thể biết rằng với việc tăng công suất cung cấp thì tổn thất điện năng không tỷ lệ thuận với nguồn điện cung cấp mà tổn thất ngày càng lớn, vậy tổn thất PSE trong ứng dụng thực tế có thể tính như thế nào?
3. Mất nguồn POE
Vì vậy chúng ta hãy xem xét cách tính hao phí công suất của dây dẫn trong vật lý trung học cơ sở.
Định luật Joule là một mô tả định lượng về sự chuyển đổi năng lượng điện thành nhiệt bằng dòng điện dẫn.
Nội dung là: nhiệt lượng do dòng điện đi qua vật dẫn sinh ra tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện, tỉ lệ với điện trở của vật dẫn và tỉ lệ với thời gian nó được đóng điện.Đó là, mức tiêu thụ nhân viên được tạo ra trong quá trình tính toán.
Biểu thức toán học của định luật Joule: Q = I²Rt (áp dụng cho tất cả các mạch) trong đó Q là công suất bị mất, P, I là cường độ dòng điện, R là điện trở và t là thời gian.
Trong thực tế sử dụng, vì PSE và PD hoạt động cùng lúc nên việc mất mát không liên quan gì đến thời gian.Kết luận là tổn hao công suất của cáp mạng trong hệ thống POE tỷ lệ với bình phương của dòng điện và tỷ lệ với kích thước của điện trở.Nói một cách đơn giản, để giảm công suất tiêu thụ của dây mạng, chúng ta nên cố gắng làm cho dòng điện của dây nhỏ hơn và điện trở của dây mạng nhỏ hơn.Trong số đó, ý nghĩa của việc giảm dòng điện là đặc biệt quan trọng.
Sau đó chúng ta hãy xem các thông số cụ thể của tiêu chuẩn quốc tế:
Trong tiêu chuẩn IEEE802.3af, điện trở của cáp mạng là 20Ω, điện áp đầu ra PSE yêu cầu là 44V, cường độ dòng điện là 0,35A và công suất tổn thất là P = 0,35 * 0,35 * 20 = 2,45W.
Tương tự, ở tiêu chuẩn IEEE802.3at, điện trở của cáp mạng là 12,5Ω, điện áp yêu cầu là 50V, cường độ dòng điện là 0,6A và công suất tổn thất là P = 0,6 * 0,6 * 12,5 = 4,5W.
Cả hai tiêu chuẩn không có vấn đề gì khi sử dụng phương pháp tính toán này.Tuy nhiên, khi đạt đến tiêu chuẩn IEEE802.3bt thì không thể tính theo cách này.Nếu hiệu điện thế là 50V, công suất 60W thì phải cần dòng điện 1,2A.Lúc này công suất hao phí là P = 1,2 * 1,2 * 12,5 = 18W, trừ đi phần hao hụt để đạt PD Công suất của thiết bị chỉ là 42W.
4. Lý do mất nguồn POE
Vậy lý do là gì?
So với yêu cầu thực tế là 51W, có ít hơn 9W điện năng.Vì vậy, chính xác những gì đang gây ra lỗi tính toán.

Hãy xem lại cột cuối cùng của biểu đồ dữ liệu này và quan sát kỹ rằng dòng điện trong tiêu chuẩn IEEE802.3bt ban đầu vẫn là 0,6A, sau đó nhìn vào bộ nguồn xoắn đôi, chúng ta có thể thấy rằng bốn cặp nguồn xoắn đôi. nguồn cung cấp được sử dụng (IEEE802.3af, IEEE802. 3at được cấp nguồn bởi hai cặp đôi xoắn) Theo cách này, phương pháp này có thể được coi như một mạch song song, dòng điện của toàn mạch là 1,2A, nhưng tổng số tổn hao là hai lần của hai cặp nguồn điện xoắn đôi,
Do đó, tổn thất P = 0,6 * 0,6 * 12,5 * 2 = 9W.So với 2 cặp cáp xoắn đôi, cách cấp nguồn này tiết kiệm 9W điện năng, nhờ đó PSE có thể làm cho thiết bị PD nhận điện khi công suất đầu ra chỉ là 60W.Công suất có thể đạt 51W.
Vì vậy, khi chúng ta lựa chọn thiết bị PSE phải chú ý giảm dòng và tăng điện áp càng nhiều càng tốt, nếu không sẽ dễ dẫn đến tình trạng hao phí điện năng quá mức.Chỉ riêng sức mạnh của thiết bị PSE có thể được sử dụng, nhưng nó không khả dụng trong thực tế.

Một thiết bị PD (chẳng hạn như máy ảnh) cần 12V 12,95W để được sử dụng.Nếu sử dụng PSE 12V2A, công suất đầu ra là 24W.
Trong thực tế sử dụng, khi dòng điện là 1A, tổn hao P = 1 * 1 * 20 = 20W.
Khi dòng điện là 2A, công suất mất P = 2 * 2 * 20 = 80W,
Lúc này dòng điện càng lớn thì tổn hao càng lớn và đã tiêu hao gần hết công suất.Rõ ràng, thiết bị PD không thể nhận được nguồn điện do PSE truyền, và máy ảnh sẽ không đủ điện và không thể hoạt động bình thường.
Vấn đề này cũng phổ biến trong thực tế.Trong nhiều trường hợp, dường như nguồn điện đủ lớn để sử dụng, nhưng tổn thất không được tính.Kết quả là máy ảnh không thể hoạt động bình thường do nguồn điện không đủ và luôn không thể tìm ra nguyên nhân.
5. Điện trở cấp nguồn POE
Tất nhiên, những gì đã đề cập ở trên là điện trở của cáp mạng khi khoảng cách cấp nguồn là 100 mét, là công suất khả dụng ở khoảng cách cấp nguồn tối đa, nhưng nếu khoảng cách cấp nguồn thực tế là tương đối nhỏ, chẳng hạn như chỉ 10. Khi đó điện trở chỉ là 2Ω, tương ứng Suy hao của 100 mét chỉ bằng 10% so với tổn hao của 100 mét, do đó, việc xem xét đầy đủ nhu cầu sử dụng thực tế khi lựa chọn thiết bị PSE cũng rất quan trọng.
Khả năng chống chịu của 100 mét cáp mạng bằng nhiều vật liệu khác nhau của siêu năm loại cặp xoắn:
1. Dây thép mạ đồng: 75-100Ω 2. Dây nhôm mạ đồng: 24-28Ω 3. Dây bạc mạ đồng: 15Ω
4. Cáp mạng đồng bọc đồng: 42Ω 5. Cáp mạng đồng không oxy: 9.5Ω
Có thể thấy rằng cáp càng tốt thì điện trở nhỏ nhất.Theo công thức Q = I²Rt, tức là điện năng mất đi trong quá trình cấp điện là ít nhất, vì vậy đây là lý do tại sao nên sử dụng tốt cáp.Hãy an toàn.
Như chúng tôi đã đề cập ở trên, công thức tổn thất công suất, Q = I²Rt, để bộ nguồn poe có tổn thất ít nhất từ ​​đầu nguồn PSE đến thiết bị nhận nguồn PD, cần đạt được dòng điện tối thiểu và điện trở tối thiểu hiệu quả tốt nhất trong toàn bộ quá trình cung cấp điện.


Thời gian đăng: 17-03-2022