本文將介紹如何通過單對數(shù)據(jù)線傳輸電力。通過新型單對以太網(wǎng)供電(SPoE)可以遠距離傳輸電力和數(shù)據(jù)。本文將說明系統(tǒng)設置以及如何為電纜供電。本文將介紹支持此類SPoE解決方案的架構(gòu)和獨立集成電路。
遠距離傳輸電能(例如在工廠內(nèi))并非易事。當然，電工可以在制造廠的任何位置將設備與電網(wǎng)連接。然而，這非常耗時且成本很高。
多年來，以太網(wǎng)供電(PoE)一直都是獨立電網(wǎng)連接的替代方案。借助PoE，可以向設備提供高達71 W的功率(傳輸距離達到100米)。PoE使用Cat 5和更高規(guī)格的雙絞線電纜，支持許多已布設以太網(wǎng)電纜的應用。
一種名為SPoE的PoE技術(shù)也適用于雙線電纜，提供了一種新選擇。利用SPoE，通過一根雙線電纜就能傳輸高達52 W的功率。傳輸距離可長達1公里。許多工廠已將雙線電纜用于4 mA至20 mA應用。同樣可輕松用于SPoE。如果沒有現(xiàn)有的布線，即使沒有電工的幫助，也可以輕松添加新布線。
與PoE一樣，SPoE既可傳輸數(shù)據(jù)，也能傳輸電力。這一點很重要，因為遠程電子設備通常需要電源和數(shù)據(jù)連接。圖1顯示T1L PHY模塊的情況。
圖1.SPoE系統(tǒng)可傳輸高達52 W的功率。
如果僅傳輸電能，為什么要使用SPoE技術(shù)?SPoE是一項IEEE標準化技術(shù)，與來自各種不同制造商的SPoE硬件兼容，提供全面的系統(tǒng)遙測(用于監(jiān)控能量傳輸狀態(tài)、檢測故障)，并提供過壓保護和接地環(huán)路隔離。
SPoE解決方案需要一個供電設備(PSE)控制器和一個受電設備(PD)控制器，前者是一種通過雙線電纜傳輸電能的電路，后者從雙線電纜接收能量。圖1所示為點對點連接。也可以進行星形和菊花鏈連接。如果使用現(xiàn)有的電纜，則可以減少電路重新布線所需的成本和工作量。
PSE控制器通常是為多個通道(電纜)設計的。這對于為多個遠程器件(即傳感器)供電的系統(tǒng)至關(guān)重要。例如，ADI公司的LTC4296-1可以為五個負載供電(圖2)。每條供電線可長達1000米。
圖2.LTC4296-1 SPoE PSE控制器適合驅(qū)動多達五個通道。
圖3顯示采用LTC9111的PD接收器電路的方框圖。通過雙線電纜供電。PD電路負責對線路傳輸進行分類和監(jiān)控。通過分類確定電能傳輸?shù)墓β实燃?。如果運行的電氣設備需要24 V或55 V以外的電壓，則需要使用額外的DC-DC轉(zhuǎn)換器。
圖3.下游配備DC-DC轉(zhuǎn)換器的PD。
除了SPoE，還有數(shù)據(jù)線供電(PoDL)技術(shù)。這兩種技術(shù)非常相似。SPoE的工作電壓為24 V或55 V，橋接距離可達1000米，而PoDL用于短距離(15米或40米)系統(tǒng)，工作電壓為12 V、24 V或48 V。PoDL主要用于汽車領域和類似應用(如建筑設備)。SPoE主要用于工業(yè)環(huán)境。
借助一些巧妙的方式，即可通過雙線電纜安全供電。這樣就能實現(xiàn)大功率應用(如邊緣智能)，重用現(xiàn)有的工業(yè)設施布線還可降低成本。
（來源：ADI）
