이더넷을 통해 IC에 어떻게 전원을 공급할 수 있습니까?

나는 내 방의 이더넷 콘센트가 제공하는 전력만을 사용하여 작은 집적 회로에 전력을 공급할 것을 기대하고있었습니다. 가능합니까?

나는 봤는데 그것이 제공하는 전압이 2v와 3v 사이에 있다는 것을 알았습니다. DC 전압은 아니지만 임의의 AC 전압이므로 전압을 유지하기 위해 일종의 AD 대화 장치 또는 간단한 피크 검출기 회로를 사용하지 않고 IC에 전원을 공급할 수는 없다고 생각합니다.

내가 잘못? 그 사건에 대한 조언이 있습니까?

"에너지 수확"이라는 개념을 사용하여 설명하고 있지만 이더넷 포트 의 데이터 쌍을 에너지 소스로 사용하려고합니다 .

업데이트 : 글쎄,이 조금 자격을 부여하자 ...

매우 흥미롭지 만 (이 분야에서 석사 과정을 마쳤습니다), 당신이 묘사 한 내용 은 여러 가지 이유로 실제로 잘 작동하지 않습니다 .

1. 트위스트 페어 케이블을 통한 모든 버전의 이더넷은 트랜스포머 커플 링을 통해 각 페어를 통한 차동 데이터 전송을 지정합니다. 이는 DC 전원 경로가 없음을 의미합니다. 절연 변압기를 통해 전류가 양방향으로 이동하고 있습니다. 변환 및 컨디셔닝하려면 회로가 필요합니다. 당신이 얻을 많은 전력은 변환 및 컨디셔닝 회로의 대기 전력에서 소비되는 것보다 더 많은 것입니다. 짐이 남을 것이 거의 없을 것입니다.

2. 회선은 데이터가 사용자에게 전송되거나 브로드 캐스트 될 때만 활성화됩니다. 네트워크를 제어하는 ​​구조화 된 환경을 만들지 않으면 데이터 (구성표의 전원)를 신뢰할 수 없습니다.

3. 네트워크를 제어 할 수 있으면 네트워크 스위치와 장치 사이에 이더넷을 통한 전원 공급 장치를 설치하십시오. PoE 전원 공급 장치는 카테고리 5 케이블 (10bT, 100bTx)에서 사용되지 않는 구리 쌍에 DC 전원 (-48V)을 추가합니다. 전원 쌍의 맨 위에서 데이터를 타서 기가비트 이더넷과 함께 작동 할 수도 있습니다 (따라서 이중 용도로 사용). 그렇게 간단합니다. 왜 수확을 방해합니까?

디자인 실험

다음 은 Silicon Labs 의 공통 이더넷 인터페이스 칩 ( CP2200 )입니다.

추상화는 다음과 같습니다.

• 케이블 시스템의 특성 임피던스는 약 100 Ohms입니다 (실리콘 랩스 그림에서 100 Ohm 종단 저항을 보는 이유).

• CP2200의 공칭 피크 전송 출력 전류는 15mA입니다 (9 페이지). 프로그래밍 가능한 전류 출력 (예 : DP83223)을 포함하여 고전류 칩을 사용할 수 있습니다.

• 피크 효율 (일치 된 임피던스)에서 부하는 전송 주파수에서 100 옴에 해당해야합니다.

• trasmission 시스템은 1 : 2.5 승압 변압기를 사용합니다

전력 전송 최대화

다른 쪽 끝 (네트워크 잭의 출력)에서 최대 피크 전류는 6mA (15mA / 2.5)입니다. P = I ^ 2 R = 3.6mW 또는 약 2.5mW, rms (나쁘지 않습니다!)

15mA 최대 출력의 경우 트랜스미터의 출력단에 약 120 Ohms의 소스 저항이 추가됩니다.

1. 거꾸로 작업하면 변압기의 원격쪽에 200 Ohms가 있습니다.
2. 2.5 권선비는 변압기의 1 차측 (송신기)에서 32 옴으로 임피던스 변환을 초래합니다.
3. 1 차 권선 에서 480mV 입니다.
4. 변압기는 2 차측에서 2.5V ~ 1.2V 씩 승압합니다.
5. 전압의 절반이 케이블 임피던스로 손실되어 이상적인 부하에 대해 0.6V 피크가 발생합니다.

P = V ^ 2 / R = 3.6mW입니다. 이상적인 기대와 일치하므로 우리는 좋습니다.

실제 문제는 다음과 같습니다.

불행히도 전력 공급은 전체 이야기가 아닙니다. 이제 사용할 수 있어야합니다.

양극성이므로 정류, 리플 해제 및 스텝 업 (또는 변환 / 조절)이 필요합니다. 이것에 대한 많은 전압 오버 헤드가 없습니다.

0.6V로 작업 중이며 풀 브리지 정류기에서 2 개의 다이오드를 전송해야합니다. 낮은 순방향 드롭 다이오드 유형을 사용하더라도 여전히 다이오드 당 약 0.3V를보고 있습니다. 즉, 부하에 사용할 수있는 전압 (따라서 전원)은 기본적으로 아무것도 아닙니다.

대체 정류기 아키텍처

다이오드 브리지 외에 수확에 대한 다른 접근 방법이 있으므로 불가능하지는 않지만 그렇게하는 것은 매우 비현실적입니다.

예를 들어, 반파 정류기 (내가 본 대부분의 RFID 태그)를 사용하여 다이오드 중 하나를 제거 할 수 있지만 파형의 절반을 잃을 수 있습니다.

이 경우에는

• 0.3V, 피크 * 6mA (이상) = 1.8mW (피크) = 1.27mW (rms)
• 사이클 생성의 절반만으로 약 640uW (마이크로 와트)
• 그런 다음 전송 듀티 사이클 (송신기를 활성 상태로 유지하는 시간의 백분율)에 따라 속도를 줄입니다.

... 그리고 그것은 최대입니다. 부하를 정확히 6mA에서 변경하면 효율이 떨어지고 임피던스 불일치로 인해 예상치 못한 전력 출력이 줄어 듭니다.

정류기 설계 수확은 활발한 연구 분야이며 단일 다이오드를 사용하는보다 효율적인 방법이 있습니다. 당신이 정말로 이것을 추구하기 위해 노력한다면, 답장을 보내십시오. 나는 당신을위한 몇 가지 인용 / 아이디어를 찾겠습니다.