Ethernet üzerinden bir IC'ye nasıl güç verebilirim?

Sadece odamın ethernet çıkışı tarafından sağlanan gücü kullanarak küçük bir Entegre Devreye güç vermeye çalışıyordum. Bu mümkün mü?

Google'ı aradım ve sağladığı voltajın 2v ile 3v arasında bir şey olduğunu buldum. Bir DC voltajı değil, rastgele bir AC voltajı olduğundan, voltajı korumak için bir çeşit AD konvertörü veya basit bir tepe dedektörü devresi kullanmak zorunda kalmadan bir IC'ye güç vermenin mümkün olmayacağına inanıyorum.

Yanlış mıyım? Bu dava için tavsiyeleriniz var mı?

"Enerji Toplama" adlı bir kavramı kullanarak açıklıyorsunuz, ancak enerji kaynağınız olarak ethernet bağlantı noktasının veri çiftlerini kullanmaya çalışıyorsunuz .

Güncelleme: Pekala, bunu biraz niteleyelim ...

Son derece ilginç olsa da (ustalarım bu alanda çalıştım), tarif ettiğiniz şey pratikte bir dizi nedenden dolayı iyi çalışmaz :

1. Bükülmüş çift kablo üzerinden tüm Ethernet sürümleri, transformatör kaplinli her çift üzerinden farklı veri iletimini belirtir. Bu, DC güç yolunun olmadığı anlamına gelir. Bir izolasyon transformatörü üzerinden her iki yönde de akımınız var. Dönüştürmek ve koşullandırmak için devrelere ihtiyacınız olacak. Kazanacağınız gücün çoğu, dönüşüm ve koşullandırma devrelerinizin durgun gücünde tüketilenden daha fazla olacaktır. Yük için bir şey kalmışsa çok az olacaktır.

2. Hat yalnızca size veri gönderildiğinde (veya yayınlandığında) etkindir. Ağı kontrol ettiğiniz yapılandırılmış bir ortam oluşturmadıkça, veriler (şemanızdaki güç) güvenilir olmayacaktır.

3. Ağı kontrol edebiliyorsanız , ağ anahtarı ile cihazınız arasına Ethernet üzerinden bir Güç kaynağı takmanız yeterlidir. Bir PoE güç kaynağı, kategori 5 kablosundaki (10bT, 100bTx) aksi takdirde kullanılmayan bakır çiftlerine DC gücü (-48V) ekler. Hatta güç çiftinin üzerine veri sürerek Gigabit Ethernet ile bile çalışabilir (böylece çift amaca hizmet eder). Bu kadar basit. Neden hasatla uğraşasınız ki?

Tasarım Deneyi

Silicon Labs'ın ortak bir Ethernet arayüz çipi ( CP2200 ).

İşte bir soyutlama:

• Kablo sisteminin karakteristik empedansı yaklaşık olarak 100 Ohm (Silikon Labs Şekilde 100 Ohm sonlandırma direncini bakın neden olan).

• CP2200'ün nominal tepe iletim çıkış akımı 15mA'dır (sayfa 9). Programlanabilir akım çıkışına sahip olanlar bile (DP83223 gibi) yüksek akım çiplerinin mevcut olduğuna dikkat edilmelidir.

• En yüksek verimlilikte (eşleşen empedans) yük, iletim frekansında 100 Ohm eşdeğerini göstermelidir.

• Aktarma sistemi 1: 2.5 kademeli bir transformatör kullanır

Güç Aktarımını Maksimize Etme:

Diğer uçta (ağ jakının çıkışı), maksimum tepe akımı 6mA'dır (15mA / 2.5'ten). Maksimum anlık P = I ^ 2 R = 3.6mW veya yaklaşık 2.5mW, rms'ye (kötü değil!

15mA maksimum çıkış için, vericinin çıkış aşaması kaynak direncine yaklaşık 120 Ohm ekler.

1. Geriye doğru çalışırken, transformatörün uzak tarafında 200 Ohm var
2. 2.5 dönüş oranı, transformatörün birincil (vericinin) tarafında görünen 32 Ohm'a bir empedans dönüşümü ile sonuçlanır.
3. Bu birincil sargıda 480mV .
4. Transformatör, ikincilde 2,5X ila 1,2V yükselir.
5. Gerilimin yarısı kablo empedansına kaybedilir ve bu da ideal yüke 0.6V tepe verir.

Bu P = V ^ 2 / R = 3.6mW. İdeal beklentiyle eşleşiyor, bu yüzden iyiyiz.

Uygulamadaki Sorun İşte:

Ne yazık ki, güç dağıtımı tam bir hikaye değil. Şimdi onu kullanabilmelisin.

Bu iki kutupludur, bu yüzden düzeltmeniz, dalgalanmanız ve (muhtemelen) yükseltmeniz (veya başka bir şekilde dönüştürmeniz / düzenlemeniz) gerekir. Bunun için çok fazla voltaj yükü yoktur.

0.6V ile çalışıyorsunuz ve tam köprü doğrultucuda iki diyotu geçirmeniz gerekiyor. Düşük ileri damla diyot tiplerini kullanıyor olsanız bile, hala yaklaşık 0,3V (diyot başına) bakıyorsunuz. Bu, yükünüzde kullanabileceğiniz voltajın (ve dolayısıyla gücün) temelde hiçbir şey olmadığı anlamına gelir.

Alternatif Doğrultucu Mimarileri

Diyot köprüsünün yanı sıra hasat için başka yaklaşımlar da vardır, bu yüzden imkansız değildir, ancak bunu yapmak çok pratik değildir.

Örneğin, diyotlardan birini ortadan kaldırmak için yarım dalga doğrultucu (baktığım çoğu RFID etiketi bunu yapabilir) kullanabilirsiniz (ancak dalga formunun yarısını kaybedersiniz).

Bu durumda,

• 0.3V, tepe * 6mA (ideal) = 1.8mW (tepe) = 1.27mW (rms)
• Döngünün sadece yarısı ile yaklaşık 640uW'a (mikro Watt) düşersiniz
• Daha sonra iletim görev döngünüze göre azaltmanız gerekir (vericiyi etkin tutma süreniz yüzdesi)

... ve bu maksimum. Yükünüzü tam olarak 6mA'dan değiştirirseniz, azalan verim ve dolayısıyla bunun getirdiği empedans uyumsuzluğu nedeniyle beklediğinizden çok daha az güç çıkışı elde edersiniz.

Doğrultucu tasarımı hasat aktif bir araştırma alanıdır ve tek bir diyot kullanmanın daha etkili yolları vardır. Eğer gerçekten bunu yapmaya kararlıysanız, cevap verin ve ben de sizin için bazı alıntılar / fikirler bulacağım.