내용물
1.이더넷 전원장치(PoE)이란 무엇입니까?
2.이더넷 전원장치(PoE)의 발전.
3.IEEE 표준이란 무엇입니까?
4.이더넷 전원장치 (PoE) 분야에 적합한 DC/DC 컨버터 제안.
1.이더넷 전원장치 (PoE)이란 무엇입니까
PoE는 "Power over Ethernet"을 의미하며 이더넷 케이블을 통해 네트워크에 연결된 장치에 전원을 공급하는 기술을 나타냅니다. 전원이 접근하기 어려운 장소에 별도의 전원코드 없이 전원이 필요한 기기를 배치할 수 있어서 설치 위치 선택의 범위가 넓어지고 설치 비용도 대폭 절감된다.
기존 이더넷(Ethernet) Cat.5을 수정하지 않고 케이블링 인프라는 일부 IP 기반 단말기(예: IP 전화, 무선 LAN 액세스 포인트 AP, 네트워크 카메라 등)에 데이터 신호를 전송하는 동시에 이러한 장치에 직류(DC) 전원 공급 기술을 제공할 수도 있습니다.
다음 그림에서 현재 끝에 이더넷 전원 스위치가 연결되고 백엔드에 이더넷 전원 부하가 연결될 경우 전체적인 설치 복잡성과 자재 및 전원 케이블 비용이 크게 줄어드는 것으로 알 수 있습니다.
이미지 출처-FS COMMUNITY "Demystifying PoE Network: Features, Standards, Types, and Common FAQs"
2.이더넷 전원장치 (PoE)의 발전
이미지 출처-SMI JAPAN "PoE(Power over Ethernet)向けDC/DCコンバーター"
PoE는 VoIP(Voice over Internet Phone)의 전원 공급 문제를 해결하기 위해 처음 발명되었습니다. 기존 전화기는 음성 통화를 전송하는 구리선에서 직접 전원을 공급받을 수 있습니다. 그러나 점점 인기를 얻고 있는 VoIP는 기존 회선에 연결되지 않고 대신에 회사의 근거리 통신망(LAN)인 이더넷 케이블을 통해 전화를 겁니다. 이더넷 케이블은 전원을 공급하지 않으므로 VoIP는 어댑터를 통해 주 전원 공급 장치에 연결되어야 합니다. 건물이 정전되면 전화가 중단되기 때문에 이는 종합적으로 충분하지 않습니다.
통신 장비 제조업체인 Cisco는 2000년에 기존 전화시스템을 모방하면서 VoIP 전화의 전원을 공급하기 위해 48VDC를 공급하는 이더넷 케이블을 도입하는 자체 기술을 소개한 최초의 회사가 되었습니다.
이미지 출처-Cisco
이 기술은 궁극적으로 1983년에 "이더넷 표준"(IEEE 802.3) 개발을 담당한 IEEE의 관심을 끌었습니다. 협회는 모든 제조업체가 제품을 "PoE Reay " 상태로 만들기 위해서는 PoE의 표준 버전을 확립하는 것이 중요하다고 믿었습니다. 이 작업은 IEEE 802.3 이더넷 위원회의 실무 소위원회에서 처리하며 이름은 '802.3af'입니다.
IEEE는 1999년에 최초의 참여 제조업체인 3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel 및 National Semiconductor과 함께 이 표준을 개발하기 시작했습니다 . 2003년 6월이 되어서야 비로서 실무 소위원회는 IEEE 802.3af PoE 표준을 승인했습니다. 2009년에는 더 높은 전력을 처리할 수 있는 유사한 기술을 정의하는 두 번째 표준인 IEEE 802.3at도 승인되었습니다.
2009년 IEEE 802.3at가 승인된 이후 PoE 기술은 엔지니어들이 더 큰 전력 요구 사항을 갖춘 새로운 PD를 추가하려는 열망에 따라 계속해서 발전해 왔습니다. 2018년 말에는 PSE 측에서 90W를 공급하는 한편 PD에 71.3W의 전력을 공급할 수 있는 IEEE 802.3bt PoE 표준의 새 버전이 승인되었습니다.
3.IEEE 표준이란 무엇입니까
IEEE 표준은 전기전자공학자협회(IEEE)에서 개발한 전자 기술 및 전기 공학에 대한 국제 표준입니다. 이러한 표준의 존재는 장비와 시스템의 정확하고 안전하며 상호 교환 가능한 작동을 보장하기 위한 것입니다.
- IEEE 802.3af（PoE）：최대 전원 공급 장치는 15.4W입니다.
- IEEE 802.3at（PoE+）：최대 전원 공급 장치는 30W입니다.
- IEEE 802.3bt (PoE++)：최대 전원 공급 장치는 60(유형 3) 또는 100W(유형 4)입니다.
이미지 출처-STH FORUMS "Key Differences of PoE vs PoE+ vs PoE++ Switches a STH Guide"
처음에 PoE는 VoIP 및 무선 액세스 포인트와 같은 저전력 장치에 전력을 공급하기 위해 개발되었습니다. 그러나 사회가 디지털화되면서 네트워크 연결이 필요한 장치가 늘어나고 전력 소비도 증가되었습니다.
사물 인터넷(IoT)의 발전으로 인해 센서와 액추에이터가 네트워크에 연결되는 많은 시나리오가 생성되었습니다. 이러한 장치에 별도의 전원을 공급하는 것은 어떤 경우에는 비효율적이거나 기술적으로 어려울 수 있습니다. 또한 고해상도 감시 카메라 및 차세대 Wi-Fi 표준에 대한 액세스 포인트와 같은 새로운 네트워크 장치에는 기존 PoE 표준이 제공할 수 있는 것보다 더 많은 전력이 필요합니다.
PoE의 성능을 크게 향상시키기 위한 새로운 표준의 필요성과 수요 증가로 인해 단일 케이블을 통해 데이터와 전력을 동시에 전송할 수 있고 배선의 복잡성이 크게 감소되며 설치 및 운영비용을 절감시키는 IEEE 802.3bt 표준이 등장하게 되었습니다. 이것은 또한 중앙에서 전력을 관리할 수 있어 에너지 효율성이 향상되고 원격 전력 관리가 가능해졌습니다.
다음 그림은 다양한 터미널 로드 장치에 해당하는 다양한 PoE 표준을 보여줍니다.
이미지 출처-STH FORUMS "Key Differences of PoE vs PoE+ vs PoE++ Switches a STH Guide"
4.이더넷전원장치 (PoE) 분야에 적합한 DC/DC 컨버터 제안
PoE 표준(IEEE 802.3)은 제공할 수 있는 최대 전력과 전송할 수 있는 전압 레벨을 규정합니다. PoE++를 사용하면 이더넷 케이블을 통해 장치에 최대 100W에 가까운 전력을 공급할 수 있습니다. 장치는 최대 케이블 길이(100m) 내 어디든 배치할 수 있습니다. 그러나 장거리 전력 전송에는 전압 강하가 수반됩니다. 이를 보상하고 전원 공급 장치의 효율성을 향상시키기 위해 PoE는 일반적으로 48V(PoE+는 54V)의 더 높은 전압을 사용합니다. 이는 전압이 높을수록 전력 전송 손실이 줄어들어 장비가 장거리에 걸쳐 충분한 전력을 확보할 수 있기 때문입니다. 전력 전송 중 손실이 발생하더라도 장비의 최종 동작에 필요한 전압을 보장할 수 있습니다.
MINMAX의 MKZI40, MRZI100 및 MRZI150 시리즈는 철도용으로 특별히 설계된 고성능 절연형 DC-DC 컨버터입니다. 이 시리즈는 범용 2"x1" 또는 1/4 브릭 구조로 패키징되며 최대 출력 범위는 40W~150W입니다. 입력 전압 범위는 철도 분야에서 일박전인 36-160VDC이며 36VDC 전압에서 시작하여 일정한 전압을 달성할 수 있습니다. 또한 출력 전압은 5V, 12V, 15V, 24V, 54V(MKZI40의 경우 ±12V, ±15V) 중에서 선택할 수 있으며, 54V 출력 전압은 특히 PoE 애플리케이션에 적합합니다.
위 시리즈는 효율성이 최대 90%인 최첨단 회로 토폴로지를 채택했습니다. 입출력 전압과 주변 온도의 급격한 변화에도 전체 효율을 유지하면서 성능이 안정적입니다. 또한 시동 시 시스템 로드 및 전력 요구 사항을 100% 충족하고 정격 입력 전압을 신속하게 제공하며 최적화된 시스템 로드 및 드라이브 전력 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 이 시리즈는 또한 2000VAC ~ 3000VAC의 높은 절연 전압과 강화된 절연 시스템을 통해 우수한 절연 성능을 갖추고 있어 낙뢰로 인한 터미널 시스템 손상 및 사람의 부상을 효과적으로 방지합니다. 추가적인 보호 기능에는 입력 전압 보호, 출력 과전류 보호, 출력 단락 보호, 출력 과전압 보호, 과열 보호 등이 포함되어 오류 발생 시 전원 모듈 자체와 터미널 시스템을 즉시 보호할 수 있습니다. 또한 5000m의 고지대에서의 작동을 지원하며 철도 표준 EN50155(IEC60571), 화재 테스트 표준 및 안전 표준 IEC/EN/UL62368-1 인증을 받았습니다.
위와 같은 이유로 MINMAX의 MKZI40, MRZI100 및 MRZI150 시리즈는 신뢰성, 효율성 및 안전성으로 인해 모든 PoE 분야에 이상적인 전력 솔루션으로서 중요한 역할을 할 수 있습니다.
이미지 출처-SMI JAPAN "PoE(Power over Ethernet)向けDC/DCコンバーター"
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