摘要
本文解釋了如何透過單對數據線傳輸電力。新型的單對數據線供電乙太網（SPoE）使得電力和數據能夠在長距離上傳輸。本文描述了系統設置以及如何向電纜供電。它介紹了支持此類SPoE解決方案的架構和單獨的集成電路。
遠距離傳輸電能，比如工廠內，是一項不容易的任務。當然，電工可以在製造工廠的任何位置提供與電力網的連接。然而，這需要耗費大量時間和金錢。
長期以來，乙太網供電（PoE）一直作為單個電力網連接的替代方案存在。使用PoE，最多可向設備提供71瓦的電能（長達100米）。PoE使用Cat 5及更高級別的雙絞線電纜，並且已被應用在許多已經安裝了乙太網電纜的應用中。
一種名為SPoE的PoE類型，也適用於2線電纜，這代表了一種新的選擇。使用它，最多可透過單條2線電纜傳輸52瓦的電能。最遠可達1公里。2線電纜已經被許多工業廠房用於4 mA到20 mA應用中。它們可以輕鬆地用於SPoE。如果沒有現有的佈線，甚至可以在沒有電工的幫助下輕鬆地添加新的佈線。
圖1. 一個SPoE系統，用於傳輸高達52瓦的電力。
與PoE一樣，SPoE可以用於數據和電力傳輸。這是重要的，因為遠程電子設備通常需要電力和數據連接。圖1顯示了這一點，其中包括了T1L PHY。
為什麼要使用SPoE技術僅傳輸能量？SPoE是一種符合IEEE標準的技術，與來自不同製造商的SPoE硬件兼容，提供全面的系統遙測以監控能量傳輸狀態，檢測故障，並提供過壓保護和接地環路隔離。
SPoE解決方案需要一個供電設備（PSE）控制器，即通過2線電纜傳輸電能的電路，以及一個供電設備（PD）控制器，用於從2線電纜接收能量。圖1顯示了點對點連接。還可以進行星型和串接連接。如果使用現有的電纜，這將減少重新布線所需的成本和努力。
圖2. 一個LTC4296-1 SPoE供電設備（PSE）控制器，適用於驅動高達五個通道。
供電設備（PSE）控制器通常設計用於多個通道（電纜）。對於為多個遠程機器（即傳感器）提供電力的系統來說，這一點非常重要。例如，來自Analog Devices的LTC4296-1可以為高達五個負載提供能量（見圖2）。每條供電線的長度最多可達1000米。
圖3. 具有下游DC至DC轉換器的PD。
圖3顯示了一個使用LTC9111的PD接收器電路的框圖。能量來自於2線電纜。PD電路負責對線路傳輸進行分類和監控。分類指定了能量傳輸所操作的功率級別。如果操作的電氣設備需要除了24伏或55伏之外的電壓，則需要使用額外的DC至DC轉換器。
除了SPoE之外，還有一種名為數據線供電（PoDL）的技術。這兩種技術非常相似。SPoE使用24伏或55伏的電壓，可以橋接長達1000米的距離，而PoDL則用於距離較短的15米或40米的系統，並使用12伏、24伏或48伏的電壓。PoDL主要用於汽車等應用，例如建築設備。SPoE設計用於工業環境中的使用。
有許多聰明的方法可以安全地通過2線雙絞線供電。這使得像邊緣智能這樣的高功率應用成為可能，並通過使用現有工業設置的佈線來降低成本。
關於作者
Frederik Dostal是一位擁有20多年經驗的電源管理專家。在德國埃爾朗根大學攻讀微電子學後，他於2001年加入了National Semiconductor公司，擔任了一名現場應用工程師，在客戶項目中實施電源管理解決方案的經驗。在National的時間裡，他還在美國亞利桑那州鳳凰城工作了四年，擔任應用工程師，從事開關模式電源供應器的工作。2009年，他加入了Analog Devices公司，並在產品線和歐洲技術支援部門擔任了各種職位，目前作為一名電源管理專家，將他廣泛的設計和應用知識帶到ADI位於德國慕尼黑的辦公室工作。
聯繫我們
ADI 所有產品請洽【 安馳科技 】
安馳科技｜ADI亞德諾半導體網站：https://anstekadi.com
安馳科技 LINE 官方帳號：https://lin.ee/5gcKNi7
安馳科技 Facebook 官方帳號：https://www.facebook.com/ANStek3528
安馳科技EDM訂閱 https://anstekadi.com/Home/EDM
申請樣品與技術支援：https://www.surveycake.com/s/dQ3Y2
與我聯絡：Marketing.anstek@macnica.com
