어떤 PoE 변압기가 가장 좋은지 결정: 플라이백 또는 포워드?

Aug 24, 2023

변압기는 전력 전자 장치, 유틸리티 전원, LED 조명 설계는 물론 PoE(Power-over-Ethernet)로 알려진 무선 LAN 부문을 재정의한 전기 장비입니다. 다음 PoE 기반 설계를 위해 고려해야 할 변압기 토폴로지에는 포워드와 플라이백이라는 두 가지 유형이 있습니다.

PoE는 저전압 장치에 전원을 공급하기 위해 120V 콘센트나 근처의 회로 차단기를 찾지 않고도 전원을 공급하는 상당히 새로운 방법입니다. 이 방법이 도입되었을 때 개발자는 PoE를 통해 5W 미만의 전력만 생성할 수 있었습니다. 이제 최대 100W의 PoE를 갖춘 전원 설계를 제공할 수 있는 방법이 있습니다.

IT실의 장비를 설계할 때는 고려해야 할 사항이 많습니다. 엔지니어가 직면한 과제 중 하나는 전력을 어디서 공급받을 것인가입니다. 그리고 사용 가능한 중전압(예: 480V)만 있는 경우 저전압 공급을 얻기 위해 강압 변압기를 추가할 공간이 충분합니까?

전기 안전 규정, 건물 규정, 장비 비용과 함께 이러한 질문을 결합하면 설계자는 공용 데이터실에서 완전한 기능을 갖춘 시스템을 구축하는 데 여러 가지 제약 사항에 직면할 수 있습니다.

이것이 PoE가 그러한 프로젝트에 매력적인 아이디어가 되는 이유입니다. 저전압 DC 전원을 장치에 직접 공급하고 AC 전원을 찾는 복잡성을 제거합니다.

PoE 방식은 비디오 IP 전화가 있는 설계에 필요한 전력을 공급합니다. 다중 채널, 무선 LAN 액세스 포인트; 및 다방향 IP 카메라.

DC-DC 변환기에 사용될 때 크게 논란이 되는 PoE 변압기에는 플라이백과 순방향 토폴로지라는 두 가지 유형이 있습니다. 순방향 및 플라이백 변압기는 PD 회로에 전력을 공급하기 위해 PoE 입력 전압을 낮추면서 나머지 회로로부터 전력 공급 장치 인터페이스를 분리할 수 있습니다.

출력 전압이 2.5V보다 큰 설계의 경우 플라이백 컨버터 기반 변압기가 가장 유용한 옵션일 수 있습니다. 플라이백 변압기는 갭 코어가 있는 결합 인덕터입니다. 이는 각 듀티 사이클 동안 입력 전압이 1차 권선에 적용됨을 의미합니다.

스위치, 바이폴라 트랜지스터 또는 MOSFET이 열리고 닫히면 코어의 간격에 저장된 에너지가 트랜스포머의 2차 권선으로 흘러 부하 측에 전력을 전달합니다. 플라이백의 단점은 더 높은 출력 전류 리플로 인해 왜곡이 나타난다는 것입니다. 필수 필터로 인해 설계 비용이 추가됩니다.

일반적으로 12V 미만의 출력 전압이 필요한 전원 설계의 경우 순방향 PoE 변압기가 생산적인 선택일 수 있습니다. 플라이백과 순방향 변압기의 차이점은 추가 개별 구성 요소입니다. 플라이백 변압기는 에너지를 저장할 수 있으므로 동일한 결과를 얻으려면 출력 필터, 에너지 저장 인덕터 및 추가 정류 장치(예: 다이오드)가 필요합니다.

플라이백 및 순방향 변압기 모두 다중 출력 전압을 갖추고 있습니다. 그러나 큰 전류 리플로 인해 플라이백 변압기에는 원치 않는 잡음이 많이 발생합니다. 순방향 변압기와 동일한 출력을 달성하려면 인덕터 및 커패시터와 같은 더 큰 개별 부품을 설계에 추가해야 합니다.

어느 변압기도 본질적으로 다른 변압기보다 우수하지 않습니다. 대부분의 설계 원칙과 마찬가지로 엔지니어가 플라이백 또는 포워드 토폴로지를 선택하는 것은 주로 PCB의 애플리케이션과 설치 공간에 따라 달라집니다.

급성장하는 변압기 산업의 예로 최근 네트워킹, 통신 및 고속 데이터 전송 분야의 선두 제조업체인 Bel Fuse는 SPoE라고 불리는 새로운 표면 실장 변압기 시리즈를 발표했습니다.

Bel Fuse의 SPoE는 플라이백 방법론을 활용합니다. 회사는 이 장치가 고밀도 보드에 유용하다고 주장합니다. 고밀도 PCB를 사용하면 설계자가 보드의 양면을 사용할 수 있으므로 추가 구성 요소를 추가할 수 있습니다.