以太网供电应用中可用设备功率的估算

　　为了评估该模型，我们从最右边的稳压器开始，计算其损耗与总输入功率，随后使用上述结果评估其左边的下一个稳压器。为了简单起见，我们假定开关效率为 90%，且线性稳压器没有偏置电流。以下总结了各稳压器类型的计算结果。
　定义
　　I_OUT=应用负载电流
　　P_{IN_Next_Stage}= 下行转换器或线性稳压器汲取的功率
　　线性稳压器级
　　P_OUT＝(V_OUT×I_OUT)＋P_{IN_Next_Stage}
　　P_IN＝V_IN× P_OUT/V_OUT
　　P_Loss＝P_IN－P_OUT
开关稳压器级
　　P_OUT＝(V_OUT×I_OUT)＋P_{IN_Next_Stage}
　　P_IN＝ P_OUT/Effiviency
　　P_Loss＝P_IN－P_OUT

表 2，拓扑 1 模型

　　用表 2 中的数据，我们对图 2 所示的拓扑 1 模型进行计算。我们不妨来看看表 2 中链 1 下面部分的数据，从 1.8V 稳压器的输入功率与损耗开始；我们注意到这里没有下一级功率。2.5V 稳压器的计算与此类似，这里的输出功率包括到负载的 0.25A 乘以 2.5V，加上之前计算得出的 1.8V 稳压器的输入功率。3.3V 开关稳压器的输入功率是总输出功率除以该级的效率 (0.9%)。 3.3V 稳压器的功耗仍为输入功率减去输出功率。上部分的计算方式类似链 2 数据。48V 至 12V 稳压器的参数与 3.3V 稳压器的计算类似，这里的总输出功率为上部与下部输入功率之和。为了掌握该拓扑的性能，我们将各部分损耗加在一起，视在效率计算如下：
　　效率＝1－Total-Losses/Input-Power
　　表 2 中可用的输出功率为输入功率减去所有计算得出的各部分损耗。
　　拓扑 1 的输入功率超出了可用量。为了给出更有趣的结果，我们对所示的 3.3V 负载进行调整，直到输入功率为 12.16W 为止。表 2 中的黑体数值反映了 3.3V 电源负载从 2A 降至 1.83A 的情况。
　　拓扑 2 用表 3 中数据建模的方式与拓扑 1 类似，不过略有不同。一个虚拟的 3.3V 稳压器建模时效率为 1，以得出正确的功率与损耗的总数。

表 3，拓扑 2 模型

　　拓扑 2 中 48V 至 3.3V 转换器所用的 90% 的效率就实际的同步输出整流器电路而言是相当乐观的数 值。
结论
　　考虑 802.3af 标准功能之后，12.16W 是其它电子设备可用的最大功率，包括稳压器损耗。
　　PoE应用的拓扑与技术选择的影响相当惊人。拓扑 1仅向应用电路提供 8.11W 的功率，而拓扑 2 可提供 10.43W 的功率，提高了 28%。如果基线单输出转换器为 10.9W，那么拓扑 2 中所有额外三个输出处理只消耗 0.47W！3.3V 转换器采用二极管输出转换器（85% 的效率）代替同步整流器，这使可用功率降低 0.61W。
　　该建模技术使得设计人员可根据拓扑与技术选择迅速计算可用的输出功率，并使用该信息在可用功率、复杂性与成本等各因素间进行综合平衡。

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