针对配套布置规范以太网和有源以太网 (PoE) 的优势——首要因为赢利高于大部分运用此办法的布置——轿车商场提出了一项风趣的事例研讨。轿车职业的改变可谓天翻地覆,顾客和政府对更安全的轿车的需求极大促进了先进驾驭辅佐体系 (ADAS) 的运用。ADAS 特色日益发展为轿车的规范特色,比方,后视泊车传感器和摄像头现已适当遍及。展望未来,这些体系将愈加杂乱,以日益精细的依据传感器的防磕碰体系为例,该体系规划用于供给车道违背、路标、交通信号灯和行人辨认功用。
规范以太网可通过低本钱的非屏蔽双绞线供给高带宽数据传输,事实证明,这个解决方案对 ADAS 运用极具吸引力。从前史视点回忆技能发展能够发现,选用依据规范的解决方案现已得到了充沛了解,多个供货商服务多个商场,然后构成规模经济并终究供给最低的具有本钱。但是,选用依据很多弥补性 IEEE 规范推出的规范以太网还还有其他的整体优势,而这一点却常常遭到疏忽。有源以太网 (PoE) 的运用便是其间一个比如。
那么它是怎么运作的呢?从轿车制造商的视点而言,在轿车周围添加多个摄像头传感器会添加布线内容,毫无意外,这是他们不想看到的成果。此外,方位较远的轿车传感器也需求沿着数据接线传输电力。这一般导致每个传感器均需运用额定的一对接线,然后长途为各个设备供电。但是,IEEE 802.3af(规范)和 IEEE 802.3at(功率增大型)指定了依据数据在同一根线缆上配电的办法——选用该类技能意味着运用规范以太网接口的长途传感器设备有用消除了对额定电缆的需求。在这个比如中,不只接线数量得到削减,运用规范PoE展示这一安稳技能的优势也令轿车运用获益——不增加额定的体系本钱。
IEEE802.3af/at PoE运转的基本原理如图 1 所示。这解说了怎么能够在不增加额定体系本钱的状况下得到履行。
图 1. IEEE802.3af/at 有源以太网;幻象供电法原理
如图所示,PoE架构包括两大要素。供电端设备 (PSE) 供给电力和受电端设备 (PD) 承受电力。专用的 PSE 控制器有必要对 PD 进行检测和分类,然后再分三个阶段流程供电:发现:PSE 承认是否连接到有用且兼容的设备;分类:PSE 核对 PD 的电力需求;运转:假如1 号和 2 号条件的确有用且 PSE 能够供给足够电力,PSE将启用 VPSE电压(介于 44V 到 57V 之间)。
作为“幻象供电”技能,PoE电压 VPSE运用于规范 100BASE-TX 以太网变压器的中心抽头。电流会沿着两条接线下流到 PD 端的以太网变压器中心抽头。每个绕组各承载一半电极相反的电流,因而,通过变压器的总 DC 电流实际上应该为零。这种“幻象供电”法具有一个重要优势,即按捺 PD 端变压器的共模噪声,但这仅适用于 100BASE-TX 以太网接口。跟着共模噪声散入差动以太网信号并被铲除,PSE宣布的噪声或沿双绞线电缆提取的噪声将完成耦合。假如 RX 和 TX 接线对偶尔交流,PD端需求运用桥式整流器启用整流并以极性不灵敏的办法发挥效果。
其他变压器的中心抽头会供给 PSE 的接地回路途径,这将发生第二个重要优势,即 PD 和 PSE 接地的电流阻隔。两头的接地电位不一起,电流阻隔的效果非常重要,能够避免构成辐射接地回路——这种状况很可能对轿车含义严重。这种优势也是装置100BASE-TX 以太网所独有的。
幻象供电怎么能够为轿车运用优化
对轿车运用运用此类 IEEE PoE办法时会发生适当大的优化时机(图 2)。
消除传统的 PSE 控制器是首要差异。这可能是因为轿车运用的 PD 端为已知且固定,因而无需通过发现和分类阶段。咱们今后视摄像头模块及其机头单元之间的接口为例。在这种状况下,相对贵重的 PSE 控制器能够用低本钱的 DC-DC 稳压器替代,在电流过载毛病状况下供给封闭维护。通过为轿车运用愈加合适的较低PoE电压VPSE,例如 12 V,PD 端也能够运用一个电压较低(而且本钱较低)的 DC-DC 稳压器。需求留意的是,从 12V PoE运转时,每个端口能够获得约 6W 的额定功率,假如需求额定功率,能够运用更高的PoE电压(或增强的额定电流磁性)。另一个优势是,因为轿车接线也将固定,PD端也不再需求一般的桥式整流器。
图 2.优化时机运用“幻象供电”的 100Base-TX PoE 轿车
表 1.轿车PoE本钱和功能优势
虽然通过优化且降低了终究本钱,但因为选用“幻象供电”法,轿车运用的规范以太网PoE仍具有其他优势。特别是PD 端共模噪声按捺和 PD / PSE 接地阻隔,如表 1 所示。
能够清晰的是,在轿车运用中,IEEEPoE已具有一切优势且无需任何额定本钱。没有额定的接线,并能够运用现有的规范以太网磁性元件和现有的规范电源办理。同样地,轿车商场的价值定位也适当共同——即它是名副其实的“免费PoE”。