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新建筑的建造为建筑师提供了一个拥抱新技术的机会，以减少该网站的终生碳足迹。固态照明(SSL)的高效率和寿命使它成为环保项目中照明的首选。例如，消费类电子产品巨头苹果公司已经为正在进行建设或重大革新的所有设施的LED照明进行了标准化。
然而，将SSL安装到现有的建筑物中会带来一些挑战。传统的白炽灯泡或荧光灯管直接由交流电源供电。相比之下，LED需要一个低电压、恒流的直流电源，所以将SSL连接到传统线路需要使用被称为LED驱动器的专用电源。这些导致司机增加费用，占用空间，并产生热量。
但是,最近一个替代——这是特别适合现代办公环境和可以显著降低改造成本的SSL,脱颖而出:Power-over-Ethernet(坡)。PoE允许本地区域网络(LAN)的连接将数据和电源传输到连接的设备上。
本文介绍了基于PoE的LED照明基础设施在其他配线系统上的优势，并介绍了设计师如何利用最新一代宽电压输入、恒流LED驱动器来实现PoE SSL解决方案。
改造发光二极管 一个典型的办公环境被荧光灯的稳定的冷光所主导。虽然荧光管的功效是合理的，平均60到100 lm/W，但它们的电性能已经被最新一代LED灯所取代。即使是“中等功率”的led，如Luminus Devices的MP-3030系列，也有122 lm/W (3 V和150 mA)的功效。高功率器件(更贵一些)如Cree's XLamp XP-L系列可以推出超过150 lm/W (2.95 V和1.05 a)。 发光二极管的寿命也比荧光灯长。在正常使用情况下，一个办公室经理可能会合理地期望一个荧光灯管能持续大约1万小时——led的亮度通常是led的5倍;而且荧光灯管确实会引起一些环境问题，因为灯中使用了汞。汞含量很少，但这种重金属对健康的影响是累积的，所以需要小心处理。发光二极管不存在这种有毒金属问题。因此，像苹果这样的公司热衷于转向SSL来照亮他们的业务，这或许并不令人感到意外。 荧光灯管是由交流电源供电的(有些管道可以从直流电源供电，但这是不正常的)，电流从400ma到1.5 a。相比之下，led则是由恒流、低直流电压供电。当然，操作特性在制造商和制造商之间有所不同，但通常情况下，LED要求的电压在2.8到3.5 V之间，电流在150 mA到2a之间。如Lumileds LUXEON TX等受欢迎的高亮度LED的操作要求，是一个正电压为2.8 V，电流为700 mA到1.5 a。LED驱动器提供解决方案。 除了电压调节外，LED驱动器还可以将控制信号解释为模糊，并改变发射光的颜 {MOD}。这些设备要么是恒压的，要么是恒流型的。恒流驱动支持脉冲宽度调制(PWM)和恒流减少方法，在调光LED时调整输出电流。例如，Richtek最近推出了RT8471型LED驱动器。该产品是一个连续模式的降压(“buck”)电压调节器，设计用于驱动单个或多个led从7到36 V电源。LED亮度控制是通过模拟或PWM输入信号的PWM调光实现的。输出电流高达1.2 A。 设计者根据应用需求将LED驱动器与LED匹配，包括LED的数量、供电类型和LED的功能特性等因素。 一些LED制造商提供了“交流LED”，可以直接插入传统灯泡空出的插座。LED灯还必须由低压直流电源驱动，照明制造商通过集成整流器和LED驱动器来解决问题，从而降低设备的价格(参见TechZone文章“交流LED的普及度”)。 PoE提供了一种低成本的替代方法，可以从遗留的线路中提供SSL。许多办公室已经将PoE系统应用到网络VoIP电话、无线接入点、调制解调器和其他诸如安全摄像机和运动传感器等建筑服务中，而且将LED照明添加到这样的网络中相对简单和便宜。第二个主要优点是，以太网网络的信息承载能力使SSL具有一定程度的智能，而无需采用“智能”照明所要求的复杂无线技术。
坡是什么? PoE最初是作为解决互联网协议(VoIP)电话语音问题的一个解决方案。2000年，电信设备供应商思科引进了一项技术，允许以太网电缆将48个VDC电源传输给电力VoIP电话。 2003年6月，IEEE以太网小组委员会批准了IEEE 802.3af PoE标准。2009年，第二个标准IEEE 802.3at被批准，该标准定义了一种可以处理更多电力的类似技术。IEEE 802.3af详细介绍了一种PoE技术，该技术可为每台设备提供最多15.4 W的直流电源(最小44 VDC和350 mA)。(由于电缆损耗，只有12.95 W可以在设备上提供动力。)该技术使用一个单一的标准RJ45连接器和CAT 5(甚至CAT 3)电缆，并且可以处理几十瓦特(图1)。 标准RJ45连接器和CAT 5电缆的图像。
图1:PoE使用标准RJ45连接器和CAT 5电缆。 在以太网电缆的未使用的导体上可能会传输电力，因为在CAT 5电缆中，只有4对4对中只有2对是典型的10到100 Mbps以太网物理层。功率也可以通过对每一对的共模电压对电缆的数据导体进行传输，这是由于以太网技术的差分信号，不影响电缆的数据传输。 IEEE 802.3af定义了两种类型的PoE设备，电源设备(PSE)和动力装置(PD)。一个PSE从它自己的常规电源中吸取能量，然后管理通过以太网电缆网络发送给PD的电力，它通过RJ45连接器获得所需的电力，而不需要内置电源。PoE能够在典型的以太网电缆上运行PDs超过几十米(图2，基于MAX5969 PoE控制器)。还可以看到TechZone的文章“power - overethernet的介绍”)。 马克西姆综合PoE端点电源插入实现图。
图2:PoE端点插入式实现。(礼貌准则综合)
坡增加情报 SSL是“智能家居”的一个重要组成部分，在这里，网络服务和设备可以自动完成许多日常任务。通过将光与强大的计算设备(如专有控制器、智能手机、平板电脑和个人电脑)连接起来，SSL系统就是“未来的证明”，并能够利用物联网(物联网)的新兴功能。将SSL连接到现有的PoE局部区域网络(LAN)，将智能添加到系统中，而不增加无线连接的复杂性和费用。 在PoE配置中，每个SSL实际上是一个标准的RJ45连接器“即插即用”设备，它具有自己的Internet协议(IP)地址。这个即插即用设备还可以集成传感器(例如探测环境光的水平，并相应地调整光线的输出)，甚至还有其他功能，比如作为无线接入点。PoE连接使每个SSL能够发送关于本地环境的实时信息，例如，温度和湿度可以更精确地调整(图3)。 马克西姆poe连接LED灯示意图。
图3:一个连接的LED灯可以将传感器发送回中央控制器。(箴言) 与常规供电的照明相比，poe连接的SSL提供了操作上的优势，尤其是在紧急情况下。例如，在紧急情况下，灯光可以照亮建筑物的安全通道，或者通过改变颜 {MOD}来指示危险区域。 Maxim集成开发了一个应用说明[3]，它描述了与传统的基础设施供电系统相比，连接在一起的发光二极管的优点。
PoE-compliant领导的司机 从照明设计师的角度来看，与poe连接的SSL的关键优势在于减少LED灯的电源的复杂性。这使得LED产品更容易设计，更便宜，更紧凑，同时也能缓解热管理的挑战。 与PoE套接字连接的LED灯作为PDs，在不需要主电源调节台的情况下，从网络中抽取干净、受调节的直流电源，使其从交流电转换为直流，并降低电源电压。然而，PoE的44 VDC电源不适合直接驱动led，因为它们需要一个小心控制的恒流、恒压电源。 有许多dcto - dc LED驱动器适用于PoE供应的调节。一些制造商甚至声称，他们的设备是“符合标准的”，而其他制造商则没有提到依从性，尽管他们的设备可以安全地用于PD。一个“兼容”的LED驱动程序基本上可以接受在PoE操作范围内输入电压(名义上是44 VDC，但通常在37-57 V范围内)，但是，有一些规则规定了PD作为一个完整的单元的依从性。例如，除了规范现有的对spare-pair和共模数据对电力传输的实践，PoE标准还提供了PSE和PD之间的信号传递。该信号允许通过PSE检测合格的设备，避免对连接到网络的非poe设备造成损害。为了检测PD, PSE在导体间应用了2.8到10v之间的直流电压，并通过测量回路电流来确定是否有PD连接。PD应该现在19日和27 kΩ之间的电阻负载并联电容器120 nF或更少的“签名”。 马克西姆集成公司的MAX16832是一款适合于PoE照明的LED驱动器。设备功能voltage-input范围宽6.5 65 V(很好地适应坡的37-57 V输入范围),并提供一个恒定的输出电流的精度±3%。一个专用的PWM输入，使脉冲LED调光在广泛的亮度等级。2 MHz开关鼓励使用更小的磁性元件。当从45 V的输入中驱动5个led时，效率被认为是95%左右。当LED串的温度超过某一特定点时，模拟热-折回特性会降低LED电流。图4显示了MAX16832的典型应用程序电路。 马克西姆MAX16832 LED驱动器示意图。
图4:马克西姆16832 LED驱动器的应用电路。 虽然该公司没有专门为PoE的应用推广它的buck LED驱动器，但英飞凌的ILD6070芯片是符合PoE的产品电源的合适基础。一般ILD6070设计用于驱动大功率led照明应用与平均电流0.7±3%的准确率在输入电压范围。芯片的输入范围是4.5到60v，一个多功能的PWM输入信号可以使led的调光与模拟直流电压或外部PWM信号。集成过温保护电路，一旦超过了集成电路的可调温度阈值，就可以降低LED电流。该公司表示，LED驱动器的效率可以达到98%以上。 类似的，德州仪器(TI)提供了几个宽输入的buck LED驱动器，适合于以poe连接的LED灯应用。LM3414HV就是一个很好的例子,一个恒流装置4到65 V的输入电压范围,能够供应1在±3%的精度。据称效率高达96%。该公司的专利脉冲调平(PLM)控制方法是保证高转换效率和真正的平均电流调节。
即插即用LED灯 对于已经配备了PoE LANs的办公设备来说，将SSL改造为网络提供了一种廉价的方式来享受LED照明的好处。因为基础设施已经到位，可以在线路和专业人员上节省大量的费用。不仅可以将光插入到RJ45连接器插座上，而且网络的信息承载能力也可以增加智能，而无需增加额外的费用和无线连接的复杂性。 对于设计翻新LED灯的设计师来说，提供他们产品的PoE版本是增加销量的好方法。此外，由于设计不需要相对低效的整流和初始电压降压阶段，LED灯的电源可以变得更小，更不复杂，更便宜，更高效。许多硅供应商提供了一系列集成的buck dc - dc LED驱动器，它们的电压输入范围很宽，适用于连接在一起的LED灯的电源。然而，设计者的责任是确保他们的产品符合IEEE802.3at或af标准，然后才能被销售为“poe -投诉”产品。
改造发光二极管 一个典型的办公环境被荧光灯的稳定的冷光所主导。虽然荧光管的功效是合理的，平均60到100 lm/W，但它们的电性能已经被最新一代LED灯所取代。即使是“中等功率”的led，如Luminus Devices的MP-3030系列，也有122 lm/W (3 V和150 mA)的功效。高功率器件(更贵一些)如Cree's XLamp XP-L系列可以推出超过150 lm/W (2.95 V和1.05 a)。 发光二极管的寿命也比荧光灯长。在正常使用情况下，一个办公室经理可能会合理地期望一个荧光灯管能持续大约1万小时——led的亮度通常是led的5倍;而且荧光灯管确实会引起一些环境问题，因为灯中使用了汞。汞含量很少，但这种重金属对健康的影响是累积的，所以需要小心处理。发光二极管不存在这种有毒金属问题。因此，像苹果这样的公司热衷于转向SSL来照亮他们的业务，这或许并不令人感到意外。 荧光灯管是由交流电源供电的(有些管道可以从直流电源供电，但这是不正常的)，电流从400ma到1.5 a。相比之下，led则是由恒流、低直流电压供电。当然，操作特性在制造商和制造商之间有所不同，但通常情况下，LED要求的电压在2.8到3.5 V之间，电流在150 mA到2a之间。如Lumileds LUXEON TX等受欢迎的高亮度LED的操作要求，是一个正电压为2.8 V，电流为700 mA到1.5 a。LED驱动器提供解决方案。 除了电压调节外，LED驱动器还可以将控制信号解释为模糊，并改变发射光的颜 {MOD}。这些设备要么是恒压的，要么是恒流型的。恒流驱动支持脉冲宽度调制(PWM)和恒流减少方法，在调光LED时调整输出电流。例如，Richtek最近推出了RT8471型LED驱动器。该产品是一个连续模式的降压(“buck”)电压调节器，设计用于驱动单个或多个led从7到36 V电源。LED亮度控制是通过模拟或PWM输入信号的PWM调光实现的。输出电流高达1.2 A。 设计者根据应用需求将LED驱动器与LED匹配，包括LED的数量、供电类型和LED的功能特性等因素。 一些LED制造商提供了“交流LED”，可以直接插入传统灯泡空出的插座。LED灯还必须由低压直流电源驱动，照明制造商通过集成整流器和LED驱动器来解决问题，从而降低设备的价格(参见TechZone文章“交流LED的普及度”)。 PoE提供了一种低成本的替代方法，可以从遗留的线路中提供SSL。许多办公室已经将PoE系统应用到网络VoIP电话、无线接入点、调制解调器和其他诸如安全摄像机和运动传感器等建筑服务中，而且将LED照明添加到这样的网络中相对简单和便宜。第二个主要优点是，以太网网络的信息承载能力使SSL具有一定程度的智能，而无需采用“智能”照明所要求的复杂无线技术。
坡是什么? PoE最初是作为解决互联网协议(VoIP)电话语音问题的一个解决方案。2000年，电信设备供应商思科引进了一项技术，允许以太网电缆将48个VDC电源传输给电力VoIP电话。 2003年6月，IEEE以太网小组委员会批准了IEEE 802.3af PoE标准。2009年，第二个标准IEEE 802.3at被批准，该标准定义了一种可以处理更多电力的类似技术。IEEE 802.3af详细介绍了一种PoE技术，该技术可为每台设备提供最多15.4 W的直流电源(最小44 VDC和350 mA)。(由于电缆损耗，只有12.95 W可以在设备上提供动力。)该技术使用一个单一的标准RJ45连接器和CAT 5(甚至CAT 3)电缆，并且可以处理几十瓦特(图1)。 标准RJ45连接器和CAT 5电缆的图像。
图1:PoE使用标准RJ45连接器和CAT 5电缆。 在以太网电缆的未使用的导体上可能会传输电力，因为在CAT 5电缆中，只有4对4对中只有2对是典型的10到100 Mbps以太网物理层。功率也可以通过对每一对的共模电压对电缆的数据导体进行传输，这是由于以太网技术的差分信号，不影响电缆的数据传输。 IEEE 802.3af定义了两种类型的PoE设备，电源设备(PSE)和动力装置(PD)。一个PSE从它自己的常规电源中吸取能量，然后管理通过以太网电缆网络发送给PD的电力，它通过RJ45连接器获得所需的电力，而不需要内置电源。PoE能够在典型的以太网电缆上运行PDs超过几十米(图2，基于MAX5969 PoE控制器)。还可以看到TechZone的文章“power - overethernet的介绍”)。 马克西姆综合PoE端点电源插入实现图。
图2:PoE端点插入式实现。(礼貌准则综合)
坡增加情报 SSL是“智能家居”的一个重要组成部分，在这里，网络服务和设备可以自动完成许多日常任务。通过将光与强大的计算设备(如专有控制器、智能手机、平板电脑和个人电脑)连接起来，SSL系统就是“未来的证明”，并能够利用物联网(物联网)的新兴功能。将SSL连接到现有的PoE局部区域网络(LAN)，将智能添加到系统中，而不增加无线连接的复杂性和费用。 在PoE配置中，每个SSL实际上是一个标准的RJ45连接器“即插即用”设备，它具有自己的Internet协议(IP)地址。这个即插即用设备还可以集成传感器(例如探测环境光的水平，并相应地调整光线的输出)，甚至还有其他功能，比如作为无线接入点。PoE连接使每个SSL能够发送关于本地环境的实时信息，例如，温度和湿度可以更精确地调整(图3)。 马克西姆poe连接LED灯示意图。
图3:一个连接的LED灯可以将传感器发送回中央控制器。(箴言) 与常规供电的照明相比，poe连接的SSL提供了操作上的优势，尤其是在紧急情况下。例如，在紧急情况下，灯光可以照亮建筑物的安全通道，或者通过改变颜 {MOD}来指示危险区域。 Maxim集成开发了一个应用说明[3]，它描述了与传统的基础设施供电系统相比，连接在一起的发光二极管的优点。
PoE-compliant领导的司机 从照明设计师的角度来看，与poe连接的SSL的关键优势在于减少LED灯的电源的复杂性。这使得LED产品更容易设计，更便宜，更紧凑，同时也能缓解热管理的挑战。 与PoE套接字连接的LED灯作为PDs，在不需要主电源调节台的情况下，从网络中抽取干净、受调节的直流电源，使其从交流电转换为直流，并降低电源电压。然而，PoE的44 VDC电源不适合直接驱动led，因为它们需要一个小心控制的恒流、恒压电源。 有许多dcto - dc LED驱动器适用于PoE供应的调节。一些制造商甚至声称，他们的设备是“符合标准的”，而其他制造商则没有提到依从性，尽管他们的设备可以安全地用于PD。一个“兼容”的LED驱动程序基本上可以接受在PoE操作范围内输入电压(名义上是44 VDC，但通常在37-57 V范围内)，但是，有一些规则规定了PD作为一个完整的单元的依从性。例如，除了规范现有的对spare-pair和共模数据对电力传输的实践，PoE标准还提供了PSE和PD之间的信号传递。该信号允许通过PSE检测合格的设备，避免对连接到网络的非poe设备造成损害。为了检测PD, PSE在导体间应用了2.8到10v之间的直流电压，并通过测量回路电流来确定是否有PD连接。PD应该现在19日和27 kΩ之间的电阻负载并联电容器120 nF或更少的“签名”。 马克西姆集成公司的MAX16832是一款适合于PoE照明的LED驱动器。设备功能voltage-input范围宽6.5 65 V(很好地适应坡的37-57 V输入范围),并提供一个恒定的输出电流的精度±3%。一个专用的PWM输入，使脉冲LED调光在广泛的亮度等级。2 MHz开关鼓励使用更小的磁性元件。当从45 V的输入中驱动5个led时，效率被认为是95%左右。当LED串的温度超过某一特定点时，模拟热-折回特性会降低LED电流。图4显示了MAX16832的典型应用程序电路。 马克西姆MAX16832 LED驱动器示意图。
图4:马克西姆16832 LED驱动器的应用电路。 虽然该公司没有专门为PoE的应用推广它的buck LED驱动器，但英飞凌的ILD6070芯片是符合PoE的产品电源的合适基础。一般ILD6070设计用于驱动大功率led照明应用与平均电流0.7±3%的准确率在输入电压范围。芯片的输入范围是4.5到60v，一个多功能的PWM输入信号可以使led的调光与模拟直流电压或外部PWM信号。集成过温保护电路，一旦超过了集成电路的可调温度阈值，就可以降低LED电流。该公司表示，LED驱动器的效率可以达到98%以上。 类似的，德州仪器(TI)提供了几个宽输入的buck LED驱动器，适合于以poe连接的LED灯应用。LM3414HV就是一个很好的例子,一个恒流装置4到65 V的输入电压范围,能够供应1在±3%的精度。据称效率高达96%。该公司的专利脉冲调平(PLM)控制方法是保证高转换效率和真正的平均电流调节。
即插即用LED灯 对于已经配备了PoE LANs的办公设备来说，将SSL改造为网络提供了一种廉价的方式来享受LED照明的好处。因为基础设施已经到位，可以在线路和专业人员上节省大量的费用。不仅可以将光插入到RJ45连接器插座上，而且网络的信息承载能力也可以增加智能，而无需增加额外的费用和无线连接的复杂性。 对于设计翻新LED灯的设计师来说，提供他们产品的PoE版本是增加销量的好方法。此外，由于设计不需要相对低效的整流和初始电压降压阶段，LED灯的电源可以变得更小，更不复杂，更便宜，更高效。许多硅供应商提供了一系列集成的buck dc - dc LED驱动器，它们的电压输入范围很宽，适用于连接在一起的LED灯的电源。然而，设计者的责任是确保他们的产品符合IEEE802.3at或af标准，然后才能被销售为“poe -投诉”产品。