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22 Elektronik 09 2021 Stromversorgung Ein Beispiel für einen solchen Anwendungsfall ist Power over Ethernet PoE wo in bestimmten Situationen nicht nur eine ungleichmäßige Aufteilung notwendig ist sondern auch die Eingangsleistung der einzelnen Einspeisungen begrenzt werden muss Der Grund hierfür ist dass den verschiedenen Einspeisungen durch das Power Sourcing Equipment PSE möglicherweise unterschiedlich viel Leistung zugewiesen wurde und dass die versorgten Einheiten nicht berechtigt sind dieses zuvor ausgehandelte Maß an Leistung zu überschreiten Power over Ethernet stellt eine zweckmäßige Möglichkeit dar Systeme über das Ethernet-Kabel auch mit Strom zu versorgen Gemäß den IEEE-Normen 802 3at und 802 3bt durchläuft das PSE nachdem es ein gültiges Powered Device PD erkannt hat eine Physical-Layer-Klassifizierung Hierzu fragt das PSE zunächst ab wie viel Leistung das PD benötigt und signalisiert dem PD anschließend wie viel Leistung es tatsächlich zur Verfügung stellt Erst danach wird das PD mit Energie versorgt wobei die Eingangsleistung des PD nicht über der tatsächlich zur Verfügung gestellten Leistung liegen darf Equipment das die gesammelte Leistung von mehreren Einspeisungen benötigt muss über einen Kontrollmechanismus verfügen um die IEEEVorgaben zu erfüllen Ein mögliches Anwendungsbeispiel ist ein kompakter Switch der in der Regel über PoE-Kabel mit Strom versorgt wird und seinerseits über mehrere PoE-Ausgangskabel mehrere Verbraucher versorgt Zu den zahlreichen Herausforderungen die sich hier stellen gehört die Leistungsmessung und ihre Genauigkeit Eingangsleistung begrenzen Eine optimale Lösung würde die einzelnen Eingangsleistungen begrenzen die Gesamtleistung aufsummieren und dies mit guter Genauigkeit und einem hohen Wirkungsgrad kombinieren Im Zentrum der in Bild 2 gezeigten Lösung steht die Messung von Strom und Spannung am Eingang Dargestellt ist ein System mit zwei Einspeisungen jedoch kommt das Konzept in gleicher Form für eine beliebige Zahl von Eingangskanälen infrage Jeder der beiden Wandler trägt zur insgesamt abgegebenen Leistung bei wobei sich jeder einzelne Wandler an seine individuelle Obergrenze hält Eine gemeinsame Reglerstufe mit einem Doppel-Optokoppler zu verwenden vorzugsweise mit einer begrenzten Differenz der Gleichstrom-Übertragungsverhältnisse Current Transfer Ratio CTR ist eine sinnvolle Wahl wenn eine »gute« Leistungsaufteilung gefordert ist bis eine der Wandlerstufen an ihre Leistungsgrenze gerät Das Signal PLIM Control wird in der Regel vom PD vorgegeben und entspricht der Leistung die dem PD während der Physical-Layer-Klassifizierung vom PSE zugewiesen wurde PLIM Control Bild 1 Vereinfachte Darstellung einer Stromversorgungsarchitektur mit gleichmäßiger Stromaufteilung Bild Texas Instruments Bild 3 Konzept der Leistungsbegrenzung Bild Texas Instruments Bild 2 Vereinfachte Darstellung einer Architektur mit eingangsseitiger Leistungsaufteilung und Leistungsbegrenzung Bild Texas Instruments