多くの友人が、poe の電源供給は安定しているかどうかを何度も尋ねました。poe給電に最適なケーブルは何ですか？それでもディスプレイが表示されないのに、なぜ poe スイッチを使用してカメラに電力を供給するのでしょうか?など、実際には、これらは POE 電源の電力損失に関連しており、プロジェクトでは無視するのが簡単です。
1.POE電源とは
PoE とは、既存のイーサネット Cat.5 ケーブル配線インフラストラクチャに変更を加えずに、一部の IP ベースの端末 (IP 電話、無線 LAN アクセス ポイント AP、ネットワーク カメラなど) にデータを送信することを指します。同時に、こうした機器向けの直流電源供給技術も提供できる。
PoE テクノロジーは、既存の構造化ケーブル配線のセキュリティを確保しながら、既存のネットワークの通常の動作を保証し、コストを最小限に抑えることができます。
完全な PoE システムには、給電装置と受電装置の 2 つの部分が含まれます。

電源装置 (PSE): POE 機能をサポートするイーサネット スイッチ、ルーター、ハブ、またはその他のネットワーク スイッチング デバイス。
受電装置（PD）：監視システムでは主にネットワークカメラ（IPC）が該当します。
2. POE電源規格
最新の国際規格 IEEE802.3bt には、次の 2 つの要件があります。
最初のタイプ: そのうちの 1 つは、PSE の出力電力が 60W に達する必要があり、受電デバイスに到達する電力は 51W (上記の表から、これが最低のデータであることがわかります)、電力損失は9Wです。
2 番目のタイプ: PSE は 90 W の出力電力を達成する必要があり、受電デバイスに到達する電力は 71 W、電力損失は 19 W です。
上記の基準から、電力供給量の増加に伴い、電力損失は供給電力量に比例せず、損失がどんどん大きくなっていることがわかります。実際の用途における PSE の損失はどのように計算できますか?
3. POE の電力損失
そこで、中学校物理における導体電力の損失の計算方法を見てみましょう。
ジュールの法則は、伝導電流による電気エネルギーの熱への変換を定量的に説明したものです。
その内容は、導体を流れる電流によって発生する熱は電流の二乗に比例し、導体の抵抗に比例し、通電時間に比例するというものです。つまり、計算プロセスで発生する人員の消費です。
ジュールの法則の数学的表現: Q=I²Rt (すべての回路に適用可能) ここで、Q は損失電力、P、I は電流、R は抵抗、t は時間です。
実際の使用では、PSEとPDが同時に動作するため、損失は時間とは関係ありません。結論は、POE システムのネットワーク ケーブルの電力損失は電流の 2 乗に比例し、抵抗の大きさに比例するということです。簡単に言えば、ネットワーク ケーブルの消費電力を削減するには、配線の電流を小さくし、ネットワーク ケーブルの抵抗を小さくする必要があります。その中でも、電流を減らすことの意義は特に重要である。
次に、国際標準の具体的なパラメータを見てみましょう。
IEEE802.3af規格では、ネットワークケーブルの抵抗は20Ω、必要なPSE出力電圧は44V、電流は0.35A、電力損失はP=0.35*0.35*20=2.45Wとなります。
同様に、IEEE802.3at規格では、ネットワークケーブルの抵抗は12.5Ω、必要な電圧は50V、電流は0.6A、電力損失はP=0.6*0.6*12.5=4.5Wとなります。
どちらの規格でもこの計算方法を使用しても問題ありません。ただし、IEEE802.3bt規格に達するとこの方法では計算できなくなります。電圧が 50V の場合、60W の電力には 1.2A の電流が必要です。このときの電力損失は、P=1.2*1.2*12.5=18Wとなり、PDに到達するまでの損失を差し引いたものとなり、デバイスの電力はわずか42Wとなります。
4. POE の電力損失の理由
では、その理由は何でしょうか？
実際の要件である 51W と比較すると、電力が 9W 少ないことになります。では、計算エラーの原因は一体何なのでしょうか。
このデータ グラフの最後の列をもう一度見て、元の IEEE802.3bt 規格の電流がまだ 0.6A であることを注意深く観察してから、ツイスト ペア電源を見てください。4 対のツイスト ペア電源が存在していることがわかります。 （IEEE802.3af、IEEE802.3atは2対のツイストペアで給電） このように、この方式は並列回路とみなすことができ、回路全体の電流は1.2Aですが、トータルの損失は2倍になります。 2対のツイストペア電源のうち、
したがって、損失 P=0.6*0.6*12.5*2=9W となります。2 対のツイストペア ケーブルと比較して、この給電方法では 9W の電力が節約されるため、PSE は出力電力がわずか 60W の場合でも PD デバイスに電力を受信させることができます。電力は51Wに達します。
したがって、PSE機器を選択するときは、電流をできるだけ減らし、電圧を高めることに注意する必要があります。そうしないと、過剰な電力損失が発生しやすくなります。PSE機器の電力のみでも使用可能ですが、実際には使用できません。
PD デバイス (カメラなど) を使用するには、12V 12.95W が必要です。12V2A PSE を使用する場合、出力電力は 24W です。
実際の使用では、電流が1Aの場合、損失P=1*1*20=20Wとなります。
電流が2Aの場合、損失P=2*2*20=80W、
このとき、電流が大きいほど損失も大きくなり、電力のほとんどが消費されてしまいます。当然、PD デバイスは PSE から送信される電力を受け取ることができず、カメラは電力供給が不十分になり、正常に動作できなくなります。
この問題は実際にもよくあります。多くの場合、電源は使用できるほど大きいようですが、損失はカウントされません。その結果、電源不足によりカメラが正常に動作しなくなり、原因が特定できない場合もあります。
5. POE電源抵抗
もちろん、上記は給電距離が 100 メートルの場合のネットワーク ケーブルの抵抗であり、これは最大給電距離で利用可能な電力ですが、実際の給電距離がわずか 10 メートルなど比較的短い場合は、 100メートルの損失は100メートルの損失の10％にすぎないため、PSE機器を選択する際には実際の使用状況を十分に考慮することも非常に重要です。
スーパー 5 種類のツイストペアのさまざまな材質のネットワーク ケーブル 100 メートルの抵抗:
1. 銅被覆鋼線: 75-100Ω 2. 銅被覆アルミニウム線: 24-28Ω 3. 銅被覆銀線: 15Ω
4. 銅被覆銅ネットワークケーブル: 42Ω 5. 無酸素銅ネットワークケーブル: 9.5Ω
優れたケーブルほど抵抗が小さいことがわかります。Q=I²Rt の式によれば、電源供給時の電力損失が最も少ないため、ケーブルを上手に使用する必要があります。ご安全に。
上で述べたように、電力損失の公式 Q=I²Rt を実現するには、poe 電源が PSE 給電端から PD 受電デバイスまでの損失を最小限にするために、最小電流と最小抵抗が必要です。電源供給プロセス全体で最高の効果を発揮します。
投稿日時: 2022 年 3 月 17 日