以太網供電新標準促熱網絡化電源管理應用市場

日前，相關國際標準組織批準了IEEE802.3at以太網供電(PoE)技術標準，使遠程電源通過以太網支持的最大功率從以前IEEE802.3af標準的15.4W大幅度提升到了25W。作為網絡化電源管理的一種應用，PoE供電功率的提升使該技術能夠更廣泛地應用于各種采用以太網進行連接的設備，并促進了網絡化電源管理技術在其他非以太網絡設備中的應用，從而使智能網絡化電源管理技術的應用前景更加廣闊，因此以數字隔離技術為核心的相關電源SoC芯片技術市場值得關注。

在以太網供電應用中，網絡設備采用網線作為電力傳輸載體，從而讓網絡中設備省去了單獨的電源供電，同時還可以根據受電設備(PD)的工作情況實施遠程電源管理。這是一項具有創新意義的技術，由于僅需要網線連接即可實現PD的安裝運行，因此許多新興網絡設備包括IP電話、無線LAN接入點和網絡攝像頭等等越來越多地用PoE來為其供電。
在其他非以太網絡中，許多網絡設備如樓宇管控設備、RFID讀寫設備和其它網絡應用也開始使用網絡化供電和電源管理技術。而隨著供電功率的提升和技術的完善，無論是在以太網還是在非以太網中將有更多的“傳統”網絡設備采用這種模式供電，如瘦客戶機、筆記本電腦、打印機、臺式電腦、工業控制設備、醫療設備甚至汽車電子系統。
遠程電源管理能力成為了網絡設備和網絡終端設備設計的一個新焦點，而其中遠程網絡化電源管理芯片是重要的推動力。為此，技術市場戰略管理咨詢機構北京華興萬邦管理咨詢有限公司分析師在硅谷訪問了Akros Silicon有限公司，該公司在全球最早推出第一款IEEE802.3at受電設備控制器、第一款帶2kV隔離的PoE電源SoC和第一款帶2kV隔離的四輸出PoE電源SoC。
Akros Silicon是一家提供創新電源管理方案的公司，其創始人都來自于國家半導體等模擬器件大公司。該公司是全球最早致力于設計和提供智能網絡化電源管理所需芯片的廠商之一，其特點是將高低壓隔離、電源輸出、電源管理、控制性和可編程性集成在一起，將遠程網絡化電源管理芯片帶入了SoC時代，因此以這些芯片為基礎的方案都具有超高效率和先進性能。
?“Akros Silicon公司的突破性和獨創性技術是GreenEdge數字隔離技術，這項技術使我們能夠擺脫傳統的外部隔離方式，實現前所未有的‘批量芯片集成’，從而創造出電源單芯片系統(Power SoC)。”Akros Silicon網絡供電業務部總監Amit Gattani說。“這樣的集成帶來了超高的能效、智能網絡化電源管理和診斷、高壓/接地回路隔離和電磁兼容保護；同時設計靈活性得到了大幅度提升，以及模塊電路板面積和材料成本得到降低。”
網絡化電源管理SoC正在改變各種網絡供電系統和應用的設計，例如此前一些廠家提供的PoE網絡設備比非PoE網絡設備價格高出40%，其中遠程電源與管理系統的設計復雜性、材料成本(BOM cost)和占板面積是成本居高的因素之一，這對許多廠商開發新型網絡設備的挑戰。而網絡化電源管理SoC的出現，則快速改變了各種網絡設備的設計和制造規則，華興萬邦認為許多中國制造商可以借此快速進入全新的網絡設備領域，如從傳統的視頻監控設備轉向網絡供電監控系統等等。
在用以支持IP電話、IP攝像頭、無線熱點和WiMAX CE等等新一代IP設備的以太網供電領域內，需要在網絡設備和受電設備上添加電力供應和管理模塊，即各種以太網供電設備(PSE)模塊和受電設備(PD)模塊，以提供和接受相應的電壓和功率，如IEEE802.3af標準規定的通過非屏蔽雙絞線電纜標稱48 V 直流電壓和13W功率。
同時供電模塊還需要對遠程設備進行監控和管理，如為了防止損害不支持PoE的現有以太網設備，PSE采用向電纜中提供一個電流受限的、小于10V的探測電源，它可以頻繁至每2 毫秒進行探測；如果它發現電阻，PSE就會施加PoE標準規定的全48V電壓和13W功率。
從Akros開發的業界首款集成了其GreenEdge 2kV隔離技術的AS1854系列PoE受電設備電源SoC來看，該芯片通過高集成度可替代現有方案的9塊芯片，同時不需低速、龐大的外部耦合器，并且包括了第三代IEEE802.3af/at受電設備控制器和四組數字電壓輸出。AS1854除了高效的DC-DC電源供應外，還內置了許多先進的診斷和高壓遙測功能，可對遠端設備進行電源管理和服務。據此，OEM可以開發許多各種低成本、高增值性應用方案。
而在其他諸如工業控制、汽車電子、醫療電子、樓宇管理和顯示器等非以太網網絡應用中，各種網絡設備對電源電壓和功率的需求均不相同。因此針對這些不同的網絡化電源供電和管理需求，如果用傳統的電源管理模式來設計電源模塊，則需要單獨設計不同的網絡化電源管理方案，每一個方案都需要許多塊芯片和光耦合器來管理系統和實現隔離，設計難度、復雜性以及成本壓力都可想而知；而且許多應用需要更高的系統能效和有限的電路板空間。
因此系統設計師需要網絡化的電源管理SoC來解決這些問題，從而提升系統產品的競爭力，而Akros Silicon不久前發布的AS14x4系列就是業界首款高集成度、2kV隔離、4輸出電源SoC。該系列芯片集成了8塊獨立芯片的功能，提供了一個從9V-72V的相當寬的輸入電壓范圍，系統最高輸出功率高達50W，并提供擴頻時鐘以減少電源頻譜噪聲。
“智能網絡化電源管理正在廣泛興起，隨著相關標準的確立和技術的發展，競爭必然轉向更高的性價比方向，更低的BOM成本、更小的方案面積等設計性競爭，以及更高的設計靈活性和擴展性、更好的電磁兼容等制造性競爭、更快的上市時間等市場性競爭都將在各種應用中全面展開。” Amit Gattani說。“網絡化電源應用設備性價比的快速提升，加上其在運營成本、能源消耗等領域內的優勢，使其應用市場將加速發展；而Akros Silicon將在PoE和非PoE市場上為OEM提供更好的產品。”

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