功率已被榨干？从更少的来源提取更多的收获(07-100)

　　PoE是一种通过LAN电缆来传输电能和数据的技术，其基础是IEEE 802.3af标准。它可以借助现有的Cat5、Cat5e和Cat6电缆为通信应用提供实现安全与可靠的供电——15W、48V。例如，它可以为IP电话、WLAN接入点、网络摄像头和各种不同的网络终端供电，所容许的功率范围是12.95W(在接收供电的装置一侧测量值)。

　　正如许多电路设计者所知道的那样，该电源所提供的有限(或固定)的功率(12.95W)只能支持为数不多的几种应用的运行。例如，如果安装了一个基于Web的、每个摄像头可以由机电式电机控制的监视系统，则所要求的功率很容易突破电源的供电功率限度。为了让PoE技术能得到应用，其所能提供的13W的功率必须得到高效率的利用，这样才能满足你的全部需要。除了使用高性能的、高效率的PoE(电源)外，你的DC－DC变换器的体系架构和元部件的选用也都决定着你打算供电的装置所能获得的功率。这意味着在整个负载范围内所有元件的功率损耗必须保持在很低的水平上。我们将分析元件的本质性的细节，找出它后面隐藏的决定性的因素。我们将以Freescale的Power Device MC34670系统架构(图1)为例来予以说明，注意，虽然线性稳压器的效率要低于开关稳压器的，但它们的实现要容易得多，而且它们不会产生电磁干扰(EMI)的辐射，因为其工作不涉及电感中的大电流的通断。开关稳压器则相反，由于电感中存在大电流的开关，因此会产生可观的EMI。不过，它们的效率更高，这主要是因为它们借助电感或者线圈中的磁场进行储能，并在磁场消退时将能量放出。因此，开关稳压器进行的是功率的变换，而线性稳压器需要消耗功率才能实现稳压。

　　到目前为止，我们已经讨论了人们在提高功率变换比方面所作出的多方面努力。虽然我是以一个PoE装置为例进行说明，但它展现了工程技术是如何从更少的来源获得更多的收获。了选用损耗更低的元件外，人们还应该考虑整个系统，不仅仅是硬件，还应当包括软件和各部分消耗功率的因素。实现最高的效率，不仅仅是一门“艺术”，而且需要在考虑表1所列出的各种因素的基础上进行多次工程开发和折中取舍。在实现你的目标的过程中，最大的挑战在于所给定的成本和时间的预算。