了解如何利用以太网为工业市场供电方式（了解如何利用以太网为工业市场供电）

为工业以太网设备供电需要解决工业以太网和工业应用特有的几个问题。

标准以太网和工业以太网最大的区别在于拓扑结构，如图1所示。标准以太网是星型拓扑结构，而工业以太网则包括线型、树型、环型等多种不同的拓扑结构。

图1：两种类型的以太网拓扑

抛开拓扑不谈，工厂自动化设备采用24 伏电源电压运行，而电信设备采用48 伏电源电压运行。虽然这两个不同的版本已经存在很长时间了，但第一个工业以太网电源解决方案直到最近才推出：EtherCAT P。

EtherCAT P：一根电源线和EtherCAT 线

随着世界各地越来越多的工厂通过以太网连接，越来越需要优化流程边缘的配电。一个自然的选择是回归以太网供电(PoE) 技术来为以太网连接的设备供电。 PoE 技术的优点在于，它使用相同的电线进行电力和数据传输，从而节省了安装和总布线成本，如图2 中的工厂自动化系统示例所示。为此，PoE 电源通过以下方式耦合到数据线路中：将48 伏电压连接到一对以太网变压器的中心抽头，并将类似的返回路径连接到另一对。然后，电源在具有相似拓扑的设备之间解耦。

图2：使用EtherCAT P 减少了电缆数量，同时为可移动机器人头部带来高端传感技术

然而，对于采用线性拓扑的工业以太网，可以使用以太网通信的25MHz工作频率进行功率输出，因此可以在发射器端耦合输出。在这种情况下，发送器将受到接收器通道通信标准的噪声的影响。

为此，EtherCAT P（EtherCAT 的扩展）使用简单的电感电容(LC) 滤波器来确保来自100BASE-T 的25MHz 信号在进入电源树之前被阻止。

PoE 和EtherCAT P 的另一个区别是PoE 仅提供一个48V 电源电压，而EtherCAT P 提供两个独立且独立的24V 电压轨，如表1 所示。在功率方面，PoE 可以提供71 瓦的功率（对于803.2 bt 类型4)，而EtherCAT P 可以提供每个电压轨24V x 3A 72W。

两种技术之间的最大区别在于，对于PoE，您需要两个半导体来识别供电设备(PSE) 和受电设备(PD)。 PD 内的芯片还负责设置最大功率限制。这带来了两大优势：仅在建立有效连接时才能提供全部功率，并且支持PoE 的设备可以连接到非PoE 设备而不会对它们造成损坏。

使用EtherCAT P，您只需要标准无源元件来耦合电源，无需额外的半导体。这意味着数据线上始终有24V 电源。但最大功率必须限制在PSE 内部。

以太网供电

EtherCAT P

电压

48伏

2*24（Us和Up，相互隔离）

PD 可用电源

803.2bt Type 4，功率高达71W

2x72w(2x24V,3A)

通电前识别

是的

不

拓扑结构

点对点

星型、线型、树型

表1：两种以太网技术的主要参数

EtherCAT P 单电缆电源和EtherCAT 参考设计演示了如何在电源输入耦合到输出耦合电路中实现EtherCAT P PSE。该参考设计满足官方《EtherCAT 和EtherCAT P 从站实施指南》中规定的所有要求，包括反极性保护、流入电流限制、连续电流限制等功能，全部基于TI 半导体。

对于EtherCAT 通信，该参考设计可以通过以太网电路连接到支持EtherCAT 的通信平台，例如AMIC110 工业通信引擎(ICE)。为了演示电力传输功能，您可以使用EtherCAT P 电缆连接两个设计板。还可以将EtherCAT 主站连接到第一个参考设计，将EtherCAT 从站连接到第二个参考设计，以形成完整的EtherCAT P 演示系统。为了便于评估，还可以将可选的5V/12V 降压模块安装到板上。