如何通过以太网为IC供电？

我一直希望仅使用房间的以太网插座提供的电源为小型集成电路供电。那有可能吗？

我用谷歌搜索，发现它提供的电压在2v和3v之间。由于它不是直流电压，而是随机的交流电压，我相信如果不使用某种AD转换器或简单的峰值检测器电路来维持电压就不可能为IC供电。

我错了吗？您对此案有什么建议吗？

您正在使用称为“能量收集”的概念进行描述，但是您正在尝试将以太网端口的数据对用作能量源。

更新：好吧，让我们对此进行限定...

尽管非常有趣（我曾在这方面做过我的硕士工作），但由于多种原因，您所描述的内容实际上在实践中效果不佳：

1. 所有版本的双绞线以太网络都规定了通过变压器耦合在每对上的差分数据传输。这意味着没有直流电源路径。您有电流通过隔离变压器在两个方向上移动。您将需要电路来对其进行转换和调节。您将获得的许多功率将远远超过转换和调节电路的静态功率所消耗的功率。剩下的甚至很少。

2. 仅在将数据发送给您（或广播）时，该线路才处于活动状态。除非创建一个控制网络的结构化环境，否则数据（方案中的电源）将不可靠。

3. 如果可以控制网络，则只需在网络交换机和设备之间安装以太网供电电源即可。PoE电源将DC电源（-48V）添加到5类电缆（10bT，100bTx）中原本未使用的铜对中。现在，通过将数据放在电源对的顶部，它甚至可以与千兆以太网一起工作（因此，它具有双重用途）。就这么简单。为什么要收割呢？

设计实验

这是Silicon Labs 提供的通用以太网接口芯片（CP2200）。

这是一个抽象：

• 电缆系统的特征阻抗约为100欧姆（这就是为什么您在Silicon Labs图中看到100欧姆终端电阻的原因）。

• CP2200的标称峰值传输输出电流为15mA（第9页）。应该注意的是，有可用的高电流芯片，即使是具有可编程电流输出的芯片（例如DP83223）。

• 在峰值效率（匹配阻抗）下，负载在传输频率上必须呈现100欧姆的等效值。

• 传输系统使用1：2.5升压变压器

最大化功率传输：

在另一端（网络插孔的输出），最大峰值电流为6mA（从15mA / 2.5起）。它被输送到100欧姆的理想负载中，以达到最大瞬时功率P = I ^ 2 R = 3.6mW或约2.5mW，rms（不错！比我最初的估计高10倍）。

对于15mA的最大输出，变送器的输出级会增加大约120欧姆的源电阻。

1. 向后工作，变压器的远端有200欧姆
2. 2.5匝比会导致在变压器的一次侧（发射器侧）将阻抗转换为明显的32欧姆。
3. 这是480mV，初级绕组上。
4. 变压器在次级线圈上将其升压2.5倍至1.2V。
5. 一半的电压损失到电缆阻抗中，导致理想负载的峰值为0.6V。

那是P = V ^ 2 / R = 3.6mW。它符合理想的期望，所以我们很好。

这是实践中的问题：

不幸的是，动力传输还不是全部。现在，您必须能够使用它。

它是双极性的，因此您需要进行整流，去波纹和（可能）进行升压（或进行其他转换/调节）。为此，没有太多的电压开销。

您正在使用0.6V，并且需要在全桥整流器中转换两个二极管。即使使用低正向压降二极管类型，您仍然需要大约0.3V（每个二极管）的电压。这意味着您可以在负载中使用的可用电压（以及电源）基本上没有任何作用。

替代整流器架构

除了二极管电桥以外，还有其他收获方法，因此这并非不可能，但这样做是不切实际的。

例如，您可以使用半波整流器（我看过的大多数RFID标签都这样做）来消除其中一个二极管（但会损失一半的波形）。

在这种情况下，

• 0.3V，峰值* 6mA（理想）= 1.8mW（峰值）= 1.27mW（rms）
• 仅产生一半的周期，您的功耗就降至约640uW（微瓦）
• 然后，您必须按传输占空比（保持发射机处于活动状态的时间百分比）进行降额

...这是最大的。如果将负载从恰好6mA改变为零，则会降低效率，因此由于阻抗不匹配而导致的功率输出要少得多。

收集整流器设计是一个积极研究的领域，并且有使用单个二极管的更有效方法。如果您确实致力于执行此操作，请回复，我会为您找到一些引用/想法。