Принцип работы сетевого трансформатора
Сетевые трансформаторы также известны как ”трансформаторы данных" или трансформаторы сетевой изоляции.Он играет две основные роли в сетевом интерфейсе: во-первых, благодаря фильтру, который сочетает в себе дифференциальную модовую связь и катушечную связь, улучшается передача данных дифференциального сигнала, передаваемого PHY, и электромагнитное поле преобразуется на другой конец линии соединения разного уровня.Второе заключается в том, что линия изоляции подключена к разным уровням между различными сетевыми устройствами, чтобы предотвратить передачу различных напряжений по сетевой линии, тем самым повреждая оборудование.Кроме того, кабели передачи данных также могут играть определенную роль в молниезащите оборудования. Они в основном используются в сетевых коммутаторах, маршрутизаторах, сетевых картах и концентраторах, а также играют важную роль в передаче сигналов, высоковольтной изоляции, согласовании сопротивления трансформаторов электросети и подавлении электромагнитных помех.
Сетевые трансформаторы обычно имеют два способа приведения в действие: привод по напряжению и привод по току.
01
Текущий режим привода
Изображение 1
Эквивалентная принципиальная схема показана ниже：
Рисунок 2
Это более ранний драйвер, доступный только для сетей 10M и 100M.
Регулируя размер источника постоянного тока и силу тока, можно изменять несущую частоту.Когда к трансформатору подключен способ возбуждения тока, промежуточный штекер трансформатора должен быть подключен к напряжению деформации (генерирующему смещение и индуктивность тока).Напряжение подтягивания определяется микросхемой PHY.Как правило, существуют напряжения 1,8 В и 2,5 В.Просто прочтите технический паспорт PHY-чипа.
02
Режим управления напряжением
Это широко используемый метод управления, который может быть применен не только к сетям 10 м и 100 М, но и к гигабитным сетям.Источник питания гигабитных сетей PoE также основан на этом принципе, точно так же, как источник напряжения регулирует напряжение для достижения изменений несущей.Когда к трансформатору подключен метод управления напряжением, центральный вывод трансформатора не обязательно подключать к напряжению, но он может быть непосредственно подключен к заземлению конденсатора.Типичный режим регулирования напряжения выглядит следующим образом：
Рисунок 3
Его эквивалентная схема выглядит следующим образом：
Рисунок 4
Зачем подключаться к сетевому трансформатору?
На самом деле трансформатор теоретически не работает, но риск слишком велик.Преимущества сетевых трансформаторов заключаются в следующем：
1.Увеличьте дальность передачи.Мощность драйвера PHY-чипа ограничена. Если сетевой кабель длинный, сигнал достигает принимающей стороны, и сигнал может быть ослаблен до такой степени, что он больше не работает.Однако после добавления сетевого трансформатора мощность привода значительно повышается за счет выходной мощности трансформатора, что позволяет осуществлять дальнейшую передачу сигнала.
2.Уменьшите помехи при приеме PHY-чипа.Приемник и передатчик, а также сетевой трансформатор эквивалентны изоляции PHY от сетевой линии.Сетевая линия находится на открытом воздухе, которая подвержена различным помехам, не имеет изоляции, а цифровой выход микросхемы PHY легко становится нестабильным.
3.Улучшите совместимость приемного и передающего терминалов PHY-чипа.Если PHY-приемник использует напряжение 3,3 В, а PHY-передатчик - 5 В, уровень сигнала между ними несовместим без сетевого трансформатора.Сетевые трансформаторы могут обеспечить нормальную передачу сигналов независимо от напряжения, используемого для приема и передачи.
Рисунок 5
Рисунок 6
Из этого анализа：
Можно заметить, что конформные катушки индуктивности расположены в разных местах: один расположен на конце кабеля, а другой - на конце PHY.
внимание：
Физическая сторона дороже кабельной, вероятно, потому, что она обычно не используется.
Для физических устройств с переменным током не рекомендуется использовать сетевой трансформатор в конце PHY, что может привести к отключению сети.Тип напряжения PHY не имеет к этому никакого отношения.
При частоте 100 кГц, 0,1 В, 8 мА смещение постоянного тока 350 Ом/мин.
В штепсельной вилке производителя сетевого трансформатора будет использоваться катушка индуктивности OCL с разомкнутой цепью: это указывает на то, что синусоидальное напряжение сигнала с частотой 100 кГц и амплитудой 0,1 В определит индуктивность OCL с разомкнутой цепью сетевого трансформатора с индуктивностью более 350 мкГн и источником питания катушки плюс дополнительный источник питания. Смещение постоянного тока на 8 мА.
Почему это так?Есть две причины：
1.Причина, по которой производители должны добавить в катушку условия определения смещения постоянного тока 8 мА, заключается в том, что во время работы локальной сети сетевой трансформатор из-за различного количества прямоугольных импульсов данных положительной и отрицательной полярности автоматически генерирует постоянное или медленное смещение не более 8 мА в катушке постоянного тока. сетевой трансформатор. Постоянное или медленное смещение в катушке уменьшает OCL катушки, и OCL падает так, что плоская крыша наклоняет прямоугольный импульс данных, и когда плоская крыша сильно наклонена, возникает ошибка, приводящая к коду ошибки.
2.С другой стороны, в последнее время, в то время как сетевой трансформатор передает сигналы данных, он также используется для подачи постоянного напряжения (система питания POE) на электронное оборудование, находящееся на расстоянии десятков метров.Ток PoE относительно велик и может достигать порядка ампер.Ток PoE - это также непрерывное или медленное перемещение делителя напряжения в сетевом трансформаторе.Медленное смещение тока может привести к уменьшению индуктивности катушки индуктивности, тем самым изменяя способность сетевого трансформатора устранять электромагнитные помехи.
Сетевые трансформаторы также известны как ”трансформаторы данных" или трансформаторы сетевой изоляции.Он играет две основные роли в сетевом интерфейсе: во-первых, благодаря фильтру, который сочетает в себе дифференциальную модовую связь и катушечную связь, улучшается передача данных дифференциального сигнала, передаваемого PHY, и электромагнитное поле преобразуется на другой конец линии соединения разного уровня.Второе заключается в том, что линия изоляции подключена к разным уровням между различными сетевыми устройствами, чтобы предотвратить передачу различных напряжений по сетевой линии, тем самым повреждая оборудование.Кроме того, кабели передачи данных также могут играть определенную роль в молниезащите оборудования. Они в основном используются в сетевых коммутаторах, маршрутизаторах, сетевых картах и концентраторах, а также играют важную роль в передаче сигналов, высоковольтной изоляции, согласовании сопротивления трансформаторов электросети и подавлении электромагнитных помех.
Сетевые трансформаторы обычно имеют два способа приведения в действие: привод по напряжению и привод по току.
01
Текущий режим привода
Изображение 1
Эквивалентная принципиальная схема показана ниже：
Рисунок 2
Это более ранний драйвер, доступный только для сетей 10M и 100M.
Регулируя размер источника постоянного тока и силу тока, можно изменять несущую частоту.Когда к трансформатору подключен способ возбуждения тока, промежуточный штекер трансформатора должен быть подключен к напряжению деформации (генерирующему смещение и индуктивность тока).Напряжение подтягивания определяется микросхемой PHY.Как правило, существуют напряжения 1,8 В и 2,5 В.Просто прочтите технический паспорт PHY-чипа.
02
Режим управления напряжением
Это широко используемый метод управления, который может быть применен не только к сетям 10 м и 100 М, но и к гигабитным сетям.Источник питания гигабитных сетей PoE также основан на этом принципе, точно так же, как источник напряжения регулирует напряжение для достижения изменений несущей.Когда к трансформатору подключен метод управления напряжением, центральный вывод трансформатора не обязательно подключать к напряжению, но он может быть непосредственно подключен к заземлению конденсатора.Типичный режим регулирования напряжения выглядит следующим образом：
Рисунок 3
Его эквивалентная схема выглядит следующим образом：
Рисунок 4
Зачем подключаться к сетевому трансформатору?
На самом деле трансформатор теоретически не работает, но риск слишком велик.Преимущества сетевых трансформаторов заключаются в следующем：
1.Увеличьте дальность передачи.Мощность драйвера PHY-чипа ограничена. Если сетевой кабель длинный, сигнал достигает принимающей стороны, и сигнал может быть ослаблен до такой степени, что он больше не работает.Однако после добавления сетевого трансформатора мощность привода значительно повышается за счет выходной мощности трансформатора, что позволяет осуществлять дальнейшую передачу сигнала.
2.Уменьшите помехи при приеме PHY-чипа.Приемник и передатчик, а также сетевой трансформатор эквивалентны изоляции PHY от сетевой линии.Сетевая линия находится на открытом воздухе, которая подвержена различным помехам, не имеет изоляции, а цифровой выход микросхемы PHY легко становится нестабильным.
3.Улучшите совместимость приемного и передающего терминалов PHY-чипа.Если PHY-приемник использует напряжение 3,3 В, а PHY-передатчик - 5 В, уровень сигнала между ними несовместим без сетевого трансформатора.Сетевые трансформаторы могут обеспечить нормальную передачу сигналов независимо от напряжения, используемого для приема и передачи.
Рисунок 5
Рисунок 6
Из этого анализа：
Можно заметить, что конформные катушки индуктивности расположены в разных местах: один расположен на конце кабеля, а другой - на конце PHY.
внимание：
Физическая сторона дороже кабельной, вероятно, потому, что она обычно не используется.
Для физических устройств с переменным током не рекомендуется использовать сетевой трансформатор в конце PHY, что может привести к отключению сети.Тип напряжения PHY не имеет к этому никакого отношения.
При частоте 100 кГц, 0,1 В, 8 мА смещение постоянного тока 350 Ом/мин.
В штепсельной вилке производителя сетевого трансформатора будет использоваться катушка индуктивности OCL с разомкнутой цепью: это указывает на то, что синусоидальное напряжение сигнала с частотой 100 кГц и амплитудой 0,1 В определит индуктивность OCL с разомкнутой цепью сетевого трансформатора с индуктивностью более 350 мкГн и источником питания катушки плюс дополнительный источник питания. Смещение постоянного тока на 8 мА.
Почему это так?Есть две причины：
1.Причина, по которой производители должны добавить в катушку условия определения смещения постоянного тока 8 мА, заключается в том, что во время работы локальной сети сетевой трансформатор из-за различного количества прямоугольных импульсов данных положительной и отрицательной полярности автоматически генерирует постоянное или медленное смещение не более 8 мА в катушке постоянного тока. сетевой трансформатор. Постоянное или медленное смещение в катушке уменьшает OCL катушки, и OCL падает так, что плоская крыша наклоняет прямоугольный импульс данных, и когда плоская крыша сильно наклонена, возникает ошибка, приводящая к коду ошибки.
2.С другой стороны, в последнее время, в то время как сетевой трансформатор передает сигналы данных, он также используется для подачи постоянного напряжения (система питания POE) на электронное оборудование, находящееся на расстоянии десятков метров.Ток PoE относительно велик и может достигать порядка ампер.Ток PoE - это также непрерывное или медленное перемещение делителя напряжения в сетевом трансформаторе.Медленное смещение тока может привести к уменьшению индуктивности катушки индуктивности, тем самым изменяя способность сетевого трансформатора устранять электромагнитные помехи.
