EMV-Gesichtspunkte einer PoE-Schnittstelle verstehen

ANP122: Gigabit Power over Ethernet Interface from an EMC perspective

Würth Elektronik Application Note zu Gigabit-Power-over-Ethernet

Waldenburg, 14. November 2023 – Würth Elektronik hat eine weitere Applikation Note zu einer speziellen EMV-Herausforderung veröffentlicht. Die App Note ANP122 „Gigabit-Power-over-Ethernet-Schnittstelle unter EMV-Gesichtspunkten“ klärt darüber auf, welche elektromagnetischen Störungen bei einer Ethernet-Schnittstelle zu berücksichtigen sind, die zugleich zur Stromversorgung genutzt wird. Anwendungsbeispiel ist das Referenzdesign RD022, in dem Würth Elektronik einen industrietauglichen GB-Ethernet-USB-Adapter mit integrierter PoE-Funktion entwickelt hat.

Per Ethernet vernetzte Geräte mit niedriger Leistungsaufnahme (unter 100 W) können über „Power-over-Ethernet“ (PoE) versorgt werden. Datenübertragung und Stromversorgung werden über ein Netzwerkkabel realisiert. Das Referenzdesign RD022 stellt einen GB-Ethernet-USB-Adapter mit integrierter PoE-Funktion bis 25 W von Würth Elektronik vor. Die jetzt verfügbare AppNote ANP122 beleuchtet dessen elektromagnetisches Verhalten im Detail und gibt Tipps zum Design.

Störungen in den Griff bekommen

Die Application Note erläutert die Emissionsmessungen des Referenzdesigns und vergleicht diese mit gängigen Grenzwerten. Wenn das später verwendete Gerät mit PoE-Schnittstelle größere Dimensionen annimmt oder die Sekundärseite geerdet wird, wird für die leitungsgeführte Emission eine zusätzliche Filterung benötigt. Es zeigt sich, dass sowohl die leitungsgeführte wie die gestrahlte Störaussendung vom isolierten Wandler dominiert werden, während die Emission des digitalen Schaltungsteils unbedeutend gering ist.

Zur Senkung der Emissionen des Wandlers schlägt die AppNote ein Inselkonzept vor, mit dem sich die Störungen des isolierten Schaltreglers besser kontrollieren lassen.

Neben den auf das Referenzdesign bezogenen Ausführungen bietet das Papier auch grundlegende EMV-Betrachtungen von Power-over-Ethernet: EMV-Prüfaufbau, Betriebsparameter, Einfluss der Ausgangsspannung, Ausgangsfilter, Einfluss verschiedener Lastwiderstände, Eingangsfilter, Optimierung leitungsgeführter Störaussendung und Störfestigkeit.