Hallo, für einen Bilderrahmen der mittels PoE versorgt werden soll suche ich gerade einen passenden PD-Controller der bestenfalls bereits einen DC/DC-Wandler integriert hat. Leider finde ich nur solche mit Flyback-Wandler, die eine galvanische Trennung bieten. Daher habe ich 2 Fragen: 1) Ist die galvanische Trennung bei PoE vorgeschrieben? Welche Normen/Richtlinien greifen hier? 2) Was spricht dagegen im vorliegenden Fall (Leistungsaufnahme < 4W) einen einfachen Buck-Wandler zu verwenden? (Vorausgesetzt die galvanische Trennung ist nicht vorgeschrieben...) Grüße, Andreas
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Andreas F. schrieb: > 1) Ist die galvanische Trennung bei PoE vorgeschrieben? Welche > Normen/Richtlinien greifen hier? Von den üblichen EMV-Vorschriften abgesehen möchte ich nicht sterben oder verletzt werden, wenn ich diesen Bilderrahmen mal ungeschickt berühre. Aber eine galvanische Trennung ist für die Funktion prinzipiell nicht nötig: https://www.ti.com/tool/PMP4679#technicaldocuments Siehe Schaltplan bei "User guide". https://www.analog.com/en/technical-articles/simplify-poe-implementation-wtih-complete-pd-interface-and-integrated-switching-regulator.html
Andreas F. schrieb: > 1) Ist die galvanische Trennung bei PoE vorgeschrieben? Welche > Normen/Richtlinien greifen hier? z.B. die DIN EN 61010-1 In der Norm steht beschrieben, wann und wie Du welche Maßnahmen treffen must. Es ist muß nicht nur eine galvanische Trennung realisiert werden, auch müssen z.B. an relevanten Stellen Abstände eingehalten werden. Dazu kommen noch so einige Anforderungen bezüglich Materialien, mögliche zu beherrschenden Fehler usw.
Andreas F. schrieb: > 1) Ist die galvanische Trennung bei PoE vorgeschrieben? Welche > Normen/Richtlinien greifen hier? IEEE 802.3af sagt dazu: The PD shall provide electrical isolation between all external conductors, including frame ground (if any), and all PI leads. This electrical isolation shall be in accordance with the isolation requirements between SELV circuits and telecommunication network connections in subclause 6.2 of IEC 60950-1:2001. Quelle: http://www.silvertel.com/images/appsnotes/ANX-POE-Isolation-Barrier-explained.pdf
Danke soweit! Lothar M. schrieb: > Von den üblichen EMV-Vorschriften abgesehen möchte ich nicht sterben > oder verletzt werden, wenn ich diesen Bilderrahmen mal ungeschickt > berühre. Lieber Lothar, das möchte wahrscheinlich niemand, ist bei den involvierten 57V aber auch recht unwahrscheinlich und dürfte m.E. noch unter die "Niederspannungsrichtlinie" fallen (hab keinerlei Ahnung von dem Gebiet deswegen frage ich ja auch so dämlich hier...). Prinzipiell ist das möglich, ja ich frage mich nur: Dürfte man das auch so bauen? h45p17 schrieb: > z.B. die DIN EN 61010-1 > In der Norm steht beschrieben, wann und wie Du welche Maßnahmen treffen > must. Es ist muß nicht nur eine galvanische Trennung realisiert werden, > auch müssen z.B. an relevanten Stellen Abstände eingehalten werden. Sicher dass "Safety requirements for electrical equipment for measurement, control, and laboratory use" relevant sind hier? Bei dem Bilderrahmen handelt es sich ja weder um Mess-, Control- oder Laborequipment. Finde das alles höchst undurchsichtig... Insbesondere frage ich mich halt ob bei 57V eine galvanische Trennung vorgeschrieben ist, was ich mir nicht so recht vorstellen kann. Hmmm schrieb: > The PD shall provide electrical isolation between all external > conductors, including frame ground (if any), and all PI leads. Genau, aber das ist ja durch den Ethernet-Übertrager sichergestellt. Die Frage ist ob zwischen der an den Mittelanzapfung des Übertragers anliegenden Gleichspannung und der zu bestromenden Applikation zusätzlich eine weitere Trennung notwendig ist.
h45p17 schrieb: > Es ist muß nicht nur eine galvanische Trennung realisiert werden Du solltest aber auch sagen, wohin diese Trennung realisiert werden "muss". Denn funktionell ist die Trennung nicht nötig. Wenn das z.B. eine vergossene Plastikkamera oder ein nichtleitend kunststoffummanteltes PD ist, dann muss da nichts getrennt werden. Hmmm schrieb: > Quelle: > http://www.silvertel.com/images/appsnotes/ANX-POE-Isolation-Barrier-explained.pdf Siehe dort auch den Abschnitt "Non-Isolated PD Modules"
Andreas F. schrieb: > Hmmm schrieb: >> The PD shall provide electrical isolation between all external >> conductors, including frame ground (if any), and all PI leads. > > Genau, aber das ist ja durch den Ethernet-Übertrager sichergestellt. Nein, die Übertrager sind bei der PoE-Speisung nicht involviert. Würde mit DC auch eher schwierig werden.
Andreas F. schrieb: > Insbesondere frage ich mich halt ob bei 57V eine galvanische Trennung > vorgeschrieben ist, was ich mir nicht so recht vorstellen kann. Auf der Einspeisungsseite durchaus. Dort darf eben nicht einfach (etwas überspitzt gesagt) ein Kondensatornetzteil aus 230V direkt den PoE versorgen. Das muss eine sichere Trennung her. Wenn die auf der Einspeisungsseite schiefgeht, dann ist es gut, wenn auch verbraucherseitig eine Trennung da ist, falls da mal durch einen Fehler eine Spannung auf die Leitung kommt und man an Teile fassen kann, die aus dieser Spannung versorgt werden. Andreas F. schrieb: > Sicher dass "Safety requirements for electrical equipment for > measurement, control, and laboratory use" relevant sind hier? Die Grundlagen und Ziele sind jeweils mehr oder weniger die selben: https://www.ce-zeichen.de/klassifizierung/niederspannungsrichtlinie.html http://www.kriwan-testzentrum.com/home/elektrische-sicherheit.html
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Außderdem beschreibt IEEE 802.3af das Protokoll zwischen Einspeisung und Device. Ohne die entsprechende Hardware wirst Du keine Leistung entnehmen können. PoE ist kein dünnes Brett!
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Hmmm schrieb: > Nein, die Übertrager sind bei der PoE-Speisung nicht involviert. Würde > mit DC auch eher schwierig werden. Stimmt das macht keinen Sinn... Sie sind schon involviert indem sie an der Mittelanzapfung den DC bereitstellen, bieten dadurch aber eben keine Iso. Lothar M. schrieb: > Die Grundlagen und Ziele sind jeweils mehr oder weniger die selben: > https://www.ce-zeichen.de/klassifizierung/niederspannungsrichtlinie.html > http://www.kriwan-testzentrum.com/home/elektrische-sicherheit.html Danke für die Links! Also kann man zusammenfassen: Isolation ist auch verbraucherseitig gut, aber nicht zwingen (im Sinne irgendwelcher Normen oder Vorschriften) vorgeschrieben? Mark S. schrieb: > Außderdem beschreibt IEEE 802.3af das Protokoll zwischen Einspeisung und > Device. Ohne die entsprechende Hardware wirst Du keine Leistung > entnehmen können. PoE ist kein dünnes Brett! Klar dazu wird natürlich ein Controller IC verwendet. Was aus meiner Sicht gegen eine Isolation spricht ist: - Schlechtere Wirkungsgrade von Flyback-Wandlern - Komplexerer Aufbau - Höherer Platzbedarf - Wesentlich höhere Kosten Der Bilderrahmen soll zwar mit einer Edelstahlfront versehen werden, die Elektronik selbst befindet sich aber in einem Platikgehäuse, auf dem die Front nur aufgeschraubt wird.
Andreas F. schrieb: > - Wesentlich höhere Kosten Die richtigen Kosten kommen erst wenn im Patchfeld irrtümlich Deine Bastelei Spannung auf ein falsches Gerät gibt. Leider schon öfter erlebt.
Lothar M. schrieb: > Andreas F. schrieb: >> 1) Ist die galvanische Trennung bei PoE vorgeschrieben? Welche >> Normen/Richtlinien greifen hier? > Von den üblichen EMV-Vorschriften abgesehen möchte ich nicht sterben > oder verletzt werden, wenn ich diesen Bilderrahmen mal ungeschickt > berühre. Die üblichen galvanischen Trennungen bei POE sind auf keinen Fall "Sicher" im Sinne dass sie die Anforderungen zur Trennung vom Stromnetz erfüllen! Die elektrische Sicherheit muss das Switch sicherstellen. Es geht schon los mit den Ethernetbuchsen, die sind nicht "Fingersicher", da kann man ungebremst auf die Kontakte greifen. Wäre da Netzspannung drauf, würden Systemadministratoren und andere Patchkabelzieher reihenweise im Krankenhaus landen. Bitte nicht das Thema elektrische Sicherheit mit POE verbinden. Was das Thema angeht: Es kommt darauf an. Wenn deine Elektronik kein eigenes Massepotential aus anderer Quelle hinzuzieht, dann ist es möglicherweise nicht nötig.
Keen Exxpädde schrieb: > Bitte nicht das Thema elektrische Sicherheit mit POE verbinden. Korrekt, das ist hier leider etwas durcheinandergeraten. Mir geht es tatsächlich um die elektrische Sicherheit. Keen Exxpädde schrieb: > Es kommt darauf an. Wenn deine Elektronik kein eigenes Massepotential > aus anderer Quelle hinzuzieht, dann ist es möglicherweise nicht nötig. Das ist tatsächlich nicht der Fall.
Die Frage nach elektrischer Sicherheit bei POE ist nicht so abwegig. Die gut 50 V vom POE sind halt nicht mehr im SELV Bereich. Dazu kommt,dass das Netz ggf. recht ausgedehnt ist und man es nicht immer im Blick hat. Die Isolierung wird in der Regel zwischen POE und der Schaltung sein, man könnte aber auch die Schaltung mit dem Gehäuse isolieren, ähnlich wie man es mit macht wenn man am Netz ein Kondenstornetzteil nutzt. Es ist halt ein Abwägung was einfacher ist. Kleine Flyback Wandler sind nicht so ungewöhnlich, die findet man in modernen Steckerdnetzteilen zu Hauf. Man muss ohnehin von der hohen Spannung runter und ein einfacher Buck converter ist da nicht unbedingt besser, weil das Verhältnis groß ist.
Andreas F. schrieb: > Korrekt, das ist hier leider etwas durcheinandergeraten. Mir geht es > tatsächlich um die elektrische Sicherheit. Dann bist du mit POE im Normalfall auf der sicheren Seite. Wenn du ganz sicher sein willst, überprüfe dein POE-Switch. Da muss ein Netzgerät vorhanden sein, dass eine Schutzkleinspannung liefert. Der Grund ist, dass man an POE auch jedes andere Ethernetgerät anstöpseln können dürfen muss (lustiges Wortkonstrukt), und bei Ethernetleitungen achtet niemand auf Netztrennung. Dazu kann man die Kontakte am Switch anfassen. Das Probelm mit dem Potential ist folgendes: Das "-" von POE kommt vom Switch, das bekommen oft mehrere Geräte. Das wirkliche Potential von "-" ist unbekannt. Erdest du das "-" oder hängst es auf irgendein Potential, kann von Kurzschlüssen über Potentialausgleichsströme bis hin zu EMV-Problemen alles passieren, besonders wenn das mehrere Geräte tun. Also braucht man eine galvanische Trennung. Nur muss die nicht in deiner Elektronik sein. Wenn deine Elektronik galvanisch vom Rest der Welt isoliert ist, ist die Trennung ja schon vorhanden. Hinweis: Das betrifft aber auch Stecker, Bedienelemente und Gehäuse. Das muss keine Isolation mit Schutzfunktion gegen hohe Spannung sein, aber vorhanden muss sie sein. Sonst kann es zu besagten Kurzschlüssen kommen, und falls das Potential weit genug von Erde weg ist dann wäre das auch unangenehm.
Lurchi schrieb: > Die Frage nach elektrischer Sicherheit bei POE ist nicht so > abwegig. Die > gut 50 V vom POE sind halt nicht mehr im SELV Bereich. Das glaube ich nicht, Tim.
Andreas F. schrieb: > suche ich > gerade einen passenden PD-Controller der bestenfalls bereits einen > DC/DC-Wandler integriert hat. Leider finde ich nur solche mit > Flyback-Wandler Just letzte Woche selber gesucht und diesen genommen: https://www.monolithicpower.com/en/products/power-management/power-over-ethernet/powered-device/mp8007.html Gibt es dann z.B. bei DigiKey
Keen Exxpädde schrieb: > Erdest du das "-" oder hängst es auf irgendein Potential, kann von > Kurzschlüssen über Potentialausgleichsströme bis hin zu EMV-Problemen > alles passieren, besonders wenn das mehrere Geräte tun. Genau, darum wird die Edelstahl-Frontplatte auch schön floaten lassen und die Elektronik in ein Kunststoff-Gehäuse gepackt. Das Display kommt hinter eine Glasscheibe, die mit der Frontplatte verklebt wird. Dann kann sich die Frontplatte maximal durch den GIGAntischen (auch ein Wortspiel) Kunststoff-Widerstand gegen lokale Erde aufladen und dem geerdeten Grapscher eine wischen. Die dabei umgesetzte Energie dürfte mangels Kapazität vernachlässigbar sein. Meine Sorge war nur dass es eine Vorschrift gibt die sagt: Die 57V sind so hoch, du musst da eine galvanische Trennung einbauen egal wie dick das Kunststoffgehäuse ist. Beim formulieren fällt mir gerade selbst auf wie unsinnig eine solche Vorschrift wäre... Keen Exxpädde schrieb: > Hinweis: Das betrifft aber auch Stecker, Bedienelemente und Gehäuse. Das > muss keine Isolation mit Schutzfunktion gegen hohe Spannung sein, aber > vorhanden muss sie sein. Sonst kann es zu besagten Kurzschlüssen kommen, > und falls das Potential weit genug von Erde weg ist dann wäre das auch > unangenehm. Auch hier stimme ich dir zu. Sobald eine elektrische Verbindung nach außen geht, auch wenn sie die Bezeichnung 0V GND hat, wird sie ein Potenzial != 0V gegen die lokale Erde haben und da kanns bei Berührung knallen. HansImLot schrieb: > Just letzte Woche selber gesucht und diesen genommen: > > https://www.monolithicpower.com/en/products/power-management/power-over-ethernet/powered-device/mp8007.html Danke, aber ich werde in dem Fall vermutlich tatsächlich zu einem Buck-Wandler greifen. Selbst bei Verwendung eines isolierten Flybacks ergibt sich m.E. kein Plus an Sicherheit weil die Frontplatte ohnehin nicht geerdet werden kann mangels Leitung.
Andreas F. schrieb: > Danke, aber ich werde in dem Fall vermutlich tatsächlich zu einem > Buck-Wandler greifen. Darauf wollte ich ja zeigen: Dieser kann Buck und ist gleichzeitig PD Interface.
HansImLot schrieb: > Andreas F. schrieb: >> Danke, aber ich werde in dem Fall vermutlich tatsächlich zu einem >> Buck-Wandler greifen. > > Darauf wollte ich ja zeigen: > Dieser kann Buck und ist gleichzeitig PD Interface. Ups.. Das ist tatsächlich genau das was ich gesucht habe! Kann es sein dass es keine wirklich vergleichbaren ICs anderer Hersteller in Punkto Preis/externer Beschaltungsaufwand gibt? Würde gerne ein paar vergleichen.
Andreas F. schrieb: > Ups.. Das ist tatsächlich genau das was ich gesucht habe! Kann es sein > dass es keine wirklich vergleichbaren ICs anderer Hersteller in Punkto > Preis/externer Beschaltungsaufwand gibt? Würde gerne ein paar > vergleichen. Alternativ gibt es billige und benutzerfreundliche IC, die Klassifizierung und dergleichen übernehmen. Der hier geht zum Beispiel: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps2378.pdf Dahinter kann man dann einen Buck oder Flyback seiner Wahl schalten, weil der den physikalisch wegschaltet. D.h keine Störung der Klassifizierung. Manchmal ist das billiger, weil man einen simplen Buck nehmen kann.
Keen Exxpädde schrieb: > Manchmal ist das billiger, weil man einen simplen Buck > nehmen kann. No offend: Mich interessiert die günstigere Ausführung, denn: - MP8007 1,92 € (inkl. DC-DC Wandler) - TPS2378 1,43€ (exkl. DC-DC Wandler) Preise sind von DigiKey bei Stückzahl 1. D.h. bei gleicher Spannungsfestigkeit, (Strom am Ausgang kommt natürlich drauf an) und Stückzahl finde ich aber keinen DC-DC Buck.
... der dann gemeinsam mit dem TPS2378 günstiger ist, als der genannte MP8007, der das in einem Package macht.
Lurchi schrieb: > Die > gut 50 V vom POE sind halt nicht mehr im SELV Bereich. Da der PoE PSE erst die Spannung hochfährt wenn er eine kompatible Gegenseite erkannt hat und die auch sofort unterbricht, wenn die Verbindung getrennt wird, ist das jetzt nicht so das Drama. Dauerhaft zulässige Berührungsspannung ist 120VDC. https://www.arbeitssicherheit.de/schriften/dokument/0%3A5004746%2C10.html
Eine letzte Frage stellt sich mir noch: Wie und wo ist der Schirm vom ETH-Stecker am Besten zu kontaktieren, gegeben den Fall eines Isolierten Gehäuses ohne Erdung? Floaten lassen, weil man den Dreck auf der Leitung eh nirgends ableiten kann, weil fehlende Erdung? Stecker intern ist der Schirm ja bereits über ein C und 75 Ohm mit den primäseitigen Trafomittelpunkten verbunden, siehe https://www.digikey.de/product-detail/de/abracon-llc/ARJM11C7-114-BA-EW2/535-14168-ND/7675237.
Andreas F. schrieb: > Genau, darum wird die Edelstahl-Frontplatte auch schön floaten lassen Wenn das Gerät EMV bestehen soll, sehe ich hier rot. Selbst schon die Erfahrung gemacht. Also irgendwie durch Kondensator mit Elektronik GND verbinden.
Andreas F. schrieb: > Eine letzte Frage stellt sich mir noch: Wie und wo ist der Schirm vom > ETH-Stecker am Besten zu kontaktieren, gegeben den Fall eines Isolierten > Gehäuses ohne Erdung? Kondensator und Widerstand parallel vom Schirm zu Board GND. Und dann entsprechend der EMV Tests dimensionieren und bestücken.
Dann kann der Störstrom über den Schirm und Board GND zur Edelstahlplatte gegen Erde abfließen (Kapazität).
Nikolaus schrieb: > Wenn das Gerät EMV bestehen soll, sehe ich hier rot. > Selbst schon die Erfahrung gemacht. Also irgendwie durch Kondensator mit > Elektronik GND verbinden. Kannst du bitte erläutern was der C zum floatenden Board-GND bringt bzw. wie ein fehlender C zum Versagen beim EMV Test (ESD Test?) führt? Ist mir leider nicht klar...
Andreas F. schrieb: > Nikolaus schrieb: >> Wenn das Gerät EMV bestehen soll, sehe ich hier rot. >> Selbst schon die Erfahrung gemacht. Also irgendwie durch Kondensator mit >> Elektronik GND verbinden. > > Kannst du bitte erläutern was der C zum floatenden Board-GND bringt bzw. > wie ein fehlender C zum Versagen beim EMV Test (ESD Test?) führt? Ist > mir leider nicht klar... Es scheint um die metallische Frontplatte zu gehen. Diese könnte als Abschirmung dienen, wenn sie nicht floatet, sondern einen Pfad zu Masse hat. Dieser Pfad wird über den C erbracht, aber halt nur für AC.
HansImLot schrieb: > Dieser Pfad wird über den C erbracht, aber halt nur für AC. Die Fronplatte, ebenso wie der Rest des Geäuses hat aber keinen Pfad zur Erde (außer Aufhängung). Soll der AC dann über den Schirm des Ethernet-Kabels abgeleitet werden? Dieses ist beim EMV-Test ja aber nicht kontaktiert oder? Von dem her ist mir nach wie vor nicht klar, was eine niederimpedanter AC-Pfad von der ungeerdeten Frontplatte zum ungeerdeten GND bringt.
HansImLot schrieb: > Mich interessiert die günstigere Ausführung, denn: > - MP8007 Achtung: MPS Teil ist aktuell **nicht** lieferbar. 52 Wochen oder mehr.... Pfui.... TPS2378 sieht auch nicht lagernd aus... Keine Datum-Angabe, merkwürdig. Ich hatte früher LTC4278, es sieht gut aus... Oder LTC4263 oder 4269 kann auch interessant sein. https://www.analog.com/en/products/monitor-control-protection/power-over-ethernet-poe-interface-controllers/poe-powered-device.html
ElektroFH schrieb: > Achtung: MPS Teil ist aktuell **nicht** lieferbar. > 52 Wochen oder mehr.... Pfui.... > TPS2378 sieht auch nicht lagernd aus... Keine Datum-Angabe, merkwürdig. Naja, von einem halben Jahr war er halt noch lieferbar ;-) Da war noch keine Bauteilkriese. Aka: Bitte beachten, von wann die Diskussion ist, nämlich 2020.
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