Schutzbausteine für Power-over-Ethernet
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Schutzbausteine für Power-over-Ethernet
Dies bedingt, dass spannungsaktivierte Stoßspannungsschutzbausteine bei folgenden Zuständen nicht ansprechen dürfen:
- bei der ursprünglichen Discovery-Spannung von 10,1 V,
- bei der Leistungsklassifizierung unter Worst-Case-Bedingungen (20,5 V + Datensignal + 48 V DC) und
- im regulären Betrieb mit 48 V (bzw. bei der maximalen Spannung von 57 V).
Jobangebote+ passend zum Thema
Prof. Karl Leo: Im Kontrast und in der Videofähigkeit – bei Zugriffszeiten um eine Mikrosekunde! – ist das OLED-Display eindeutig besser. Der früher vorhandene Vorteil des großen Blickwinkels von praktisch 180 Grad fällt heute kaum mehr ins Gewicht, da hier die LCDs aufgeholt haben. Die Bautiefe der organischen Displays ist kleiner, was insbesondere die Handy-Hersteller schätzen. Auch Effizienz und Flexibilität sprechen für OLED, und auf Sicht gesehen wohl auch der Preis. Wenn erst einmal die OLED-Displays in Massenmärkten sind, dann dürften sie bis zu 30 Prozent billiger sein als ihre LCD-Brüder – abhängig von ihrer Größe. Doch letztlich sind verfügbare Quantität und Qualität entscheidend: Derzeit sind die Ausbeuten noch niedrig, und auch die Lebensdauer kann noch verbessert werden. Für kurzlebige Produkte aber, wie modische Handys, reicht dies schon aus.
Sie haben eine Pilotanlage für die Herstellung großflächiger Substrate am Institut. Was war damals der Grund für deren Aufbau?
Leo: Organische Halbleiter sind das Thema unseres Fraunhofer-Instituts und auch meines Lehrstuhls an der TU Dresden. Die gemachten Erfahrungen werden derzeit von einem „Spin off“ der FhG und der TU Dresden (der Novaled GmbH [3]) genutzt und vermarktet. Dieses „Spin off“ beschäftigt mittlerweile 40 Mitarbeiter – ein Beweis für die Chancen, die in den OLED-Displays stecken. Wir beschäftigen uns seit einiger Zeit insbesondere mit „dotierten“ OLEDs, deren Vorteile in der Produktion wir an unserer eigenen Anlage mit „In Line“-Abscheidung untersuchen können. Dies und andere wichtige Eigenentwicklungen – wie z.B. ein „Stacked OLED“, bei dem eine weiße LED durch Stapeln von rot, grün und blau entsteht – macht eine eigene Beschichtungsanlage am Institut erforderlich.
Läuft die PoE-Versorgung über Reservepaare, so bestimmen die Ethernet-Datensignale die Ansprechschwelle auf den Datenpaaren, deren Pegel beträgt typisch weniger als 5 V. Zusätzlich zu diesen Signaturwerten wird von PoE-Equipment eine Isolationsspannung von 1500 V (Wechselspannung) verlangt. Die Koppelübertrager sind entsprechend zu dimensionieren. Von den Isolationsanforderungen abgesehen, können Sicherheitsstandards wie zum Beispiel UL 60950, IEC 60950 und GR-1089 andere Anforderungen stellen. Zum Beispiel legt »Telcordia GR-1089-CORE« die Prüfanforderungen für die Ports von Ethernetgeräten fest. In Issue 3 und Issue 4, Abschnitt 4.6 heißt es: »Schnittstellen-Ports paariger Leiter sind unabhängig davon zu testen, welcher Traffic auf ihnen übertragen wird oder welche Funktion sie wahrnehmen.« Tests gemäß GR-1089 können für außen verlegte Leitungen Spannungsspitzen bis zu 2500 V (1500 V bei Innerverkabelungen) sowie Stoßströme bis zu 100 A vorsehen. Dieser Standard legt ferner die von den Geräten zu absolvierenden Tests in Bezug auf Störungen der Netzspannungsversorgung fest (unter anderem Kurzschlussströme bis zu 1 A bei 600 V).
Ein Crowbar-Element (Überspannungsschutz, wörtlich: Brechstange) kann helfen, die Stoßspannungsanforderungen des Standards GR-1089 durch Ethernet-Equipment einzuhalten. Bild 3 zeigt eine Schutzschaltung auf Basis eines solchen Bauelements. Der Crowbar-Baustein, ein »P0080SCMC SIDA-Ctor« von Littelfuse, befindet sich in der Mitte des Brückengleichrichters. Da einige Stromversorgungssysteme +48 V, andere dagegen -48 V bereitstellen, ist der Schutzbaustein nicht polaritätsabhängig. Ein in Serie geschaltetes Strombegrenzungselement ist für Stromversorgungsstörungen erforderlich, zu denen es bei gebäudeübergreifenden Applikationen kommen kann. Dieses Element ist im Schaltplan als Schmelzsicherung (»Telelink 0461«, 1,25 A) eingezeichnet, doch kommt hier auch ein PTC-Element in Frage. Auf jeden Fall sollte dieses Element bei einer Blitzschlagprüfung nicht ansprechen.
Ein blitzschlagbedingter Spannungsstoß lässt den SIDA-Ctor-Schutzbaustein binnen Nanosekunden ansprechen. Hierdurch entsteht ein Kurzschluss, der das gefährliche Signal von den empfindlichen Ethernet-Schaltungen fernhält. Stromversorgungsstörungen in Form von 60-Hz-Signalen aktivieren die Schmelzsicherung oder das PTC-Element und halten dadurch die Sicherheit aufrecht.
Arbeitet das Institut auf eigene Rechnung, oder wird mit Industrie-Partnern zusammengearbeitet?
Leo: Das Institut finanziert sich zu etwa 70 Prozent aus Fremdmitteln, davon der größere Teil aus der Industrie. Im Bereich der organischen Displays überwiegt derzeit noch die öffentliche Förderung. Der Anteil der Industrie liegt hier erst bei etwa 10 Prozent.
Sehen Sie OLED-Displays auf Dauer in einem Verdrängungswettbewerb zu LCDs? Oder gibt es Anwendungsdomänen, wo die eine oder die andere Technologie bestimmend sein wird?
Leo: Obwohl OLED für viele Anwendungen das „ideale“ Display ist: Es wird sicher beides geben – Märkte, die allein von einem dieser beiden Flachdisplays besetzt werden, und solche, die von beiden bearbeitet werden. Sicher werden auch Plasmadisplays ihre Märkte haben. Im Display-Bereich kann man immer mit neuen Technologien rechnen.
Einrollbare Displays gehören zu den Visionen, über die oft in populären Technikbeiträgen berichtet wird. Zumindest in Schwarzweiß wurden schon Prototypen gezeigt. Auch ein Thema für das IPMS?
Leo (lachend): Das ist noch weit weg. Die Probleme mit den Materialien sind einfach noch zu groß, um über erste Demo-Muster hinauszugehen.
Das Institut arbeitet an transparenten OLED-Displays, die im ein- und ausgeschalteten Zustand durchsichtig sind. Was sind denkbare Einsatzgebiete dafür?
Leo: Einen Einsatz sehen wir beim Mobiltelefon. So könnte man die getrennten Außen- und Innendisplays durch ein einziges ersetzen. Man müsste dann nur eine elektronische Invertierung des Bildinhaltes realisieren.
- Schutzbausteine für Power-over-Ethernet
- Schutzbausteine für Power-over-Ethernet
- Schutzbausteine für Power-over-Ethernet
- Internet-Links
