Stroomberekening PoE

Bij een camerasysteem, bestaande uit analoge camera's, die gevoed worden met een centrale 12 V voeding is een berekening van het totale vermogen aangewezen.
Met 16 camera's die elk 3,5 W vermogen opnemen, is een centrale voeding van 16 x 3,5 + 25% = 70 W vereist.

Bij een IP-camerasysteem met PoE voeding is bovenstaande manier van berekenen onder voorbehoud.
Het werkelijke verbruik van de PoE camera en het beschikbare vermogensbudget van de PoE switch is gebaseerd op (vermogens)klasse.

Een IP-camera die slechts 7 W verbruikt maar waarvan de PoE-switch de klasse niet kan achterhalen wordt als een 15 W Klasse 0 beschouwd.

Sinds de invoering van de 90 W PoE wordt het stroomverbruik in vraag gesteld.

Er is echter geen reden tot bezorgdheid. De bescherming van de stroomgeleiders is vervat in de standaard 802.3bt.

Een vermogen van 90 W aan de PSE PoE-switch zijde,
levert een vermogen van 70 W aan de PD IP-camera kant.
Tot 20 W vermogen gaat verloren in de kabelweerstand van de 90 meter lange netwerkkabel.

Berekening stroomsterkte volgens PoE standaard.

Hoe groot is de stroom in de dunne Cat5 kabel.
De kabellengte is 90 meter.
De camera is een 90 W PoE.

In een ader van de Cat5 kabel vloeit een stroom van 0,43 A.

 Fig 19.20 Equivalent stroomdiagram PoE over spare pairs.

Fig 19.21 Equivalent stroomdiagram PoE over 4 pairs.

Bereken

Gegeven : Een 90 W PoE camera ... verbruikt maximaal 71,3 W.

Hoe groot is de stroom die door de dunne Cat5 aders vloeit ?
Hoeveel vermogen gaat verloren in de 100 m lange Cat5 kabel ?

Fig 19.22 Stroomdiagram PoE over 4 pairs, Type 4 Klasse 8.

Bij 90 W PoE worden alle aders gebruikt. De stroom vloeit over 4 aders heen en over 4 aders terug.

Berekening van de draadweerstand

 Fig 19.23 Formule van de draadweerstand.

Fig 19.24 Soortelijke weerstand van koper bij 20°C

Tabel 19.25 Oppervlak van een Cat5 kabel.

Met L = 100 m en A = 0,21.10^-6 m²

R₁ = ( 0,0175.10^-6 x 100 ) 0,21.10^-6 = 8,33 Ω

Vereenvoudiging van het stroomdiagram

R₉ is de vervangweerstand voor R1, R2, R3, R4 in parallel en gelijk aan 2,08 Ω.

R₁₁ is de vervangweerstand voor R₉ en R₁₀ in serie en gelijk aan 4,16 Ω

Zonder belasting P_PD en in kortsluiting bedraagt de stroom :

Met V_PSE = 52 V en R₁₁ = 4,16 Ω is I_port = 12,50 A en I_ader = 3,12 A bij kortsluiting.

Maar PoE is veilig en schakelt uit bij kortsluiting.

Met een Type 4 Klasse 8 Powerde Device aangesloten :

Met P_PD = 71,3 W en V_PSE = 52 V is I_port = 1,37 A en I_ader = 0,34 A.

Met R_ader = R1 = 8,33 Ω en I_ader = 0,34 A is P_ader = 0,96 W en P_kabel = 7,70 W.

De PoE standaard laat tot 20 W vermogensverlies toe in de kabel.