阿昆聊交换机拆机了解后关于电源部分的学习总结,供硬件工程师参考

原创 阿昆谈DFM 2023-11-26 17:02
      拆了这么多台交换机,肯定是会学习到很多东西,特别是关于交换机内部硬件设计、工艺、结构等。学习借鉴大品牌的设计,是最好提高自已认识的一个途径,这次我就把拆机学习到的一些关于交机上的相关设计经验或者技巧总结一下,希望给相关做硬件、工艺、结构的工程程带来一定参考价值。

一、交换机电压选择(非POE)
普通通信交换机所有电模块电压:12V
     虽然交换机内部的相关芯片电源以3.3V、1.8V及以下电压为主,但交换机用的电源板电压可以说几乎是12V输出,通过DCDC转换成相关电压再给到相关芯片供电。对于普通单纯通信交换机,整个电源板功率不会超过25W。
      在拆解的6台交换机中,所用的电源全是12V电源模块,明确电源方式主要是考虑到一个电源的通用性,因为市面上12V电源应用非常广,低压电源如3.3V相对会做的少,这样方便采购选择,所以只要你做交换机就直接考虑用12V选择会较多,当然同时你也要考虑DCDC方案。

二、POE交换机电压选择
POE交换机有2部分电源:一个是给通信芯片供电部分的(就是普通交换机)另一个就是POE电源供电部分
根据以上情况,所以POE交换机的供电方式会有三种:
1、使用双电压(12V+54V),其中12V是给交换机芯片供电,54V则是POE端供电电源。
2、直接用54V(48V)电源板。
54V(48V)电源直接用于POE供电部分,而芯片部分电源通过54V(48V)降压获得。

如图,这一块电路就是使用54V(48V)电源的交换机降压电路。

3、内置电源板+外置适配器方式
     此方式在小功率POE交换机常见如8口,一般是交换机内使用12V电源板,平时可以当成普通 交换机用,当要使用POE功能,则外接一个54V(48V)的电源适配器。(反之也可以)

      三种方式各有优缺点,可根据需求选择。功率主要是根据口数确定,从150W到350W及以上不等。

    POE协议供电或电流要求根据标准一般为会有两种:两种标准的供电电压值分别是48V或者50V。
      而在实际的拆解过程中发现,POE类交换机的POE电源无一例外的全是54V,没有遇到过48V,针对这种情况分析可能估计也是为了一步到位提高竞争力就不做区分。可根据实际情况选择。
       另一方面情况,我也了解到在工业电源方面,54V这种电压值普通厂商做的并不多(指常规出货生产量大的),而48V反而是较常用电压值。在采购选型的时候要注意一下。可以结合实际情况选择。


三、220V交流输入地
所有220V的大地接法是通过一根足够粗的铜线接在机箱上的一个专用接线柱上,机箱设计时要预留出来,以便更好的保护交换机及使用安全。

四、连接线的可靠性保障
作为可靠性要求高的交换机,所有接线部分都会打胶固定。
不管DLINK还是华为还是TPLINK,但凡使用了连接线,都会特别考虑可靠性,特别是工业用交换机,不能说运输震动后端子松脱,用个几年接触点就松脱不良。一般会从以下几个地方同时保障:
一、使用带卡口的排线:

二、打胶固定:

三、直接焊死:

     以上方法几乎在所有交换里都会同时处理。比如要么直接焊死再打胶,要么用卡扣式连接后仍再打胶。

五、POE电路设计成子板模块
    16到24口交换机在拆解中也发现了,不同品牌均是将POE电路部分做成了模块方式,连接方式基本也是完全一样,很有借鉴价值。

  模块板化板使用黑色母座。

主板上使用的是对应排针(双层)连接+铜柱固定方式。

   模块化优点:  因为POE电源是一个相对较独立的部分,他是有条件做成模块方式,这样不仅方便维护,同时也提高了研发设计效率,加速产品上市周期。如果做成集成方式设计,那么哪天因为某些器件的方案变动,或POE方案的变动,那么为了验证这个,极大可能要针对整机重新设计焊接调试,那对上市周期严重影响。
  模块化主要考虑问题  模块化主要考虑的是接触部分的可靠性问题。当然对于产量极大,设计问题不会轻易变更,且质量稳定的产品,也可以考虑集成方法,这样总成本和效率也会有明显提升,至于怎么做,需要综合评估。

以上则是在交换机电源上一些简单的总结经验,欢迎交流!



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