以太网供电方案.docx

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1、以太网供电方案ronggang导语：以太网供电PoE是于2003年6月批准通过的IEEE802.3afTM标准供电技术，它利用现有的网络5类CAT-5数据电缆传输直流电源，在传递信号的同时也将电源传递给用电设备以太网供电PoE是于2003年6月批准通过的IEEE802.3afTM标准供电技术，它利用现有的网络5类CAT-5数据电缆传输直流电源，在传递信号的同时也将电源传递给用电设备PD，如IP、无线接入点及网络监控摄像头等，省去了本地电源。在PoE系统中，为PD提供电源的设备叫供电设备PSE。PD的功耗限制在12.95W，PSE输出功率限制为每个RJ-45端口15.4W。考虑到沿CAT-5以太

2、网线最长可达100米传输的电压降，IEEE标准为PD和PSE规定了不同的额定功率。较长的电缆将产生较大的电压降，因此PSE的输出电压要高于标称的48V，以使PD获得足够的功率。1供电设备根据IEEE802.3af标准，PSE提供PD检测、分级、限流以及电源控制功能。一个有效PD需要具备25k的探测特征，PSE控制器进展PD检测时，按照检测条件用一个2.810V的限流电压对信号线进展探测。通过测量V-I，利用斜率计算出端口电阻，对端口连接设备做出判定：有效PD、开路、低阻负载、高阻负载、大电容负载、正电源、负电源。为了防止损坏非PD设备，同时也为了防止输出短路时损坏PSE控制器，PSE在PD检测

3、经过中需要限制电流，通常在2mA以内。另外，PSE还需要累计多个沟通周期以便抑制50Hz/60Hz的电力线耦合噪声。以太网供电技术的最初推动力是VoIP，由于越来越多的以太网设备，如RFID浏览器、PDA充电器、挪动、笔记本电脑等可以采用这种方便的供电方式，IEEEE802.3af标准定义了五个不同的功率级别，以便PSE高效地治理功率分配。完成PD检测后，PSE控制器将进入PD分级形式，为端口提供15.5V20.5V电压，并检测进入端口的电流，根据表2所示IEEE802.3af规定的PD分级标准，可确定PD的功率等级。Maxim推出的MAX5945网络供电控制器可以控制四个独立的端口，采用36

4、引脚SSOP封装，可以实现PD检测、PD分级及AC/DC负载断接检测功能。图1给出了MAX5945的典型应用电路。PoE网络可以采用端点endpoint或者中跨midspan式PSE实现。端口PSE存在于网络连接的终端。对端点PSE和PD设备来讲，电源是通过信号线对儿传输的。由于电源已经通过了以太网连接的端点上，这种PSE类型提供了一种简便的PoE方案，非常合适用来布署新的根底网络。需要对现有以太网进展晋级时，可以用中跨PSE方式将电源插入到以太网中。中跨PSE可以通过CAT-5电缆中的“空闲线对儿传输电源，假如只有几个以太网设备需要供电，这是一个最具本钱效益的方法。MAX5945既可用于端点

5、PSE，也可用于中跨PSE，如图2所示。2用电设备对于从以太网供电系统获得电源，用电设备必须符合IEEE802.3af标准标准，要求可以提供PD检测及可编程分级特性信号。PSE进展PD检测时，PD必须提供25k和小于150nf的识别特征，以便PSE将PD从不需要供电的以太网设备中识别出来。分级特征代表PD的峰值功率损耗，要求在PSE向端口提供PD分级检测电压时可以吸收特定的电流，PD的分级电流对应于所示的5个功率等级。当端口电压达30V40V时，PD处于欠压闭锁状态，以防产生检测和分级干扰。Maxim针对PD端提供了集PD接口和DC-DCPWM控制器于一体的MAX5941，可用于隔离或者非隔离

6、的反激和正激转换器。MAX5941A/MAX5941B的PD接口符合IEEE802.3af标准，可以为PD提供检测特征信号、分级特征信号和一个具有可编程浪涌电流控制功能的集成隔分开关，还具有宽滞后的供电形式欠压锁定UVLO以及“电源好状态输出等功能。在检测和分级期间，集成的MOSFET提供PD隔离。MAX5941A/MAX5941B保证检测阶段的泄漏电流偏向小于10A。可编程限流功能防止上电期间产生很高的浪涌电流。这些器件的供电形式UVLO具有宽滞后和长故障消隐时间等特性，以补偿电压在双绞电缆上的阻性衰减，并确保系统在检测、分级和上电/掉电诸状态间无扰动转换。MAX5941A/MAX5941B

7、中的PWM电流形式控制器可用于设计反激式或者正激式电源。电流形式简化了控制环的设计，同时进步了环路的稳定性。集成了高压启动调节器允许器件直接连接至输入电源，而无需外接启动电阻器。内部调节器提供的电流使控制器启动并开场工作。一旦第三绕组的电压建立起来，内部调节器就被关闭，而由第三绕组提供PWM控制器运行所需的偏置电流。内部振荡器被设定在275khz，并被微调至额定偏的10%以内。允许使用比拟小的磁性元件以缩小电路板空间。图3所示为MAX5941的典型应用电路。图中，上半局部电路用来别离出PSE输送的-48V直流电源，两个二极管桥整流器DF02SA分别从端点或者中跨PSE网络配置中获取电源。电阻器

8、RDISC用于设置PD探测特征，当二极管桥的阻抗较高时，应采用较小阻值的RDIES来进展补偿。电阻器RCL用于确定PD的分级特征。栅极电容器CGATE用于设定浪涌电流。正激式DC-DC转换器提供5V输出电压。在分级形式中，假如PSE提供最高直流电压，从GND至VRCL的最大压降为13V。假如42mA的最大分级电流通过MAX5941A/MAX5941B，那么最大直流功耗将接近546mW，略高于IC在最高工作温度时的最大直流功能。不过，根据IEEE802.3af标准，分级形式的持续时间被限制在75ms最大值内。MAX5941A/MAX5941B可以在最大持续时间内承受这个最大分级功耗，而不会造成任何内部损坏。假如PSE违背IEEE802.3af标准，超出了这个75ms最大分级时间，那么有可能损坏IC。