规划一款电子电路或界说一个完好体系时，确认这些应力源，并正确理解它们的机制以正确界说操作体系的环境是十分重要的。这样做能够使您界说简略的规划规矩，并运用低成本的解决方案对灵敏的电子体系进行充沛有用的维护。以太网供电 (PoE) 设备是一种有必要对灵敏电源电路进行维护的体系。虽然 PoE 规范供给了过电流维护功用，但对那些会危害其他类型电源设备的电气瞬态来说，这些体系也很易遭受相同的危害。
在 PoE 设备中，供电设备 (PSE) 将电源经过以太网线缆供应到用电设备 (PD) 中。如图 所示，经过以太网线缆数据通道所用的两条双绞线对的共模电压差进行供电。经过运用额定的备用双绞线对，能够供给更多的电力。PoE 的运用规模很广，其间包含工作和工业网络等环境。以太网线缆或设备一般为室内运用，可是也能够用于室外运用。
在本单端口 PoE 运用比方中，经过以太网线缆的信号对完成了电源供电;而经过备用双绞线对完成了更多电力供应。
PoE 运用中的瞬态
当时已开发了许多规范，对不同运用中的瞬态过压环境进行模仿或仿真。例如，依据 IEC 瞬态抗扰度规范，瞬态能够分为以下三大类： IEC 61000-4-2：静电放电 (ESD); IEC 61000-4-4：电气快速瞬态/脉冲群 (EFT); IEC 61000-4-5：浪涌。这些 IEC 规范也界说了运用于每一瞬态类别的抗扰度测验办法，而且它们还向瞬态按捺组件的厂家供给了一些契合特定组件特征的规范化波形和过电压电平。
静电放电 (ESD)
ESD 是由两种绝缘材料触摸、分隔而引起的电荷累加形成的;当带电体挨近另一个电位较低的物体时，就会引起相应的能量开释。例如，当人走过地毯时，就能够发生超越 1.5kV 的电荷。 ESD 是一种共模电气事情，而且是经过电气途径，从一个元件到另一个元件的放电现象，最终以外壳接地完毕。清楚地确认电流途径，并保证其对灵敏电路不会形成危害是一项很重要的规划攻略。一个更好的选项便是为放电电流供给一个代替放电途径，以绕过该灵敏电路。
表 1、IEC 61000-4-2 波形参数。
另一个要挟要素是线缆放电事情。当以太网线缆充电，并放电到与该线缆相连的一个电路中时，就会发生线缆放电事情。线缆也能经过冲突带电(例如，将线缆在地毯上拖曳)或经过感应(例如，来自持有线缆的带电人体)的办法进行充电。现在还未确认用特定的测验办法来界说线缆放电的规范。绝大多数的厂商都运用内部线缆放电事情 (CDE) 对设备 (setup) 进行测验以对他们的规划进行评价。极少数人以为只需经过 IEC 等级 4 测验，就已满意对此类放电进行维护了。
不过，那种以为只需设备经过 IEC 61000-4-2 等级 4 放电测验，就能够经过 CDE 测验的观点，之所以不是不变的真理，是由于两个测验中所用的带电电容有很大差异，即 IEC ESD 为 150 pF，而 CDE 的电容则要大的多，这取决于所用线缆长度以及线缆相对地上的高度。在集中式电容 (lumped capacitance) 之外，也有来自传输线路的分布式电容。CDE 中的放电一般会比 IEC 等级 4 中的放电开释更多的能量到所测设备中。
电气快速瞬态
一次电气快速瞬态 (EFT) 是开关和继电器、马达以及其他感应负载电弧触摸的成果，这在工业环境中是很常见的。一般，该类型的瞬态是共模型的，并经过电容耦合引进通讯线缆中。 IEC61000-4-4 将该瞬态界说为一系列十分短的高压尖峰，以 5kHz 到 100kHz 的频率呈现。表 2 概括了严重性测验等级。短路电流值经过用 50-Ω 电源阻抗对开路电压分压进行预算。
表 2、IEC 61000-4-4 严重性测验等级
依据 IEC61000-4-4，通讯线缆上的容性耦合钳是对通讯端口的测验电压进行耦合的首选办法。其间包含一根以太网线缆，这意味着耦合不会发生到端口的任何电偶衔接。另一个可行的耦合办法是直接经过 100-pF 的离散电容进行耦合。咱们应注意到，由于它的重复特性，EFT 事情还能够形成通讯体系的不稳定行为。
瞬态维护电路攻略
维护电路不该搅扰受维护电路的正常行为，此外，其还有必要防止任何电压瞬态形成整个体系的重复性或非重复性的不稳定行为。为满意这些要求，咱们为电子体系的电压瞬态维护规划规则了许多规划攻略，瞬态电压源能够分为差分型、共模型，或差分和共模合一型。瞬态电压维护技能可分为屏蔽和接地、过滤、电气阻隔以及运用比方二极管的非线性器材等类型。阻断和搬运 (diverting) 技能的结合运用完成了有用的电路维护。运用共模线圈或许是十分有必要的，可是所选的电压按捺器的规划还有必要契合运用的速度和稳健性要求。例如，有必要对有低ESR的高电压(高于或等于 2kV)运用能吸收直接瞬态冲击的分路(线路对大地接地)电容器。
PoE电路维护
虽然在本文中评论的仅是一般在受维护设备内布置的二次侧维护，但咱们应注意到，关于室外电信光缆来说，要求有一次侧电信维护设备。
在PoE 运用中，PSE 是由 48-V 电源供电的。一般，PSE 会有一些与大地接地相连的共模电容。这些电容能够是离散电容，也能够是 PCB 板的层间电容，或两类电容的结合。由于 PSE 实际上并不是起浮的，因而施加于数据衔接器上的任何共模电压瞬态都能形成 PSE 组件的电压击穿。关于 PSE 端口电源开关晶体管来说，特别如此。图 2 显现了该效应，并显现了在没有维护电路时，形成对 PSE 电源开关晶体管损坏的大电流途径。CCM 标明体系的 48-V 线路与外壳接地之间的共模电容。这能够是 48-V 电源的正或负(48-V回路)线路。为简化原理图，仅在负极线路显现了 CCM。该装备适用于运用 AC 断接电路时的运用，该装备还要求运用 D1。AC 断接电路的工作会导致瞬态维护呈现最坏的状况。
图 2、若没有维护电路，一次 ESD 或 EFT 事情就能够破坏 PSE 的主电源开关。
在运用 RJ-45 线缆的运用中，一般不会运用从前说到的线缆屏蔽维护技能。不过，图 3 中显现的解决方案对 PSE 集成电路施行了充沛的维护。当运用 AC 断接电路时可采用该电路，若没有运用该电路，则不需求 D1 和 D3。
图 3、该维护电路合作运用阻断元件(电感器)和搬运电路(BS 终端和钳位二极管)防止了 ESD 和 EFT 事情发生的浪涌危害。
要害组件的参数
仔细考虑以下维护电路中的每一个首要组件的要害参数是十分重要的。关于钳位二极管 D2 和 D4 而言，要害参数是指前向恢复时刻、瞬态电流才能以及前向电压瞬态。TVS 二极管 D3 的要害参数是呼应时刻、电流处理才能以及低阻抗。只有当 D1 用于 AC 断接功用时，才要求 D3。
若考虑到更为严重的浪涌问题，比方 GR-1089-CORE 规范(楼宇间的雷电浪涌规划规范)中界说的浪涌，则 D2、D3(1500-W TVS)以及 D4 需求运用更为稳健的组件。负电压瞬态要求有肖特基二极管 D1，一同也需求Bob Smith (BS) 终端或线路对接地电容器，由于开始的 ESD/EFT 瞬态是经过这些终端流向大地接地的。其他的首要组件是铁氧体磁珠 FB1 和 FB2。这些组件供给了防止 C2 在高频率时将终端短路的阻断阻抗。48-V 总线 (100nF) 上的去耦电容器以及桥接 TPS2384($5.3438) 的 P 与 N 终端的电容器有必要是低阻抗陶瓷电容器。C1 和 C2 有必要十分接近钳位二极管 D1 和 D2。48-V 总线 (D5) 上的 TVS 二极管一般的放置方位与 48-V 输入衔接器靠得很近。一切的器材都有必要是外表贴装封装方式的，并带有很低的寄生电感。
不论极性为正仍是为负，维护组件均可防止瞬态电流进入 TPS2384($5.3438) 芯片的 N 到 RTN 途径，或 P 到 RTN 途径。不过，这些瞬态电流由于瞬态源的不同，或许会有不同的途径。图 4 和图 5 别离阐明晰快速共模事情 ESD 或 EFT 的维护状况。
图 4、本图阐明晰铁氧体磁珠和钳位二极管将正极ESD/EFT事情从TPS2384($5.3438) 芯片的P终端搬运到底座接地的电流途径
在瞬态事情发生前，C1 和 C2 上的直流电压电平直接影响瞬态电流途径。在 ESD 或 EFT 模仿中，BS 终端与铁氧体磁珠一同在 ESD/EFT 按捺中发挥作用。此外，BS 终端还可用于 EMC 意图。这些电容器清楚地界说了 ESD 或 EFT 冲击时的开始途径。
图 5、本图阐明晰铁氧体磁珠和钳位二极管将正极ESD/EFT事情从 TPS2384 芯片的 N 终端搬运到底座接地的电流途径。
模仿能够供给在不同瞬态事情中或许的电压巨细的指示功用。线路对大地接地电容器上的最大或许电压是 1kV，这标明挑选额定值为 2kV 的电容器是安全的。模仿还标明，运用 8-kV ESD 时，若一同存在 150-pF/330-HHM，则 BS 终端上 1-nF 电容器的电压将小于 100V。关于Class 2 事情来说，在浪涌测验中，施加到该电容器的最高电压是 1kV。同理，关于 10-nF 的电容器来说，200-V 的额定值也是安全的。不过，由于没有界说一个 ESD 线缆放电模型，因而还没有进行过此类模仿。关于四端口的 PSE 来说，图 6 显现了一款引荐运用的电路板布局，其契合从前所述的一切规划攻略。
图 6、PSE PCB 板的规划遵从了进步电子体系稳健性的布局攻略，以进步 ESD/EFT 事情维护才能。
很明显，D2、D4、D3、D1、C1、C2以及电源输入和 RJ-45 衔接器有必要靠得十分近，以使瞬态电流回路所占空间以及其生成的阻抗尽或许的小。在多端口运用中，引荐对每一组的两个或四个端口运用与 C1 相同的去耦电容器，并使每个电容的放置都接近其相关组。为按捺器器材供给满意的铜箔面积以促进散热也是十分重要的。别的一个注意事项是以太网接口电路一般要求数据线路驱动电路要有数据线路维护器。不过，本文的重点是论述用于 PoE 电路的维护技能。
