以太网供电(PoE)是运用现有的网络5类数据电缆传输直流电源,在传递信号的一起也将电源传递给用电设备(PD),如IP电话、无线接入点及网络监控摄像头号,省去了本地电源。在PoE体系中,为PD供给电源的设备叫供电设备(PSE)。PD的功耗约束在12.95W,PSE输出功率约束为每个RJ-45端口15.4W。考虑到沿CAT-5以太网线(最长可达 100米)传输的电压降,IEEE规范为PD和PSE规则了不同的额外功率。较长的电缆将发生较大的电压降,因而PSE的输出电压要高于标称的48V,以使PD取得满足的功率。
供电设备
PSE供给PD检测、分级、限流以及电源操控功用。一个有用PD需求具有25kΩ的勘探特征,PSE操控器进行 PD检测时,依照检测条件用一个2.8~10V的限流电压对信号线进行勘探。经过丈量V-I,运用斜率计算出端口电阻,对端口衔接设备做出判别:有用 PD、开路、低阻负载、高阻负载、大电容负载、正电源、负电源。为了避免损坏非PD设备,一起也为了避免输出短路时损坏PSE操控器,PSE在PD检测过程中需求约束电流,通常在2mA以内。别的,PSE还需求累计多个沟通周期以便按捺50Hz/60Hz的电力线耦合噪声。
以太网供电技能的开端推动力是VoIP,由于越来越多的以太网设备,如RFID阅读器、PDA充电器、移动电话、笔记本电脑等能够选用这种便利的供电办法,IEEEE802.3af规范界说了五个不同的功率等级,以便PSE高效地办理功率分配。完结PD检测后,PSE操控器将进入PD分级形式,为端口供给15.5V~20.5V电压,并检测进入端口的电流,依据表2所示IEEE 802.3af规则的PD分级规范,可确认PD的功率等级。Maxim推出的MAX5945($5.8018)网络供电操控器能够操控四个独立的端口,选用36引脚SSOP封装,能够完成PD检测、PD分级及AC/DC负载断接检测功用。图1给出了MAX5945($5.8018)的典型运用电路。
PoE网络能够选用端点或中跨式PSE完成。端口PSE存在于网络衔接的终端。对端点PSE和PD设备来说,电源是经过信号线对儿传输的。由于电源现已经过了以太网衔接的端点上,这种PSE类型供给了一种简洁的PoE计划,十分合适用来布署新的根底网络。需求对现有以太网进行晋级时,能够用中跨PSE办法将电源刺进到以太网中。中跨PSE能够经过CAT-5电缆中的“闲暇线对儿”传输电源,假如只要几个以太网设备需求供电,这是一个最具本钱效益的办法。MAX5945($5.8018)既可用于端点PSE,也可用于中跨PSE,如图2所示。
具有以太网供电才能的PD运用电路
关于从以太网供电体系取得电源,用电设备有必要契合IEEE802.3af规范规范,要求能够供给PD检测及可编程分级特性信号。PSE进行PD检测时,PD有必要供给25kΩ和小于150nf的辨认特征,以便PSE将PD从不需求供电的以太网设备中辨认出来。分级特征代表PD的峰值功率损耗,要求在 PSE向端口供给PD分级检测电压时能够吸收特定的电流,PD的分级电流对应于所示的5个功率等级。当端口电压达30V~40V时,PD处于欠压闭锁状况,以防发生检测和分级搅扰。
Maxim针对PD端供给了集PD接口和DC-DCPWM操控器于一体的MAX5941($3.1824),可用于阻隔或非阻隔的反激和正激转化器。 MAX5941($3.1824)A/MAX5941($3.1824)B的PD接口契合IEEE 802.3af规范,可认为PD供给检测特征信号、分级特征信号和一个具有可编程浪涌电流操控功用的集成阻隔开关,还具有宽滞后的供电形式欠压确认(UVLO)以及“电源好”状况输出等功用。在检测和分级期间,集成的MOSFET供给PD阻隔。 MAX5941($3.1824)A/MAX5941($3.1824)B保证检测阶段的走漏电流误差小于10μA。可编程限流功用避免上电期间发生很高的浪涌电流。这些器材的供电形式 UVLO具有宽滞后和长毛病消隐时刻等特性,以补偿电压在双绞电缆上的阻性衰减,并保证体系在检测、分级和上电/掉电诸状况间无扰动转化。
电路剖析:MAX5941($3.1824)A/MAX5941($3.1824)B中的PWM电流形式操控器可用于规划反激式或正激式电源。电流形式简化了操控环的规划,一起提高了环路的稳定性。集成了高压发动调节器答应器材直接衔接至输入电源,而无需外接发动电阻器。内部调节器供给的电流使操控器发动并开端作业。一旦第三绕组的电压建立起来,内部调节器就被封闭,而由第三绕组供给PWM操控器运转所需的偏置电流。内部振荡器被设定在275khz,并被微调至额外偏的±10%以内。答应运用比较小的磁性元件以缩小电路板空间。图3所示为MAX5941($3.1824)的典型运用电路。图中,上半部分电路用来别离出PSE运送的-48V直流电源,两个二极管桥整流器(DF02SA($0.1667))分别从端点或中跨PSE网络装备中获取电源。电阻器RDISC用于设置PD勘探特征,当二极管桥的阻抗较高时,应选用较小阻值的 RDIES来进行补偿。电阻器RCL用于确认PD的分级特征。栅极%&&&&&%器CGATE用于设定浪涌电流。正激式DC-DC转化器供给5V输出电压。
本站网技能修改点评剖析:
现在快速以太网与本来在100Mbps带宽下作业的FDDI相比它具有许多的长处,最主要体现在以太网技能能够有用的保证用户在布线根底施行上的出资,支撑3、4、5类双绞线以及光纤的衔接,能有用的运用现有的设备。缺乏便是快速以太网仍是根据CSMA/CD技能,当网络负载较重时,会形成功率的下降,当然这能够运用交流技能来补偿。
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