以太网供电(PoE)

关于PoE的IEEE 802.3af标准要求，所有数据终端设备(DTE)使用与数据相同的电缆线来接收功率，该标准规定了用未屏蔽双绞线电缆传输48V直流电，如分类五。这样，就不需要本地电源。

IEEE 802.3af都包含什么？

IEEE 802.3af标准提出了用已有电缆提供和接收电源的要求，包括给电缆提供电源的设备(PSE)，以及功率接收器件(PD)。该标准定义了PSE和PD之间的接口，也涉及相关探测和分类协议。图示为一简化的典型PoE系统。

PoE系统怎样感测何时需要电源？

PD用一使PSE寻找有效PD的感测方法请求电源。PSE通过发出2.8V~10V信号到电源线上，来寻找有效PD。有效PD感测此电压，并在电源线上加上23.75kΩ~26.25kΩ电阻。PSE一旦感测到产生的电流，就认为有一有效PD在请求电源。

PD如果接收不到电源时如何动作？

PD如果接收不到电源，它就加上一个电阻，其值高于或低于为有效PD所列出的的值。在低端，12kΩ~23.75kΩ表示PD不需要电源。在高端，范围在26.25kΩ~45 kΩ之间。PSE认为任何低于12 kΩ和高于45 kΩ都是无效PD探测特征。

PoE系统的功率和电流限制是什么？

单一节点接收的最大电流为350mA。要预留一些相关电缆的电源损失余量，各节点接收的连续功率总量为12.95 W。

PSE怎样确定必要的功率要求？

感测环节结束后，PSE可以随意产生一个PD分类。PSE使用PD分类确定PD正常工作时所需最大功率。IEEE 802.3af标准定义5个不同分类标准，包括最小和最大功率以及电压。

PSE怎样确定分类？

PSE通过将电源线上的电压增加到15.5V~20.5V之间来实现。分类由PD吸入的电流量来确定。

PSE下一步如何动作？

在完成感测和可选分类环节后，PSE使其输出电压斜坡上升到42V。一旦到达低电压切断(UVLO)释放阈值，内部一FET打开，PD开始正常工作。只要输入电压保持在UVLO阈值之上，一直保持如此。对大多数PD，一个板级直流-直流转换器下变换输入电压，产生所需电压。

如何选择电容值？

根据IEEE 802.3af规范，如果输入电容小于180 μF，PSE就必须对浪涌电流加以限制。输入电容大于180μF时，要求PD将浪涌电流限制在小于400 mA。PD对PSE的输入电容也必须在0.05μF~0.12 μF之间。

PoE怎样处理电压瞬变？

使用长电缆和变压器会产生大于68V的瞬态变化。为避免这些瞬变超过应用的最大电压，设计师可以在正电源和负电源之间加上一个瞬态电压浪涌抑制器(TVS)或类似的齐纳器件。

瞬态抑制的要求是什么？

给TVS并联旁路电容有助于保护PoE系统免受瞬变引起的损坏。选择TVS，使其在大于57V最大应用电压，且在达到68V最大绝对额定值之前启动。

设计师如何配置PoE系统？

多个制造商提供的IC能简化PoE系统设计。这些IC通常包括一IEEE 802.3af 兼容PD和直流-直流转换器接口。

哪些系统单元可提供故障保护？

首先，PSE可能移除不符合其电源分类或者最大吸入电流400 mA的PD的电源。其次，PD接口芯片可能同时有内部电流和热电流限制保护。最后，所选电源控制器可能也有周期循环电流限制保护。不同芯片的保护水平也不同。