驱动高功率以太网络供电技术
目前有许多已开发的实用PoE应用,然而,新推出的应用所需要的功率高于现今802.3af标准所定义的功率限制,也就是为用电装置端提供约13 W的功率。现今需要新的PoE+标准以满足增加功率的需求,但这项新标准仍未定义完成。在新标准出炉前,势必要能够针对所需功率高于现今可提供功率的PD负载进行供电。
图1 具备电源设备及供电装置的典型PoE网络示意图 高功率PoE的系统需求 任何采用Cat-5电缆的高功率解决方案都必须符合下列基本规范: ? 不得造成以太网络缆线、电源供应设备(PSE)或PD过热 ? 不得造成电流不均衡,以避免变压器饱和的危险 ? 必须将操作电压维持在802.3af标准电压范围内任何解决方案应该尽可能提供下列功能: ? 与802.3af标准兼容:搜寻、分类、电流消耗、欠压封锁(undervoltage lockout)、流入电流(in-rush current)、电流限制等 ? 具备电源管理功能 ? 电缆装置时的损坏电线侦测 在较高电压下运作 802.3af标准规定PSE输出电压介于44至57V之间,且PSEICUT(表示耗电过载的程度)最低为350mA,而ILIM(表示可能的最高耗电量)最低为400mA。使用长度为100公尺且最坏情况馈电电阻为20的缆线时,在允许最低电压运作的状况下,PD输入受限为12.95W。 若要提供更多的电源,只需要以接近57V限制的较高母线电压进行运作即可。该解决方案的优点是提升系统效能,并降低缆线与PSE及PD输入阶段的耗损。 现有的Cat-5电缆安装仍可继续使用,因为缆线耗损并未增加,而且只要遵照设计规则进行,确保不会造成任何不良状况,此解决方案出现电线不均衡与磁性饱和等风险的机率便不会大于标准PoE安装方式。另外,此解决方案与802.3af标准兼容,并且使用与802.3af装置相同的磁性组件。 若要使此解决方案发挥效用,提供输入电压的切换式电源供应必须以较严格的容差(tolerance)进行调节。例如,如果偏差介于53至57V之间,则在电源供应的过压防护之外,需要±3.5%电压容差。 如今,Cat-5铜质通信配线已成为宽带服务的最低需求,其中采用的标准是EIA/TIA-568,而Cat-5电缆的设计采用24AWG导体,因此最坏情况馈电电阻为12.5。 通过四对电缆供电 为达到更高电压的更高功率需求,将所有四对电缆与两个PSE操作端口搭配使用是可行的解决方案(如图2)。采用此解决方案时,仍可达到上述的所有优点,而PD端的设计人员可以选择以串联或并联方式连接DC/DC电源供应。
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