电源设计Poe 以太网供电方案

按照IEEE８０２.ａｔＰｏｅ标准

以太网供电系统架构是由ＰＳＥ和ＰＤ构成。

ＰＳＥ（ｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）供电端设备，它既为以太网客户端供电，同时也是整个Ｐｏｅ的供电管理者。

ＰＤ（ｐｏｗｅｒｄｅｖｉｃｅ）接受供电的设备，作为ＰＳＥ的负载，即：

Ｐｏｅ系统的服务端

两者基于IEEE８０２.ａｔ协议，并且以此为根据，实现PSE通过以太网向PD供电

POE标准供电系统的主要供电特性参数为：

1. 电压在44～57V之间,典型值为48V。

2. 允许最大电流为550mA,最大启动电流为500mA。

3. 典型工作电流为10～350mA,超载检测电流为350～500mA。

4. 在空载条件下,最大需要电流为5mA。

5. 为PD设备提供3.84～12.95W五个等级的电功率请求,最大不超过13W。

POE供电的工作过程

当在一个网络中布置 PSE供电端设备时,POE以太网供电工作过程如下所示。

1. 检测：一开始,PSE设备在端口输出很小的电压,直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE 802.3af标准的受电端设备。

2. PD端设备分类：当检测到受电端设备PD之后,PSE设备可能会为PD设备进行分类,并且评估此PD设备所需的功率损耗。

3. 开始供电：在一个可配置时间(一般小于15μs)的启动期内,PSE设备开始从低电压向PD设备供电,直至提供48V的直流电源。

4. 供电：为PD设备提供稳定可靠48V的直流电,满足PD设备不越过 15.4W的功率消耗。

5. 断电：若PD设备从网络上断开时,PSE就会快速地(一般在300～400ms之内)停止为PD设备供电,并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接PD设备。

系统的２个ｂｌｏｃｋ连接的方式：

连接方法２：数据脚供电，将ＤＣ电源加在传输变压器的中点，不影响数据传输，在这种方式下，对１，２线，３，６线可以为任意极性，

顺便说一下方法１：空闲脚供电，４，５线为正极，７，８线为负极

ＰＳＥ只能提供其中一种连接方法，而ＰＤ兼容以上两者，

图１通过空闲脚供电

图２通过数据脚供电

应用空闲脚供电时，4、5脚连接为正极，7、8脚连接为负极。
应用数据脚供电时，将DC电源加在传输变压器的中点，不影响数据的传输。在这种方式下线对1、2和线对3、6可以为任意极性。

标准规定供电电源通常是48V、13W的。PD设备提供48V到低电压的转换是较容易的,但同时应有1500V的绝缘安全电压。

末端跨接法”(End-Span)，是在传输数据所用的芯线上同时传输直流电，其输电采用与以太网数据信号不同的频率。

End-Span会迅速得到推广，这是由于以太网数据与输电采用公用线对，因而省去了需要设置独立输电的专用线，这对于仅有8芯的电缆和相配套的标准RJ -45插座意义特别重大。

ＬＴＣ的方案是基于ＬＴＣ４２６６ (LTC4263)和ＬＴＣ４２６７两款芯片，

LTC4267

LTC4263-1

说明以太网架构和以太网供电架构是分开的，只不过两者共用了传输线

性能概要：LTC4266

· 4 个独立的 PSE 通道

· 与 IEEE 802.3at Type 1 和 Type 2 兼容

· 在 600mA 时提供每端口 130mW

· 先进的电源管理

– 8 位可编程电流限制 (I_LIM)

– 7 位可编程过载电流限制 (I_CUT)

– 预选端口的快速停机

– 14.5 位端口电流/电压监视

– 两事件分级

· 具非常高可靠性的 4 点 PD 检测

– 两点施加电压

– 两点施加电流

· 大电容老式设备检测

· 与 LTC4259A-1 和 LTC4258 的引脚和软件兼容

· 支持两线对和 4 线对输出功率

· 1MHz I²C 兼容串行控制接口

· 中跨延时定时器

· 支持专有的非常大功率高达 100W

· 采用 38 引脚 5mm x 7mm QFN 和 36 引脚 SSOP 封装

LTC4263-1 – High Power Single PSE Controller with Internal Switch

Features

Click Here for LTC4263-1 Evaluation Kit
30W PSE Output Power
IEEE 802®.3af Compatible
Operation from a Single 56V Supply
Fully Autonomous Operation Without a Microcontroller
Internal MOSFET with Thermal Protection
Precision Inrush Control with Internal Sense Resistor
Forced Current PD Detection for Noise Immunity
AC and DC Disconnect Sensing
Legacy PD Detection
Robust Short-Circuit Protection
Pin-Selectable Detection Backoff for Midspan PSEs
LED Driver Indicates Port On and Blinks Status Codes
Available in a Miniature14-Pin 4mm × 3mm DFN Package

性能概要：LTC4267
” 完整的电源接口端口为受电设备（PD）实施 IEEE 802.3af 标准
” 内部电流模式开关稳压器
” 精确双电平浪涌电流限制
” 片上 100V、400mA 功率 MOSFET
” 片上 25kOhm 特征电阻
” 可编程分级电流（0 至 4 级）
” 欠压关断
” 智能热保护
” 电源良好信号
” 内部软启动
” 采用 16 引脚 SSOP封装或 3mm×5mm DFN 封装

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1 http://www.linear.com.cn/pc/productDetail.jsp?navId=H0,C1,C1003,C1006,C1125,P88665#simulateSection

ＴＩ架构：基于TPS2384（PSE）＋LM5073和MSP430F147(MCU)

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1http://www.elecfans.com/article/88/131/189/2009/2009032939424.html PSE的硬件原理图-电路图

２

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系统图：