标签: 以太网供电

深圳市颐高电子科技有限公司是以PoE产品、高端电源、安防模块和光通信模块等产品为研发的高科技企业。公司集网络供电、高端电源与光通信高新技术产品研发、生产、销售、技术服务等为一体，产品主要应用于网络监控、无线AP布局、网络电话等众多行业。我们提供从方案设计到产品开发等多种形式的OEM和ODM个性化产品服务，同时我们还提供产品物料打包供应的贴片加工服务，尽可能的为企业产品的多个环节降低成本，从而提高客户产品在市场中的优势。     以太网供电POE模块 24路以太网供电模块，POE供电器24路以太网供电，提供大功率POE供电器，多口POE供电模块，多路POE供电模块，POE模块厂直销，可定做生产POE供电模块。 1. 具有4、8、12、16、24端口。 2. 具有802.3AF标准、 802.3AT标准、非标准三种型号。 3. 接线方式：有 1、2、3、6  和  4、5、7、8 两种。 4. 采用业内最好通信专用电源，极大提高设备稳定性，减少了 维护成本，提高了用户的行业竞争力。 5. 单路最大输出功率60W，并且智能分配各路功率。 6. 具有科学布局的标准结构和多种外观可供选择。 单口POE中跨（POE供电电源）全部采用内置电源，安装简单安全，精致小巧，空间需求小 多口POE中跨（POE供电电源）全部采用内置电源，安装简单安全，钣金机壳，利于散热 AF 与AT标准供电模式 标准     AF       AT 速率     百兆     千兆     整机功率 300W     600W 输出最大功率     18W      36W 输入电压 165VAC～280VAC，47Hz～63Hz 输出稳压精度     -48VDC±5% 负载调整率       -48VDC±5% 直流输出宽频杂音电压      3.4kHz～150kHz≤50mv 系统可靠性       MTBF＞100k hours 传导干扰（CE）辐射干扰（RE         EN55022、CLASS B标准 使用环境 -30℃～＋55℃，5%～90%RH 保护功能 输出过压保护     -52VDC～-50VDC 过流保护（单路） 350Ma    750Ma 过压保护 ＞290VAC～310VAC 过压恢复点       ＞285VAC 欠压保护 ＜140VAC～155VAC 欠压恢复点       ＜165VAC 过温保护 ＞100℃ 使用环境 -30度---70度 POE交换机：4、8、16、24口POE交换机 （百兆、802.3af标准） POE供电器：单、4、8、12、16口POE供电中跨设备-POE供电模块 （百兆/千兆 、 802.3af/802.3at/非标准） POE模块：PSE模块（POE供电模块）、PD模块（POE受电模块）48V转5V/9V/12V POE分离器：5V/12VPOE分离器（百兆/千兆 802.3af/802.3at/非标准）     应用： PoE技术已被广泛用于各种设备，包括：      交通管制系统 ：LED显示板  电力自动化设备：气体检测仪 ，嵌入式和终端计算机，IP扬声器，读卡器等  重要机构监控：IP摄像头，安全进入控制系统等等  无线设备：无线PDAs, Aps,基站设备等等  销售网点设备  VoIP 电话         颐高电子实业股份有限公司 深圳市颐高电子科技有限公司 ------------------------------------------------------------------- 联系人:侯顺涛  营销总监       Mobile:13631588303  主营业务:    POE产品方案及开发   OEM/ODM制造 ADD:香港.新界.沙田火炭坳背湾街45-47喜利佳工业大厦10-O 座    TEL:00852-63385528            FAX:00852-26014125 ADD:深圳市龙华新区大浪街道办行政服务中心B栋四楼 TEL:86-755-29019646-8006      FAX:86-755-829019846-8080 Emial:coo@ecospower.com       WEB:www.ecospower.com MSN:houshuntao@hotmail.com    QQ:281590911 ------------------------------------------------------------------- 上善若水，水善利万物而不争。

    一、PoE+电路为用电设备(PD)提供13W至70W功率   摘要： 本文介绍了一种结构简单的高性价比准IEEE® 802.3at PoE+用电设备(PD)的解决方案，采用MAX5941B设计。本文讨论了PoE+ PD的主要需求，以及扩展MAX5941B的现有电路实现PoE+ PD的优势。本文提供了针对3.3V、30W PD电路的测试结果，包括：浪涌电流、效率、输出纹波以及动态响应。 概述 随着PoE (以太网供电)应用的迅速发展，对功率的需求也越来越高，已经高出目前IEEE 802.3af标准(12.95W)的指标。为了满足这一需求，IEEE于2005年9月开始于制定新标准(IEEE 802.3at)，旨在扩展以太网供电功率(30W以上)。预计该标准将在2008年的第二季度推出，新的PoE升级标准(PoE+)将为用电设备(PD)提供大约双倍的有效功率。 在IEEE 802.3at获得正式批准之前，业内需要一个“准PoE+"电路，以满足当前的应用需求。本文介绍了一个简单的、能够提供PoE+功率(30W)的PD电路，利用外部MOSFET和针对原802.3af标准设计的控制器实现。 图1所示电路利用MAX5941B PoE控制器构建为准PoE+ PD供电的电源，能够满足多数大功率PoE+应用的要求，并保持了802.3af标准的向后兼容性。通过增加一个外部MOSFET，可以按比例调节或增大PD接口的有效功率，功率范围可以从802.3af的标准等级扩展到70W，远远超出了802.3at PD推荐的最大功率。 图1. “准PoE+”供电电路提供3.3V、30W输出，为了达到这一目的，电路在MAX5941B PoE电路的基础上简单增加了一个MOSFET PoE+要求 IEEE 802.3at¹标准建议的PoE+设计目标如下： • IEEE 802.3at应当遵循802.3af制定的电源安全性规则和限制 • 802.3at PSE必须向后兼容802.3af：能够为802.3af和802.3at PD供电 • 802.3at PSE能够提供PD允许的最大功率(最少30W)，受限于实际应用 • 802.3at PD连接到早期的802.3af PSE时，能够向用户显示需要802.3at PSE   802.3at PD必须能够由802.3at PSE识别、检测和供电，为其下游负载提供足够的功率。为满足新的802.3at功率的需求，目前的PD控制器面临以下问题和设计挑战： • 4级PD分级 • 这些控制器的内部PD接口隔离开关不能处理高于最大12.95W的功率等级 • 许多目前PD控制器的电流限制低于802.3at要求的功率等级   幸运的是，MAX5941B控制器能够为“准PoE+” PD提供70W的功率，而外部元件只需很少改动。为了满足PoE系统中的PD供电需求，它集成了一个完整的802.3af兼容电源IC，包括一个PD接口和紧凑的DC-DC PWM控制器，该控制器可以在隔离或非隔离电源设计中用作反激或正激转换器。² 结构简单的高性价比准PoE+方案 通过以下调节，能够使MAX5941B控制器满足PoE+的要求: • 4级PD分级 该控制器已经包含了4级PD分级，仅仅需要改变外部的分级设置电阻。   • PD接口隔离开关的额定功率：所有现有的PD控制器都包含一个MOSFET，在开启协议检测和分级时隔离PD。由于这个MOSFET为802.3af规定的功率级(12.95W)设计，所以低于802.3at应用的功率等级。 MAX5941B内部MOSFET的栅极输入连接到引脚7，简单地在该引脚连接一个外部MOSFET可以提高PD接口开关的功率。新的功率要求可以从12.95W到70W以上，具体取决于外部MOSFET的额定功率。外部MOSFET的RDS(ON)必须保证流经内部开关的电流在其安全工作范围内。 • 改变电流限制：很多当前的PD控制器提供两级限流门限。第一级设置为低于400mA，用于限制上电时PD的输入浪涌电流；第二级设置为高于400mA。不但802.3af标准不需要第二级限流，在实际的PoE+应用中也禁止使用这些PD控制器。 MAX5941B控制器允许用户编程输入浪涌电流，但却不需要加入第二级限流。由于用户可以设置低于400mA的输入浪涌电流限制，从技术上解决了PoE+应用的兼容性问题。输入浪涌过程结束后，PD准备就绪，可以工作在更高功率的PoE+系统，无需更换IC或更改外部电路。 在PoE+系统中，电缆所能承载的电流是限制功率传输的瓶颈。在相关标准中，例如TR42.7³，为了确定不同条件下电缆的电流承载能力，对PoE+电缆进行了大量的测试。目前，TR42.7推荐在45°C最大环境温度下，5e类、6类和6A类电缆每线对能够承载的最大电流是720mA (每根导线360mA)。超过45°C时，受I²函数的影响，60°C时额定值降到0mA，其中I是流经电缆的电流。因此，对于两线对的PoE+系统，所允许的PD最大功率约为30W。据此，我们为准PoE+ PD设计了一个30W的供电电路。 PD接口 图2. 30W PD接口原理图 30W PD供电电路的原理图如图2所示。N10是增加的外部MOSFET，用于增强PD接口隔离开关，以达到PoE+的功率等级。R8 (178Ω)是用来设置4级功率等级的RCL。这个30W的PD能够从准802.3at PSE接收功率。两对UTP线缆连接到快捷插座连接器FastJack™ J1，连接器集成了10/100 Base-TX VoIP磁模块。两个二极管桥功率整流器(D4，D5)用于分离PSE送出的-48V直流电源。 隔离开关(由MAX5941B内部功率MOSFET和外部MOSFET N10组成)限制启动时的输入浪涌电流。MAX5941B通过一个典型10µA 的恒流源给MOSFET的栅极充电。MOSFET漏极至栅极之间的电容通过限制漏极电压的上升速度限制输入浪涌电流。可以通过在GATE和OUT之间外加一个电容进一步减小输入浪涌电流。以下公式用于计算输入浪涌电流： PoE+应用的输入浪涌电流限制在400mA (最大值)以内。 图 3 波形(从图2电路中测得)显示当输入电压大约为39V时，输入浪涌电流低于108mA，39V是缺省的欠压锁定电平(UVLO)。当负载电流为7A时，流经隔离开关的总平均电流是680mA。 图3. 准PoE+ PD输入浪涌电流的限制 Ch1：3.3V输出，1VDC/格 Ch4：输入电流，200mA/格 时基：100ms/格 3.3V、30W DC-DC转换器 PD的DC-DC转换器如 图 4 所示，用于PoE的电源转换有两种主要架构：反激和正激转换器。反激转换器需要的器件数最少、成本最低，但峰值电流较高，因此需要更大的输出电容和/或两级滤波器，以减小输出电压纹波。   图4. 用于30W PoE+ PD的DC-DC转换器原理图   对于单输出、大电流转换器，推荐使用具有同步整流的单端正激变换器，这种架构非常适合PoE应用，具有高效、低EMI、成本低等优势，本设计选择了这种架构。由于同步整流正激变换器的原理在MAX5941B评估板的数据资料中进行了详细描述，这里不再赘述。 测试结果 为了评估DC-DC转换器性能我们进行了大量测试， 图 5 给出了电源电压为48V时测得的效率与输出电流的对应关系曲线，这里没有考虑两个二极管桥整流器(D4，D5)的功耗(如果考虑这些因素，效率下降约5%)。 图4所示PD电源的输出纹波(图6)是在最差工作条件下测试的：57V输入电压、9A负载。所得结果(大约50mV)基本符合PoE+应用的要求，例如802.11n接入点、大功率VoIP视频电话以及监控摄像头等。增加一个低ESR陶瓷电容有助于得到更低的输出纹波，转换器的波特图(图7)显示相位裕度为45°，增益裕度为10dB，具有较好的响应能力。 对于一些特定应用，只需用PD接口的前级(图2)配合用户已有的DC-DC转换器工作即可。针对这种要求，可以选择Maxim的PD控制器系列(MAX5940B)产品，配合外部MOSFET和MAX15000 DC-DC控制器使用。 图5. 准PoE+ PD效率与输出电流的关系 图6. 准PoE+ PD的输出纹波 Ch1：3.3V输出，50mVAC/格 Ch2：3.3V的负载电流，5A/格 时基：2µs/格   图7. 最大输入电压和输出电流下DC-DC转换器的波特图 结论 在IEEE 802.3at标准发布之前，本文提供的PD电路(图2)是解决PoE+供电问题的一个快速、有效、灵活的方案。它符合该标准的电流要求(草案0.9)4，并保持了向下兼容性，兼容于当前的IEEE 802.3af标准。采用同步整流正激DC-DC转换器可以获得高效、低EMI以及低成本设计。如果连接PSE和PD的电缆能够承载足够的电流，电路中的MAX5941B控制器能够轻松升级PD设计，输出功率可以达到甚至超过70W。                     二、业内首款四通道PSE控制器，支持大功率(PoE+)及IEEE 802.3af应用       关键特性   • 符合IEEE 802.3af标准/pre-IEEE 802.3at兼容 • 通过I²C接口随时读取端口电流 • 每端口可提供高达45W的功率 • 为早期设备提供大电容侦测 •• 引脚兼容于MAX5945和LTC4258/LTC4259A • 四路独立的功率开关控制器 •  PD侦测和分级 • 侦测期间提供负载稳定性安全检测 • 同时提供直流和交流负载断开检测 •  I²C兼容3线串行接口 • 折返式限流以及占空比受控的电流限制 • 漏极开路/INT输出 • 可直接快速关断   应用/使用   • 中跨电源注入 • 供电设备(PSE) • 交换机/路由器          深圳市恒大创新科技有限公司 创建于公元2006年，除了从事电子元器件贸易外，在半导体产品领域最初为一家小型半导体技术支持提供商，从高压非标电源技术开始，我们逐步发展融入到锂电池技术、RFID、AVR、工控技术、光纤通讯、医疗设备、仪器仪表、电力设备、航空航天等领域半导体方案推广。我公司目前已经成功代理SINOWEALTH(中颖)单片机、COILCRAFT(线艺)电感和OMNIVISION(豪威)图象传感器，并成为国际知名品牌NXP、ADI、TI、ST、ON、 IR、NS、AVAGO、MAXIM、ATMEL、MINI-CIRCUITS、MICREL、MICROCHIP、INFINEON、INTERSIL、DAVICOM、MARVELL、SENSIRION的专业增值分销商，另外在ATMEL、ST、XILINX和ALTERA宇航产品等偏冷门军品集成电路芯片方面有较强的资源优势。 按照立足海外采购，面向国内服务的需求，除了香港的采购中心、香港新界的物流储仓和深圳市恒大创新科技有限公司(运行中心)外，还在德国慕尼黑、北美、以色列、日本、香港、台湾建有採购合作中心、技术支持中心、产品支持中心和客户服务中心，并且在中国一直和台湾友尚企业、世健系统、 伟博电讯、世平基通储仓、昭田电气、MOUSER、爱益华、品佳、安富利、新晔、文晔、联宝中国等国际知名元件代理保持亲密合作关系。感谢广大客户的支持和信赖以及公司全体员工的共同努力，我们用多年时间把公司发展成为科技产品研发，电子产品贸易和电子产品製造为一体的恆大创新实业股份有限公司。     恆大创新实业股份有限公司同时也是亚太地区优秀的电子产品研发制造及电子产品周边零件供应商和增值服务商之一，经过近6年的发展，已成为中国优秀的电子产品技术和销售服务商。通过遍布全国的零售网络、连锁销售中心和新近开通的电子商务网站，服务于包括军用及商用客户。 国有企业： 中国科学研究院兰州研究所、中国航空工业总公司洛阳613所、中国航空工业第608研究所、铁道部株洲电力机车研究所、中国船舶重工集团7院722所、中国运载火箭技术研究所、国营711所、中国信息产业部40所、等中国军备企业。 合作院校： 长沙国防科技大学、武汉华中科技大学、上海复旦大学、大连理工大学、长春光华学院等中国高科技技术英才之教育机构。     恒大创新实业股份有限公司 深圳市恒大创新科技有限公司 服务据点:香港 深圳 北京 上海  成都 长沙 东莞  宁波 ------------------------------------------------------------------- 联系人: 侯顺涛    销售主管     Mobile:13631588303  主营业务:国际半导体通路   产品方案及开发   OEM/ODM制造   ADD:香港.新界.沙田火炭坳背湾街45-47喜利佳工业大厦10-O 座     TEL:00852-63385528           FAX:00852-26014125 ADD:深圳市福田区益田路3008号皇都广场A座1304-1305室(会展中心南侧) TEL:86-755-88250080-8009     FAX:86-755-88250089 Emial:houst@cnhenda.com      WEB:www.cnhenda.com MSN:houshuntao@hotmail.com   QQ:228289156 ------------------------------------------------------------------- 上善若水，水善利万物而不争。  

    一、POE简介 POE (Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端（如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。POE的系统构成：一个完整的POE系统包括供电端设备(PSE, Power Sourcing Equipment)和受电端设备(PD, Powered Device)两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备，同时也是整个POE以太网供电过程的管理者，而PD设备是接受供电的PSE负载，即POE系统的客户端设备。 POE也被称为基于局域网的供电系统(POL, Power over LAN )或有源以太网( Active Ethernet)，有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。IEEE 802.3af标准是基于以太网供电系统POE的新标准，它在IEEE 802.3af的基础上增加了通过网线直接供电的相关标准，是现有以太网标准的扩展，也是第一个关于电源分配的国际标准。   二、应用领域 IP电话机、 网络安全摄像机、 AP及其他以太网设备   三、关键参数 传输距离：100-250米 传输电流类型：48V直流电压 供电标准：IEEE802.3at(25.5W)兼容IEEE 802.3af(12.95W)   四、供电标准参照 IEEE802.3at(25.5W)与IEEE 802.3af(12.95W)标准对比 五、POE 以太网供电工作过程示意图       深圳市恒大创新科技有限公司 创建于公元2006年，除了从事电子元器件贸易外，在半导体产品领域最初为一家小型半导体技术支持提供商，从高压非标电源技术开始，我们逐步发展融入到锂电池技术、RFID、AVR、工控技术、光纤通讯、医疗设备、仪器仪表、电力设备、航空航天等领域半导体方案推广。我公司目前已经成功代理SINOWEALTH(中颖)单片机、COILCRAFT(线艺)电感和OMNIVISION(豪威)图象传感器，并成为国际知名品牌NXP、ADI、TI、ST、ON、 IR、NS、AVAGO、MAXIM、ATMEL、MINI-CIRCUITS、MICREL、MICROCHIP、INFINEON、INTERSIL、DAVICOM、MARVELL、SENSIRION的专业增值分销商，另外在ATMEL、ST、XILINX和ALTERA宇航产品等偏冷门军品集成电路芯片方面有较强的资源优势。 按照立足海外采购，面向国内服务的需求，除了香港的采购中心、香港新界的物流储仓和深圳市恒大创新科技有限公司(运行中心)外，还在德国慕尼黑、北美、以色列、日本、香港、台湾建有採购合作中心、技术支持中心、产品支持中心和客户服务中心，并且在中国一直和台湾友尚企业、世健系统、 伟博电讯、世平基通储仓、昭田电气、MOUSER、爱益华、品佳、安富利、新晔、文晔、联宝中国等国际知名元件代理保持亲密合作关系。感谢广大客户的支持和信赖以及公司全体员工的共同努力，我们用多年时间把公司发展成为科技产品研发，电子产品贸易和电子产品製造为一体的恆大创新实业股份有限公司。     恆大创新实业股份有限公司同时也是亚太地区优秀的电子产品研发制造及电子产品周边零件供应商和增值服务商之一，经过近6年的发展，已成为中国优秀的电子产品技术和销售服务商。通过遍布全国的零售网络、连锁销售中心和新近开通的电子商务网站，服务于包括军用及商用客户。 国有企业： 中国科学研究院兰州研究所、中国航空工业总公司洛阳613所、中国航空工业第608研究所、铁道部株洲电力机车研究所、中国船舶重工集团7院722所、中国运载火箭技术研究所、国营711所、中国信息产业部40所、等中国军备企业。 合作院校： 长沙国防科技大学、武汉华中科技大学、上海复旦大学、大连理工大学、长春光华学院等中国高科技技术英才之教育机构。     恒大创新实业股份有限公司 深圳市恒大创新科技有限公司 服务据点:香港 深圳 北京 上海  成都 长沙 东莞  宁波 ------------------------------------------------------------------- 联系人: 侯顺涛    销售主管     Mobile:13631588303  主营业务:国际半导体通路   产品方案及开发   OEM/ODM制造   ADD:香港.新界.沙田火炭坳背湾街45-47喜利佳工业大厦10-O 座     TEL:00852-63385528           FAX:00852-26014125 ADD:深圳市福田区益田路3008号皇都广场A座1304-1305室(会展中心南侧) TEL:86-755-88250080-8009     FAX:86-755-88250089 Emial:houst@cnhenda.com      WEB:www.cnhenda.com MSN:houshuntao@hotmail.com   QQ:228289156 ------------------------------------------------------------------- 上善若水，水善利万物而不争。    

概述 以太网供电(Power over Ethernet，PoE)技术逐渐成为用于简化网络部署，同时提升总体能源效率的重要工具。最新的技术进展带来了新的机会，可以进一步减少能耗和相关的能源成本。 PoE使得数据和电能通过单一的以太网电缆上传输。在现有的LAN设施上，该技术提供高达60W的安全的不间断电源，为用电设备(powered device，PD)供电，电压范围为50V至57V，支持最新的大功率IEEE802.3at-2009标准(见图1)。IEEE802.3at-2009标准后向兼容，并替代先前的IEEE802.3af-2003规范。 图1. 具有PoE功能的网络电源设施 PoE使得网络管理员能够在整个设施中的任何地方部署VoIP电话、WLAN接入点(AP)、IP安全摄像头、访问控制系统和其它用电设备，无需安装AC插座或派电工布线、更改建筑规划或获取安全认可。PoE技术也省去了单独的电线和电源插座，相比传统网络供电设施，可以提供多达50%的成本节省。 选择正确的供电设备：中跨的优势 要实现PoE，可以采用以下任一类型供电设备(power sourcing equipment，PSE)：通过PoE交换机，或者通过在现有的交换机和网络用电设备之间安装PoE中跨(midspan)。而中跨为快速部署大功率PoE提供了最简便的方法(见图2)。 图2：使用中跨技术部署PoE 不同于PoE交换机，使用中跨可以随时逐步增添PoE端口，而不用在初始安装期间立即装好。相比PoE交换机，它们通常还能够提高平均无故障时间(mean time between failure，MTBF)率，因为PoE交换机在单一箱体里集中了大功率耗散的PoE部分和高敏感度的数据部分。 另外，相比PoE交换机，中跨也是更具成本效益的可扩展解决方案，可让网络管理员更方便地升级电源设施，而不受其数据设施的限制。当现有的交换机仅使用了几年，和/或他们可能仅需要几个具有PoE功能的端口，网络管理员常常无法证明升级到新PoE交换机的成本是合理的。此外，中跨使管理员能够按需要升级他们的交换机，无需同时更改电源设施。最后，中跨使网络管理员能够远程管理PD，同时集中所有的电源管理和备用系统，进一步改进了能源效率和使用中的设施可靠性，减少了运营成本，并增强了安全性。因为在过载、短路或欠载状态等事件发生时，中跨可以检测并自动断开非PoE兼容(non-PoE-compliant)的PD设备。 《电子设计技术》网站版权所有，谢绝转载 额外的节能机会 使用中跨在网络中获取尽可能大的功效，有三个主要方法。第一个是尽用中跨通过所有四对结构化电缆电线来输送功率的能力。今天的中跨具有两个接口，每个可获取25.5W到同一个箱体中(一个接口在两对线缆上使用1、2、3和6线，另一个接口在两对线缆上使用4、5、7和8线)。连接两个接口可使标准输送功率加倍，达到51W，同时仍然完全符合802.3at-2009标准(见图3)。 图3：四对线供电 另一个方法是使用四对线供电来消减功率耗散。这一相同的四对线结构可以用来为具有30W功率的两对设备供电，替代通过CAT5电缆来提供51W，这会耗散了多达一半的功率，同时相比传统的两对线解决方案，功耗几乎减少了15%，每个端口节省超过2.5W。使用此方法，采用一个12端口中跨，功率耗散可减少将近30W，每年可节省约263度(kWh)电能(30W x 24 小时 x 365 天)。以每kWh电能0.10美元计算，每年每12个WLAN AP可以节省26美元。 为改进能效，下一步策略就是使用中跨的远程PD监控和配置能力。网络管理员可以监控每个PoE端口的功耗和总体功耗，并设置PD以实现即时和预设的端口开/关(ON/OFF)功能，以及UPS状态端口的开/关功能。例如一家采用12个WLAN AP的机构可以将运行时间从每天24小时降低至每天10小时(从周一至周五早上8点至下午6点)，将用电量从2,933KWh(12个AP x 27.9W x 24小时x365天) 减少至837KWh (12个APx27.9Wx10小时x250天)，每年可节省2,096KWh，以每kWh电能0.10美元计算，每年节约了210美元。 第三种改进功率效率的方法就是使闲置功耗的影响最小化。许多PoE中跨和交换机使用开关电源(switching power supply，SPS)，其在满载下可达到90%的效率，这意味着对于200W的PoE电源，消耗了多达220W的AC功率，或者对于400W的PoE电源，消耗功率高达440W。问题是SPS设备在闲置时具有高开关功率损耗—对于额定200W的设备，在0W负载时，功耗多达20W至40W，而对于额定400W的设备，在0W负载时，功耗多达40W至80W。 解决方案就是开发使用中跨的分布式电源架构(distributed power architecture)，其中PSE使用内部或默认电源，然后可以取决于客户的需求，按需要使用额外的电源来增加供电。使用此方法，可采用内置电源来配置中跨，为真实的需求供电，并仅在需要的时间和地点上，通过外部电源使每个端口提升至全功率。采用这一效率提升，有可能使用小型(450W)内部电源来处理所有实时需求，然后当需要时才采用外部450W至1kW的电源来增加供电。这样每年可节省394kWh(45W x 24小时x 365 天)，以每kWh电能0.10美元计算，对于每12个WLAN AP，相当于每年节省39美元。 通过采用这些方法，将节省机会累积起来，机构使可以使用最新的节能PoE中跨技术，显著降低成本。节省的机会包括： . 四对线供电：每端口节省2W或每年节省53美元 . 电源管理：当无需使用时，通过将端口关闭，每年节省210美元。 . 较小的内部电源(需要时可采用外部电源来增加供电)：通过减少闲置功耗，每年节省39美元 PoE技术的部署和网络扩展非常简便，机构可以使用PoE技术来进一步提升网络可用性和能效，同时通过选择最新的大功率PoE中跨，减少设备支出和运营开支。这些系统实现了四对线供电并内置功率管理能力，同时通过使用较小的内部电源，最大限度地减小闲置功耗。 《电子设计技术》网站版权所有，谢绝转载

IEEE 802.3at规范定义的以太网供电(PoE)是通过一条CAT-5以太网电缆安全地传输应用数据和电源的方法。由于它支持灵活地在任何地方安装设备，没有在附近提供交流电源的限制，也不需要电工进行安装，因此，它得到了广泛应用。 最初的IEEE 802.3af PoE规范限制了供电至受电设备(PD)的功率只有13W，这也就限制了设备的应用范围，例如IP电话和基本安防摄像机等。在2009年，IEEE 802.3at规范将支持的功率增大到25.5W。但是，这还是无法满足功率要求越来越高的PoE应用需求，例如，微微蜂窝基站、无线接入点、LED标牌和加热云台变焦(PTZ)室外摄像机等。 在2011年，凌力尔特公司发布了新的专有标准LTPoE++，将PoE和PoE+规范扩展到90W供电，同时还维持与IEEE PoE标准100%的兼容。它支持四种不同的功率等级(38.7W、52.7W、70W、90W)，可以根据应用要求来调整电源供电。 LTPoE++供电设备(PSE)采用了更智能的PSE隔离体系结构，以减少元器件数量，尽量少使用昂贵的外部元器件。全面的电缆放电保护和80V绝对最大值的引脚保证了现场工作的高可靠性。采用外部FET使散热性能可满足应用需求，提高了系统效率，增强了长期可靠性。LTPoE++体系结构只需要一个PSE和PD控制器，就能够通过4对100m CAT-5e电缆提供90W的功率。 系统隔离要求 要实现以太网供电，需要仔细的选择体系结构和元器件，以降低系统成本，同时提高性能和可靠性。一个成功的设计必须满足IEEE隔离要求，在短路和过流事件时保护Hot Swap FET，或者符合IEEE规范。PoE规范清楚地阐述了隔离要求，在PD应用电路中，确保断开接地环路，维持以太网数据完整性并降低噪声。 传统的PSE隔离体系结构在主机至PSE控制器接口处隔离数字接口和电源。光耦合器等数字隔离单元本质上非常昂贵而且不可靠。能够实现隔离功能的IC成本非常高，不支持I 2 C高速传送。而且，对PSE逻辑供电的隔离DC/DC转换器增大了电路板面积和系统成本。 【分页导航】 第1页： 系统隔离要求 第2页： 轻松实现隔离及可靠电缆放电保护 第3页： 降低功耗 第4页： LTPoE++是怎样工作的 第5页： LTPoE++即插即用方案及第四代高级特性 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 轻松实现隔离 凌力尔特公司的12端口(LTC4270 / LTC4271)和8端口PSE(LTC4290 / LTC4271)芯片组采用了不同的PSE隔离方法，将所有的数字功能迁移到隔离边界的主机侧(图1)。这极大的降低了所需元器件的成本和复杂性。不再需要单独的隔离DC/DC电源；LTC4271数字控制器可以使用主机的逻辑电源。LTC4271使用变压器隔离通信方法控制LTC4290或LTC4270。低成本和广泛应用的以太网变压器对可替代6个光耦合器。在协议中编程实现含有端口管理、复位和快速端口关断功能的I 2 C通信机制，从而降低了辐射能量，提供1500V的隔离。 图1：LTC4290 / LTC4271芯片组实现了隔离功能，不需要任何光隔离器以及专用隔离DC/DC转换器 可靠的电缆放电保护功能 考虑PoE设计的可靠性非常重要，特别是处理大量的电缆、高电压、大电流或者高温的情况。凌力尔特公司在这方面经验丰富，设计了低成本、大吞吐量的电路保护方案，能够灵活的调整满足IEC61000电缆放电电压要求。只需要一个TVS来保护高电压模拟电源，而在每一个输出端口上采用一对低成本箝位二极管(图2)。端口上的二极管引导有害的浪涌进入电源轨中，它们被浪涌抑制器以及V EE 旁路电容吸收掉。浪涌抑制器还有保护PSE控制器不受V EE 供电瞬变影响的优点。凌力尔特的PSE控制器在所有模拟引脚上还有80V绝对最大额定限制，实现了对瞬变的保护。 图2：可靠的电缆放电保护 【分页导航】 第1页： 系统隔离要求 第2页： 轻松实现隔离及可靠电缆放电保护 第3页： 降低功耗 第4页： LTPoE++是怎样工作的 第5页： LTPoE++即插即用方案及第四代高级特性 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 降低功耗 凌力尔特的第四代PSE和PD控制器与IEEE 802.3at规范完全兼容，而且LTPoE++功率达到了90W，同时通过使用低R DS(ON) 外部MOSFET和0.25Ω检测电阻减小了热耗散。这对于大功率系统非常重要，在这些系统中散热设计和功率损耗的成本非常高，对于功率受限的应用也非常重要，这些应用要求在功率预算内尽可能提高工作功率。集成了MOSFET的PSE和PD控制器具有较高的R DS(ON) 参数，由于在器件内部散热，因此，很难进行散热设计。对一个端口的损害会导致整个芯片受损。 LT4275(图3)是市场上唯一能够控制外部MOSFET的PD控制器，极大的降低了PD总热耗，提高了功效，这对于较大功率应用非常重要。这一创新的方法支持用户调整MOSFET以满足应用的散热和效率要求，支持使用30mΩ量级的低R DS(ON) MOSFET。LT4275能够支持高达90W的功率。 一个TVS和100V绝对最大端口引脚足以保护电缆放电事件。LT4275工作在较宽的-40℃至125℃温度范围，具有过温保护功能，在瞬时过载时保护器件。采用这一更强大的保护功能，很容易就可体验可靠的应用。 图3：LTPoE++ PD控制器使用外部MOSFET以提高了功效 【分页导航】 第1页： 系统隔离要求 第2页： 轻松实现隔离及可靠电缆放电保护 第3页： 降低功耗 第4页： LTPoE++是怎样工作的 第5页： LTPoE++即插即用方案及第四代高级特性 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 LTPoE++是怎样工作的 LTPoE++使用了3事件分级机制，在PSE和PD之间提供互识别信号，同时维持了与IEEE 802.3at标准的后向兼容。通过PD对3事件分级机制的响应，LTPoE++ PSE确定PD是1类(PoE)、2类(PoE+)，还是LTPoE++器件。LTPoE++ PSE使用3事件分级机制导致I CUT 和I LIM 门限更新。PSE使用I CUT 门限监控PD电流消耗。在严重的电流故障时，I LIM 用作硬电流限制，以保护PSE电源供电。 在另一端，LTPoE++ PD使用它收到的分级事件号，确定连接1类、2类，还是LTPoE++ PSE。如果LTPoE++ PSE测量到PD的第一个分级事件电流是0级、1级、2级，或者3级，LTPoE++ PSE把端口作为1类器件进行供电。否则，如果在第一个分级事件中，识别到4级，LTPoE++ PSE会继续PoE+规范定义的第二个分级事件。这告诉PD，它连接至2类或LTPoE++ PSE。没有第二个分级事件表明了PD连接至1类PSE，这限制为1类供电。 2类PD物理层分级由IEEE定义为两个连续4级结果。一个LTPoE++ PD必须在第一和第二个分级事件中显示两个连续4级结果，使得LTPoE++ PD呈现为2类PD至2类PSE。 在第一和第二个分级事件中，在有效的4级测量后，LTPoE++ PSE会迁移到第三个分级事件上。两次成功的4级测量后，进行第三次分级事件。第三次分级事件必须转换到不同于4级的其他级别，把PD识别为支持LTPoE++。在第三个分级事件过程中，LTPoE++ PSE认为维持4级的PD是2类PD。对于所有分级事件，IEEE 802.3at标准要求兼容2类PD重复4级响应。第三个分级事件告诉LTPoE++ PD，它连接至LTPoE++ PSE。表1显示了各种PD功率的分级事件组合。 【分页导航】 第1页： 系统隔离要求 第2页： 轻松实现隔离及可靠电缆放电保护 第3页： 降低功耗 第4页： LTPoE++是怎样工作的 第5页： LTPoE++即插即用方案及第四代高级特性 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 LTPoE++即插即用解决方案 LTPoE++提供安全和可靠的即插即用解决方案，极大的降低了PSE和PD的工程复杂性。LTPoE++相对于其他电源扩展拓扑的优点在于只需要一个PSE和PD便能够在一条CAT-5e电缆上提供90W功率，大幅度节省了空间，降低了成本，缩短了开发时间。LTPoE++解决方案减少了材料和相关的元器件成本，还提供目前功效最高的端到端解决方案，显著降低了总体拥有成本，增大了对实际应用的供电，同时降低了热耗，不需要高成本的散热器设计。 LTPoE++最突出的一点是，对于软件级功率协商，它不需要使用IEEE PoE+规范制定的链路层发现协议(LLDP)。LLDP要求扩展标准以太网堆栈，需要很大的软件开发投入。LTPoE++ PSE和PD自主地协商功率要求以及硬件级能力，同时保持了与基于LLDP解决方案的完全兼容。这样，LTPoE++系统设计人员能够选择是否实现LLDP。专用端到端系统可能会选择放弃LLDP支持。这带来了产品及时面市优势，而且还降低了BOM成本，减小了电路板面积和复杂性。 第四代的高级特性 凌力尔特的以太网供电PSE控制器系列在PoE经验上非常成熟和专业，已受供货的2亿多端口支持。新的第四代特性包括支持设计未来不会过时的现场更新固件。可选1秒电流平均是另一新特性，简化了主机电源管理功能。高级电源管理特性包括优先级快速关断、12位每端口电压和电流回读、8位可设置电流限制、以及7位可设置过载电流门限等。一个1MHz I 2 C接口支持主机控制器对IC进行数字配置，或者进行队列端口读取操作。提供“C”库，以降低工程成本，使产品尽快上市。 结论 凌力尔特提供业界功耗最低的单端口、4端口、8端口和12端口PSE控制器，还提供坚固的ESD和电缆放电保护功能，减少了元器件数量，实现了高性价比设计。与LT4275 PD控制器相结合，一个完整的即插即用LTPoE++系统能够提供90W功率，同时保持了与PoE+和PoE标准的完全兼容。整个解决方案使用了外部低R DS(ON) MOSFET，以极大地降低PD总热耗散，提高了功效，这对于所有功率级都非常关键。所有模拟引脚的高值绝对最大额定电压和高性价比电缆放电保护功能确保了器件受到很好的保护，不受最常见以太网电压浪涌的损害。LTPoE++系统简化了功率输送，帮助系统设计人员将设计精力集中在高价值应用中。 【分页导航】 第1页： 系统隔离要求 第2页： 轻松实现隔离及可靠电缆放电保护 第3页： 降低功耗 第4页： LTPoE++是怎样工作的 第5页： LTPoE++即插即用方案及第四代高级特性 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载