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使用現(xiàn)成的 IC 簡(jiǎn)化多端口 PoE+ 系統(tǒng)中的電源管理

2075504 2022-11-25 | pdf | 294.2KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

以太網(wǎng)供電 (PoE) 的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是其簡(jiǎn)單性。然而，IEEE 802.3 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) (PoE+) 的“at”修正案將受電設(shè)備 (PD) 的可用功率從原始規(guī)范的 15 W 提高到了 30 瓦 (W)。對(duì)于采用多個(gè)端口的系統(tǒng)，更高容量的 PoE+ 需要更大的電源來應(yīng)對(duì)需求。此外，系統(tǒng)通常包括多個(gè)電源以實(shí)現(xiàn)冗余，這可能會(huì)破壞 PoE 的簡(jiǎn)單性。以太網(wǎng)供電 (PoE) 的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是其簡(jiǎn)單性。然而，IEEE 802.3 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) (PoE+) 的“at”修正案將受電設(shè)備 (PD) 的可用功率從原始規(guī)范的 15 W 提高到了 30 瓦 (W)。對(duì)于采用多個(gè)端口的系統(tǒng)，更高容量的 PoE+ 需要更大的電源來應(yīng)對(duì)需求。此外，系統(tǒng)通常包括多個(gè)電源以實(shí)現(xiàn)冗余，這可能會(huì)破壞 PoE 的簡(jiǎn)單性。在典型的多端口 PoE+ 實(shí)施中，并非所有 PD 都需要最大功率，從而允許使用較小的電源。盡管如此，在可能包含數(shù)十個(gè) PD 的系統(tǒng)中管理來自多個(gè)電源的不同功率水平的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)仍然令人望而生畏。? 在典型的多端口 PoE+ 實(shí)施中，并非所有 PD 都需要最大功率，從而允許使用較小的電源。盡管如此，在可能包含數(shù)十個(gè) PD 的系統(tǒng)中管理來自多個(gè)電源的不同功率水平的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)仍然令人望而生畏。? 解決方案是將電源系統(tǒng)建立在專門的電源管理芯片上。此類芯片管理（通過端口控制器）從主電源和備用電源到多個(gè) PD（具有不同電源要求）的電源。解決方案是將電源系統(tǒng)建立在專門的電源管理芯片上。此類芯片管理（通過端口控制器）從主電源和備用電源到多個(gè) PD（具有不同電源要求）的電源。本文先介紹 PoE 和 PoE+ 的基礎(chǔ)知識(shí)，然后介紹單芯片電源管理和端口控制器解決方案，并展示它們?nèi)绾魏?jiǎn)化多端口 PoE+ 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文先介紹 PoE 和 PoE+ 的基礎(chǔ)知識(shí)，然后介紹單芯片電源管理和端口控制器解決方案，并展示它們?nèi)绾魏?jiǎn)化多端口 PoE+ 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。PoE 和 PoE+ 的基礎(chǔ)知識(shí)PoE 和 PoE+ 的基礎(chǔ)知識(shí)PoE 的簡(jiǎn)單性來自于通過單根 CAT 5 電纜將電源和通信相結(jié)合。與使用單獨(dú)的電源和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安裝相比，使用此功能，工程師可以快速且廉價(jià)地設(shè)計(jì)和構(gòu)建低維護(hù)網(wǎng)絡(luò)。PoE 的簡(jiǎn)單性來自于通過單根 CAT 5 電纜將電源和通信相結(jié)合。與使用單獨(dú)的電源和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安裝相比，使用此功能，工程師可以快速且廉價(jià)地設(shè)計(jì)和構(gòu)建低維護(hù)網(wǎng)絡(luò)。PoE 在世紀(jì)之交獲得了發(fā)展勢(shì)頭，當(dāng)時(shí)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電話 (VoIP) 開始利用基于以太網(wǎng)的專有技術(shù)，允許在同一網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)和電力。PoE 在世紀(jì)之交獲得了發(fā)展勢(shì)頭，當(dāng)時(shí)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電話 (VoIP) 開始利用基于以太網(wǎng)的專有技術(shù)，允許在同一網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)和電力。IEEE 于 2003 年 6 月通過采用 PoE 規(guī)范作為現(xiàn)有 IEEE 802.3 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的修正案（“af”）對(duì)概念進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。2009 年，通過了第二項(xiàng)修正案“at”，使 PoE 能夠安全地處理更高的功率。IEEE 于 2003 年 6 月通過采用 PoE 規(guī)范作為現(xiàn)有 IEEE 802.3 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的修正案（“af”）對(duì)概念進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。2009 年，通過了第二項(xiàng)修正案“at”，使 PoE 能夠安全地處理更高的功率。IEEE 802.3af 可以為網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè) PD 提供高達(dá) 15.4 瓦和 44 至 57 伏的直流電（在連接點(diǎn)保證 12.95 瓦）。根據(jù)電源要求，PD 被定義為 1 類、2 類或 3 類。該技術(shù)使用單個(gè)標(biāo)準(zhǔn) RJ45 連接器和 CAT 5（如果電源要求適中，則為 CAT 3）電纜。IEEE 802.3af 可以為網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè) PD 提供高達(dá) 15.4 瓦和 44 至 57 伏的直流電（在連接點(diǎn)保證 12.95 瓦）。根據(jù)電源要求，PD 被定義為 1 類、2 類或 3 類。該技術(shù)使用單個(gè)標(biāo)準(zhǔn) RJ45 連接器和 CAT 5（如果電源要求適中，則為 CAT 3）電纜。標(biāo)準(zhǔn)的“備選方案 B”在不用于傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的兩對(duì)電線（CAT 5 布線中的四對(duì)電線）上傳輸電力。“方案 A”在電纜的數(shù)據(jù)導(dǎo)線上施加共模電壓，為連接的設(shè)備供電。由于以太網(wǎng)使用差分信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)，因此施加的電壓不會(huì)影響功能。標(biāo)準(zhǔn)的“備選方案 B”在不用于傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的兩對(duì)電線（CAT 5 布線中的四對(duì)電線）上傳輸電力。“方案 A”在電纜的數(shù)據(jù)導(dǎo)線上施加共模電壓，為連接的設(shè)備供電。由于以太網(wǎng)使用差分信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)，因此施加的電壓不會(huì)影響功能。IEEE 802.3at 可以為（4 類）PD 提供高達(dá) 30 瓦（PD 為 25.5 瓦）和 50 至 57 伏直流電。與早期技術(shù)的 350 mA 相比，PoE+ 的最大電流為 600 毫安 (mA)。PoE+ 僅使用 CAT 5 電纜，可降低阻抗和功率損耗。