針對以太網(wǎng)電源(PoE)的高功率設計

針對以太網(wǎng)電源(PoE)的IEEE　802.3af標準規(guī)定將直流電源與10/100/1000　Mbps數(shù)據(jù)一起傳輸，從而為以太網(wǎng)帶來了新的面貌。其中，PoE帶來了一系列獨特的問題，對于許多具備設計以太網(wǎng)設備經(jīng)驗的工程師來說，他們并不熟悉針對這些問題的新的思維方式。PoE現(xiàn)在常用于VoIP 電話、無線接入點和安全攝像機。隨著PoE的發(fā)展，有必要增強對該標準的了解以使新的應用成為可能。

通過回顧標準可見，PoE鏈接容許受電設備(PD)從供電設備(PSE)吸取最多12.95W的功率。PoE鏈接或端口受到PSE的控制，PSE通過在上電前的檢測和分類，可以識別 PD并監(jiān)測該端口(ICUT、ILIM和斷開)。PSE承擔了大部分PoE的負擔，它必須檢測PoE并無縫地斷開電源，以避免損壞原有的設備。如果PSE 不能充分地執(zhí)行分類、供電和監(jiān)測等功能，那么，就可能出現(xiàn)間歇性故障并造成供電不穩(wěn)定。PSE不能控制一切；當它提供電源的時候，它相信PD是符合標準的，并以無振蕩的方式打開電源，從而避免吸取比要求更多的功率。因為兩類設備都必須協(xié)作，所以，PD和PSE設計工程師要從兩設備的觀點出發(fā)考慮設計問題。

新興應用需要更大的功率

13W對于基本功能IP電話是足夠的，但是，對于電動攝像機、多點無線接入和大屏幕彩色顯示器等應用，功率卻嚴重不足。IEEE目前正在制訂更大功率的標準，稱為PoE+(官方稱為IEEE　802.3at)將與目前可用的 802.3af設備共存。由新標準定義的最終功率級別還沒有確定，但是，到目前為止，很可能我們將看到30W的兩對供電系統(tǒng)和60W的4對供電系統(tǒng)。 IEEE?802.3at委員會已經(jīng)下達了令人畏縮的任務，要定義一種安全、更大功率、后向兼容并與現(xiàn)已部署的802.3af設備互通的全球標準。因為編寫這種規(guī)范的復雜性很高，我們預期從現(xiàn)在開始算起，一到兩年內(nèi)不可能看到最終規(guī)范。

雖然典型的CAT　5電纜有四對雙絞線，但是， 802.3af標準僅僅容許其中兩對線在給定時間內(nèi)傳送電流。一種選擇是容許第三和第四對線傳送額外的電流，從而使可用功率翻一番。第二種選擇是提大電流的限制，容許相同的線對傳送更大的功率。這些技術(shù)都已經(jīng)出現(xiàn)在專用的PoE系統(tǒng)之中。然而，每一種方法都有缺點，使在它們之間作出選擇更為復雜。

實現(xiàn)準標準大功率PSE

在過渡時期，有些應用需要大功率，等待新標準的到來顯然是不現(xiàn)實的。為此，有幾種解決方案。下列是構(gòu)建在符合基本802.3af標準之上的電路(翻譯注釋： complaint應該是compliant)，圖1a所示PSE電路采用LTC4258，圖1b所示PD電路采用LTC4257。如果該應用需要斷開交流，在PSE電路中可以用LTC4259取代；如果應用要集成開關調(diào)整器，在PD電路中可以采用LTC4267取代。



圖1a：采用LTC4258實現(xiàn)的符合基本802.3af標準的PSE電路。




圖1b：采用LTC4257實現(xiàn)的符合基本802.3af標準的PD電路。

大功率工作

下列電路例子展示了實現(xiàn)大功率工作的幾種辦法。注意：在下面的一些PSE電路中，通道4被用于描述電路的變化，但是，也可以采用任何其它通道。