基于MAX5980芯片的POE網(wǎng)絡(luò)交換機設(shè)計方案

　　48V直流輸入由開關(guān)電源提供。電源通過網(wǎng)絡(luò)端口輸出，提供給后端的受電設(shè)備。場效應(yīng)管是整個電源輸出的控制回路中的關(guān)鍵元件。回路中場效應(yīng)管的源極接0.25歐姆取樣電阻，然后再返回到芯片。

　　輸出電流經(jīng)場效應(yīng)管，通過取樣電阻采樣，監(jiān)測輸出回路的電流。芯片可以隨時通過SENSE端口進行取樣，讀取后端PD設(shè)備的負載特征。經(jīng)過判斷，芯片可控制場效應(yīng)管的G極做出各種控制響應(yīng)。

　　根據(jù)802.3at協(xié)議的定義和芯片的功能設(shè)計，芯片將根據(jù)不同的采樣數(shù)據(jù)進行判斷，然后再進行檢測，分級，端口電壓啟動，過流保護，欠壓和過壓保護等動作。從而實現(xiàn)整個芯片系統(tǒng)的運行。

　　在調(diào)試過程中，在48V輸入端并接了2個0.1uf的電容，用來抑制電源的紋波系數(shù)，增強抗干擾能力，提高電源的可靠性。同時，在48V的端還選用了SMIB58瞬態(tài)抑制管，用于防止大電流的沖擊，避免器件受損。

　　MAX5980的1、2、3腳為外接串行總線的接口線，本文中不采用I2C串行總線，根據(jù)設(shè)計文獻要求，必須將這3根線接地。

　　芯片的5、6、7、8腳作為器件的從地址的位置編碼端，在設(shè)計中也必須接地。

　　根據(jù)IEEE802.3af協(xié)議對PSE和PD之間接口定義的連接標(biāo)準(zhǔn)，POE的網(wǎng)絡(luò)交換機的端口接線方法有兩種接法，如圖2、圖3所示。

　　圖2為A型接法，其中的RJ45端口在承擔(dān)傳輸輸入輸出信號的同時還需要傳輸直流電，1、2芯線為正極輸出，3、6芯線為負極輸出。

　　圖3為B型接法，圖3所示的RJ45的4、5，7、8芯線用做PSE的直流電源的輸出。其中的4、5芯線連接電源的正極，7、8芯線連接電源的負極。

　　由于在RJ45的端口定義中，4、5，7、8芯線不承擔(dān)信號傳輸?shù)墓δ埽虼?，在PSE的設(shè)計中需要考慮的電氣特性相對簡單。本文中選擇了B型接法作為系統(tǒng)設(shè)計的電源輸出，這也將為之后的與交換機芯片合成帶來方便。

　　MAX5980的取樣關(guān)鍵在于輸出電路取樣電阻的測試精度，因此，在具體的PCB布線設(shè)計時采用了開爾文檢測的布線方式，從而保證了電路的測試精度。這點在具體的布線布局和設(shè)計中尤為重要。每個取樣電阻都采用1206的封裝，可以減少因電路的走線帶來的采樣偏差。

　　四、交換芯片的配合應(yīng)用

　　本系統(tǒng)采用IP175C芯片作為以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)交換機的處理器。該芯片是專門為小型的企業(yè)和家庭級的以太網(wǎng)交換機設(shè)計的處理芯片，芯片已經(jīng)長期使用，狀態(tài)情況良好，性能穩(wěn)定，業(yè)界評價很高，是與MAX5980相配合的理想的交換芯片。

　　有關(guān)IP175C芯片這部分本文不再進行展開描述，重點對修正部分進行必要的闡述。

　　為保證MAX5980的工作穩(wěn)定，IP175C的工作電壓必須從MAX5980的輸入端接入，通過LM2594降壓至IP175C所需的工作電壓。同時，網(wǎng)絡(luò)交換機和PSE的端口指示電路的供電電壓也必須從MAX5980的輸入端接入。

　　以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)信號，經(jīng)過IP175C處理器進行交換處理，信號從RJ45端口輸出，接口電路如圖4所示。