ieee 802.3af 以太網(wǎng)供電(poe)標(biāo)準(zhǔn)描述了如何通過(guò)以太網(wǎng) cat-5 電纜分配最高達(dá) 12.95w 的功率，以便網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能在沒(méi)有 ac 電源線的情況下工作。ieee 委員會(huì)正在定義一個(gè)可提供更高功率的類似標(biāo)準(zhǔn)。目前，802.3af 功率是由供電設(shè)備(pse)提供，pse 管理功率分配并區(qū)分需要供電的用電設(shè)備(pd)和不需要供電的純數(shù)據(jù)設(shè)備。由于 pse 的檢測(cè)方法可以實(shí)現(xiàn)上述區(qū)分，所以用戶可以在其現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上部署 poe，而不會(huì)損壞純數(shù)據(jù)以太網(wǎng)設(shè)備。

    圖1：圖3 所示 pd 實(shí)例的 i-v 曲線。

    陰影區(qū)域顯示 ieee 限定的檢測(cè)、分級(jí)和

    接通范圍以及作者推薦的范圍。

    因pd 可以放置在沒(méi)有 ac 電源插座的地方，并從集中放置的不間斷供電電源(ups)獲得功率，因此給終端用戶帶來(lái)了極大益處。pd 需要遵循 802.3af 的以太網(wǎng)供電接口和 dc/dc 轉(zhuǎn)換器。但是，由于集成電路不能克服 poe 的所有挑戰(zhàn)：有些問(wèn)題必須在板級(jí)和系統(tǒng)級(jí)解決。此外，一個(gè)解決方案不能適用于所有情況，設(shè)計(jì)師要能夠在保持可互操作的同時(shí)根據(jù)其應(yīng)用的需求定制解決方案。為了幫助設(shè)計(jì)師在滿足應(yīng)用需求的同時(shí)遵循 802.3af 標(biāo)準(zhǔn)并滿足互操作性要求，本文列出了 pd 設(shè)計(jì)面臨的多種難題，并用電路實(shí)例來(lái)說(shuō)明可能的解決方案。

    大多數(shù)針對(duì) pd 的 ieee 802.3af 標(biāo)準(zhǔn)都可以用圖 1 所示的 pd i-v 曲線來(lái)描述。該曲線分成 3 個(gè)電壓范圍：2.7v 至 10.1v 是檢測(cè)范圍；14.5v 至 20.5v 是分級(jí)范圍；30v 至 57v 是供電范圍。在這些范圍里，pd 的行為是受 ieee 標(biāo)準(zhǔn)控制的，不過(guò)這些范圍之間的過(guò)渡區(qū)域?qū)ゲ僮餍詠?lái)說(shuō)也同樣重要。pse 在檢測(cè)范圍進(jìn)行探查以區(qū)分具有 25k? 電阻的 pd 和具有 150? 共模終端的非受電設(shè)備。在分級(jí)范圍內(nèi)，pd 的電流根據(jù)它工作所需功率的大小而不同。當(dāng)輸入或端口電壓超過(guò) 30v 時(shí)，pd 開(kāi)始從電纜獲得功率以使其余電路工作。在大多數(shù) pd 中，來(lái)自以太網(wǎng)端口的 48v 輸入被轉(zhuǎn)換成適用于 pd 電路的 3.3v 或 2.5v。圖 2 和圖 3 顯示的電路實(shí)現(xiàn) pd 的全部 poe 接口，其中包括 dc/dc 轉(zhuǎn)換。這樣一來(lái)，poe 接口就成了一個(gè)自含式電源，從而容許 pd 設(shè)計(jì)師把精力集中于使其 pd 與眾不同的電路和軟件上。

    與電纜鏈接

    圖2：從以太網(wǎng)電纜獲得poe功率和10/100數(shù)據(jù)

    的以太網(wǎng)磁鐵實(shí)例。連線ct1-ct4

    連接到圖3的輸入端。

    pd 的 poe 接口和以太網(wǎng) phy 都必須連接到 rj-45 插座上(參見(jiàn)圖2)。75? 共模終端電阻是 ac 耦合的，因此它們不干擾 poe。該終端連接到電纜的共模扼流圈端，這樣扼流圈的電感和高 ac 阻抗不會(huì)影響該終端的阻抗。這些通路上的配線和電路板走線需要特別注意，它們需要保持低電阻。電路板采用寬走線并緊密放置元器件，以縮短走線長(zhǎng)度。在磁鐵(t1-t6)中，就確保 dc 電流不使 t5 或 t6 飽和以及不堵塞數(shù)據(jù)傳輸而言，控制線電阻尤其重要。自耦變壓器 t1 和 t2 必須一起纏繞，以便中央抽頭與該線對(duì)兩條線之間的電阻相同。即使 t1 和 t2 的纏繞十分完美，電纜電阻仍然可以引起一些 dc 差分電壓。通過(guò)讓 t1 或 t2 的電阻低于扼流圈 t3 和 t4 以及數(shù)據(jù)變壓器 t5 和 t6 的電阻，磁鐵能吸引所產(chǎn)生的 dc 電流流經(jīng) t1 或 t2。圖2 說(shuō)明了這一點(diǎn)，圖中較寬的線代表低電阻連線。把 pd 連接到備用線對(duì)非常簡(jiǎn)單，因?yàn)檫@些連線不傳輸數(shù)據(jù)，如圖 2 所示，無(wú)需磁鐵。(就把數(shù)據(jù)放在備用線對(duì)上的千兆以太網(wǎng)而言，把 pd 連接到圖 2 中作為數(shù)據(jù)線對(duì)的那個(gè)相同磁鐵上。)

    一旦磁鐵從電纜獲取功率和數(shù)據(jù)，那么無(wú)論是從備用線對(duì)還是從數(shù)據(jù)線對(duì)上看，pd 都是一樣的。實(shí)際上，就兩種電壓極性和兩個(gè)線對(duì)而言，我們對(duì) pd i-v 曲線的要求也是相同的。圖 3 中 d1-d8 組成的一對(duì)二極管電橋把來(lái)自兩個(gè)線對(duì)的信號(hào)組成一個(gè)單極性輸出，容許一個(gè)遵循 802.3af 標(biāo)準(zhǔn)的 pd 接口(由圖 3 中的 ltc4267 控制--ltc4267 poe 為一受電設(shè)備控制器)為兩個(gè)輸入線對(duì)和兩種極性提供服務(wù)。

    除了二極管電橋，圖 2 還有一個(gè)保護(hù) pd 輸入的瞬態(tài)電壓抑制器(tvs)，因?yàn)檎疋�、過(guò)沖瞬態(tài)和靜態(tài)電流以及地電位差等可能給電纜加上數(shù)百或數(shù)千伏的電壓。由于電纜具有高達(dá) 0.05μf 的電容和低串聯(lián)電感