PoE你真的了解吗？TPS23881 4型 4线对 8通道 PoE PSE控制器解析

关于PoE，你了解多少？

 

以太网供电(PoE)是一种使用数据或备用线对通过以太网电缆向以太网设备供电的方法。PoE消除了以太网设备对电源的需求。PoE的常见应用包括安全监控**、IP电话和无线接入点(WAP)。用于供电的主机或中跨设备是电源设备(PSE)。连接到以太网连接器的负载是供电设备(PD)。PSE和PD之间控制负载功率的PoE协议由IEEE 802.3bt标准定义。在以太网主机端口、中跨和集线器位置需要使用变压器将数据接入电缆。此外，可以在不影响数据信号的情况下将直流电压施加到变压器的中心抽头。与任何电力传输线一样，此技术使用相对较高的电压（约50V）来保持较低的电流并最小化线路中IR压降的影响，从而保持向负载的电力输送。标准2线对PoE向1类PD提供大约13W功率，向2类PD提供大约25.5W功率，而标准4线对PoE将能够向3类PD提供大约51W功率，向4类PD提供大约71W功率。

 

2线对与4线对功率比较以及新的IEEE802.3bt标准

 

以前的IEEE 802.3at-2009标准把通过2线对以太网线（通常称为Alt-A或Alt-B配对）从PSE（电源设备）提供电力的PoE电力输送能力从15.4W（通常称为.af或 1 类 PoE）扩展到 30W（.at或2类PoE）。IEEE 802.3bt标准通过支持在ALT-A和 ALT-B配对上并行提供电力，进一步将从PSE输送电力的能力扩展到高达90W。新标准中还创建了两个新的PoE设备“类型”。3类PSE设备能够通过4线对电缆提供高达60W的电力，或通过2线对电缆提供30W的电力，同时支持新的MPS要求。4类PSE设备能够通过4线对电缆提供高达90W的电力。为了支持所有这些配置，TPS23881采用完全可配置的设计。

 

新标准还更新了维持功率特征（即MPS）要求。在该标准的前一版本中，仅当 PD（供电设备）电流在每300ms至400ms有至少60ms的时间超过10mA时，才要求PSE维持端口上的功率。新版本将这些要求减小为每320ms至400ms有6ms，从而将维持PoE功率的最小功率要求降低了近9/10。

 

二、关于TPS23881控制器

 

TPS23881是一款8通道电源设备(PSE)控制器，旨在按照IEEE 802.3bt标准向以太网电缆提供电力。这八个单独的电源通道可以按2线对（单通道）或4线对（双通道）PoE端口的任意组合进行配置。PSE控制器可以检测具有有效特征的供电设备(PD)，根据其分级确定设备的电源要求并进行供电。

TPS23881在TPS23880的基础上进行了改进，减小了电流感应电阻，提供了更精确的可编程功率限制、电容测量以及通过ROM运行的功能。TPS23881还与TI的FirmPSE系统固件兼容，该固件提供了一种完全可配置的解决方案，用于控制系统中可提供多达48个4线对PoE电源端口的多个 TPS23881器件。

各端口专用ADC可提供持续的端口电流监控和执行并行分级测量的功能，以实现更短的端口开启时间。±2.5%精度的可编程端口电源限制提供了将最大功率从90W扩展到125W以上。

 

200mΩ电流感应电阻器和外部FET架构使设计能够平衡尺寸、效率、散热和解决方案成本要求。

 

1、特征

 

• 适用于3型或4型以太网供电应用的 IEEE 802.3bt PSE解决方案

• 八个独立的PSE通道

• 可选电阻器自主运行

–无需外部MCU

• 与TI的FirmPSE系统固件兼容

• SRAM可编程存储器

• 可编程功率限制精度±2.5%

• 200mΩ电流感应电阻器

• 传统PD电容测量

• 可选的2线对或4线对端口功率分配

–15.4W、30W、45W、60W、75W或90W

• 单一特征和双特征PD兼容性

• 各端口专用的14位积分电流ADC

–用于直流断开的抗噪MPS

–2%电流感应精度

• 1位或3位快速端口关断输入

• Auto-class发现和功率测量

• 浪涌和操作折返保护

• 灵活的处理器控制运行模式

–自动、半自动和手动/诊断

• 各端口电压监控和遥测

• –40°C至+125°C工作温度

• 超低阿尔法(ULA)封装(TPS23881A)

 

2、器件比较表

 

4线对PSE器件之间的主要差异

 

三、FirmPSE：PSE系统固件解决方案

 

（TPS23881/TPS23882+MSP430F5234/39）

1、特征

• 系统级电源预算和端口优先级

• 通过HOST CPU接口的每端口完全可配置性• 多电源监控

• 可选的4对和2对PoE端口设置

• UART / I2C主机通信接口

• 按需PoE系统和端口遥测回读

• 重启电源后自动TPS23881 SRAM加载

• 支持来自主机的LLDP电源协商

• 支持基于PHY的旧版检测命令

 

2、优势

• 优化系统性能，最多支持96个通道

• 允许使用较小的电源
• 无需PSE驱动程序软件开发

 

3、应用领域

• 企业交换机和路由器

• SOHO路由器

• PoE直通系统

• 网络录像机（NVR）

• 以太网集线器

 

四、PSE系统软件灵活性

可配置性的手段（＃端口，功率预算等）

• UART / I2C / SPI接口（主机CPU + MCU）
  ——Microsemi / SiLabs / Broadcom模型

   ——通过UART / I2C / SPI提供主机CPU可配置性

• 软件文件（GUI + MCU）

   ——Microsemi / SiLabs / Broadcom模型 ——通过GUI生成配置文件

• 引脚I / O可编程性

   ——将Pin I / O映射到预定义的软件变量

   ——提供了用于主机CPU / MCU少的系统设计的选项

• 共享内存（仅主机CPU）

   ——带通用内存的主机CPU上的嵌入式MCU
   
五、Marvell vs FirmPSE

多种方案，欢迎随时交流沟通。思睿达联系人：何工 18923426660，E-mail：[e-mail]，欢迎来电咨询，申请样品。感谢！