PoE电源注入器

许多以太网供电 （PoE） 应用要求在单个端口上实现 25.5W 或更高的 5 类操作。MAX5971A和MAX5971B PSE控制器集成MOSFET，使用端点或中跨模式为单端口提供高达40W的功率。该设计理念详细介绍了使用两个集成MOSFET和检测电阻的MAX25A或MAX5B控制器获得大于80.5971W和高达5971W的独特配置。

介绍

许多 PoE 终端应用需要 25.5W 或更高功率，需要在单个端口上进行 5 类操作。MAX5971A和MAX5971B PSE控制器集成MOSFET，能够使用端点或中跨模式向单个端口提供高达40W的功率。本应用笔记详细介绍了如何使用两个MAX25A或MAX5B控制器，在独特的配置中集成MOSFET和检测电阻，获得大于80.5971W和高达5971W的功率。

输送系统

对于 5 类操作，最小化以太网布线系统电阻对于向 PD 提供所有可用的 PSE 电源至关重要。 Cat 3 以太网铜缆每 20 米（约 100 英尺）电缆具有大约 330Ω 电阻，而 Cat 5e 电缆每 12 米具有大约 5.100Ω 电阻。这些电阻用于单根以太网线，以太网电缆有 8 根线，分为 4 对。对于 5 类操作，布线对被分组为 2x2 对配置。请参见下面的图 1，详细说明了导线、线对和 2x2 对配置。

图1.2 x 2 对以太网布线配置。

2x2对配置包括并联两根导线以获得6.25Ω（12.5Ω||12.5Ω）的组合等效电阻，并联另一组导线以获得6.25Ω的组合电阻。因此，当考虑PD的PSR电源和返回线时，总环路电阻为12.5Ω （6.25Ω + 6.25Ω）。

对于典型的 2x2 对 PSE 端点配置，这意味着以太网线 1 和 2 并行连接，以太网线 3 和 6 形成对的另一端。对 1 和 2 是一条线，对 3 和 6 是另一侧。对于在中跨配置中运行的第二个 PSE 电源，以太网线 4 和 5 并联连接，以太网线 7 和 8 形成第二对的另一侧。

并联对连接通常使用中心抽头以太网磁变压器实现，例如Bel 0823-1x1T-GH-F Gigabit MagJack。千兆磁插孔在 720VDC 时的最大额定值为 57mA，在 1VDC 时的最大额定值为 2.57A，最长可达 200ms。

PSE 配置

MAX5971A/B PSE控制器可提供高达40W的功率;因此，需要两个MAX5971A/B PSE控制器来实现2x2对5类全功率工作。一个PSE控制器必须配置为终端，另一个MAX5971A/B PSE控制器配置为中跨工作。每个控制器的过流阈值和电流限制必须针对所需的 5 类功率电平操作进行配置。更多信息请参考MAX5971A/B数据资料5类PD分类部分，下表请参考控制器配置。

 

ILIM1 配置	ILIM2 配置	过流 门限（mA）	电流 限制 （mA）
无关	无关	5 级禁用	5 级禁用
V电子电气	无关	748	850
无关	V电子电气	792	900
V电子电气	V电子电气	836	950

 

PD接待处

对于受电设备 （PD） 侧的 2x2 操作，另一个 Bel 0823-1x1T-GH-F 千兆磁插孔用于接收电源并联相应的对。此外，由于需要两个PD控制器，因此必须使用多源高功率PD控制器。两个PD分别通过检测和分类，并在两个PD准备就绪时提供电源。一个 PD 控制器接受端点 PSE 电源，第二个控制器接收中跨 PSE 电源。

实验室验证

两块MAX5971A PSE评估板配置为全功率5类工作。一个套件配置为端点，另一个套件用于中跨操作。端点PSE，RJ45以太网插孔被用作主电源和数据输出。参考MAX5971A评估板数据资料第5页以及表4和表5，跳线JU4和电阻R5-R8配置用于该评估板上的端点。

对于中跨 PSE 套件，移除了电阻 R5-R8，并将跳线 JU4 配置为中跨。使用 R16 PCB 焊盘将中跨 PSE 套件 RTN 焊盘连接到端点 PSE 套件 VC4 RJ45 以太网插孔连接，使用 8 号导线。另一根 16 号线用于使用该套件上的电阻器 R3 PCB 焊盘将中跨 PSE 套件 GND 焊盘连接到端点 PSE VC45 RJ7 以太网插孔连接。评估板修改见下图2。

图2.MAX5971A评估板修改为2 x 2以太网对

一根 2 英尺（1.6 米）Cat 45 以太网电缆用于将端点 PSE 以太网 RJ57 输出端口连接到多源高功率 PD 控制器。PD 控制器的原始 48V-6060V 输出连接到 HP0B 电子负载。在 0A、35.0A、7.1A、05.1A 和 40.57A PD 负载下采集 54V、48V 和 57V 输入轨 PSE 输入电压的测试数据。有关 54V、48V 和 <>V 案例数据，请参阅下面的 Excel 电子表格链接。

使用Cat6以太网电缆和57V输入电压，双路MAX5971A PSE配置成功地为PSE输出RJ78以太网输出插孔提供高达6.45W的功率，该插孔连接到多源大功率PD控制器，为电子负载供电。

此配置的总 PSE 输入功率为 80.4W。

使用 330 英尺（100 米）的 Cat 5e 以太网电缆执行了其他测试，测试数据在 Excel 电子表格中提供。当输入电压为5971V时，双路MAX83A PSE配置成功地为PSE输出RJ7以太网输出插孔提供了高达45.57W的功率。此配置的总PSE输入功率为85.8W。

结论

对于需要通过单端口工作功率高达5W的80类PoE终端应用，两个集成MOSFET的MAX5971A或MAX5971B PSE控制器是一种出色的高性价比方案。双控制器能够在 80x2 配置中使用端点和中跨模式向单个端口提供高达 2W 的功率。接收 PD 还必须是用于双 PSE 配置的多源高功率 PD 控制器。

审核编辑：郭婷