PEM3100系列30W以太网供电增强型（POE+）PD模块的深度解析

在现代电子设备集成化和智能化的大潮中，以太网供电（PoE）技术凭借其独特优势得到了广泛应用，能够为设备提供便捷的供电解决方案。PEM3100系列30W以太网供电增强型（POE+）PD模块作为一款重要的产品，在满足IEEE 802.3at标准的基础上，为众多以太网设备的供电需求提供了高效、可靠的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款模块。

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产品概述

PEM3100系列是符合IEEE 802.3at以太网供电增强型（PoE+）标准的受电设备（PD）电源提取模块。它可以从CAT5以太网电缆中提取电力，兼容IEEE 802.3at（POE+）和IEEE 802.3af（POE）的供电设备（PSE）。该系列模块为第1层分类提供完整的双事件PoE+和单事件POE签名，并通过“AT Detect”引脚支持第2层分类。其高效的DC - DC转换器可提供高达30瓦的功率，输出稳压、低噪声、低纹波，还具备内置浪涌电流、过载和输出短路保护功能。这为PTZ摄像机、WiMAX®塔和接入点、无线N设备、RFID阅读器、POS终端、瘦客户端终端和IP电话等以太网设备制造商提供了一种快速、简便且经济高效的“PoE启用”方法。

产品特性

标准兼容性

完全符合IEEE® 802.3at和802.3af标准，确保与各种PSE设备的兼容性，为设备的互联互通提供了坚实保障。

功率输出

可提供高达30瓦的输出负载（30瓦峰值，最大持续30秒，占空比为10%），满足多种设备的供电需求。

功率分类

支持IEEE功率类别4，能够准确匹配不同的供电需求，实现高效的功率分配。

效率与设计

具有高效率，采用紧凑的水平安装封装，所需外部组件最少，降低了设计成本和复杂度。

分类与隔离

通过“AT Detect”引脚支持第2层分类，输入到输出具有1500伏直流隔离，提高了系统的安全性和稳定性。

保护功能

具备过载保护和连续短路保护功能，当超过最大功率时，模块会进入过流模式，并在过载条件消除后自动恢复。

输出特性

输出纹波和噪声低，提供12V、18V和24V直流输出电压型号，且输出电压可调，还支持外部辅助电源。同时，产品符合RoHS 2002/95/EC标准，环保可靠。

产品选型与参数

产品选择

PEM3100系列有PEM3112、PEM3118和PEM3124三个型号，分别对应12V、18V和24V的输出电压，效率均为85%，固定为功率类别4，连续输出功率为24瓦，峰值输出功率为30瓦。

绝对最大额定值

• 电源电压（VCC）：0V ~ 57V DC
• 存储温度（TS）：-25°C ~ +100°C
• 输出电压（VOUT）：0V到受控输出电压（工作或非工作状态）

输入特性

• 输入电压（DC）：36V ~ 57V
• 欠压锁定（DC）：30V ~ 36V
• 输入电流（DC）：100mA ~ 600mA
• 最大浪涌电流：650mA
• 工作温度：-20°C ~ 70°C
• IEEE 802.3at/af功率分类：固定类别4

直流输出特性

• 线路调节：典型值为0.2%
• 负载调节：典型值为0.5%
• 输出纹波和噪声：典型值为150mVp - p
• 隔离电压（DC）：1500V
• 温度系数（斜率）：100ppm/°C ~ 300ppm/°C
• 输出短路持续时间：无限

引脚说明

输入引脚

• EMI：可用于额外的EMI过滤，通过安全电容连接到EMO引脚。
• VIN+：连接到输入桥式整流器的正输出端。
• VIN-：连接到输入桥式整流器的负输出端。
• ATD：AT检测引脚，用于第2层分类。
• RSD：可用于从目标设备远程关闭模块。
• NC：未连接。
• CPR：远程关闭引脚。

输出引脚

• +VDC：提供DC/DC转换器的稳压输出。
• EMO：可用于额外的EMI过滤，通过安全电容连接到EMI引脚。
• OADJ：可调整输出电压。
• -VDC：+VDC输出的接地返回端。

功能描述

输入兼容性

PEM3100系列与所有符合IEEE 802.3af / at的供电设备（PSE）兼容，支持数据/信号对（模式A）或备用对（模式B）的不同功率注入选项。模块提供外部输入桥式整流器，提高了系统设计的灵活性和散热分布。

工作模式

模块具有五种工作模式：

1. 复位：所有模块块禁用。
2. 检测：对来自符合IEEE的PSE的检测请求提供有效的POE PD响应。
3. 分类：通过单事件分类（IEEE 802.af）或双事件物理层（第1层）分类（IEEE 802.3at）向PSE指示功率需求。
4. 空闲：分类后进入此状态，直到施加全功率输入电压。
5. 开启：PD启用，为DC - DC控制器和本地应用电路供电。

PD签名

当连接到符合IEEE 802.3af / at的PSE的Cat 5e或更高等级以太网电缆时，PEM3100会自动向PSE呈现受电设备（PD）签名，使PSE识别并供电。

IEEE POE功率分类方法

为了实现正确的功率分配和管理，IEEE 802.3af和802.3at标准规定了PD通过类系统向PSE告知所需功率水平。PEM3100支持双事件第1层（物理层）分类，通过检测PSE类型（Type 1或Type 2）并通过ATD引脚指示。同时，模块集成了专有数字滤波器，防止分类阶段因噪声或瞬态振铃导致的误判。

AT检测（ATD引脚）

在第2层（链路层）分类中，为了从PSE提取超过15.4W的功率，主机板控制器需要通过数据链路层确认是Type - 2 PD。ATD引脚可通过光耦合器连接到主机板，根据PSE类型控制光耦合器的开关，使主机板控制器了解PSE的供电能力。

远程关闭（RSD）

PEM3100系列具有远程关闭选项，可用于主机板需要关闭模块的情况。通过将RSD引脚连接到主机板的光耦合器，主机板可以控制模块的开关。当RSD引脚激活时，模块输出关闭。如果不使用此功能，应将RSD连接到Vin -。

隔离

PEM3100模块满足IEEE 802.3af / at标准中对受电设备的安全隔离要求，通过了1500V脉冲测试。

输出电压调整

模块的OADJ引脚允许使用1/16W功率额定值或更高、1%公差的电阻来调整输出电压。电阻应连接在OADJ引脚和+VDC或 - VDC引脚之间，但一次只能进行一种连接，且输出电压变化不得超过标称电压的±10%或±1.5V（PEM3124最大为24.5V）。

热性能

热量产生

PEM3100模块在工作时会产生热量，其产生的热量取决于输出负载。最大环境工作温度为70°C，设计时需要考虑足够的通风和气流。

散热措施

可以通过强制气流冷却、使用外部散热器或电源平面散热器来提高模块的热性能。模块提供了输入和输出两个位置用于添加外部散热器，电源平面散热器可通过将 - VDC输出引脚连接到主板PCB上的散热器来实现。同时，需要保持OADJ、EMO、+VDC和 - VDC引脚之间的电气隔离，以确保输出电压的稳定性。

应用说明与领域

应用说明

以太网供电（PoE）技术允许数据电缆在传输数据的同时为终端设备供电，减少了网络安装所需的电线数量，降低了成本，减少了停机时间，便于维护，并提高了安装灵活性。PEM3100系列模块提供了模块化解决方案，具有第1层IEEE 802.3at / af兼容性签名和隔离的板载DC/DC转换器，使以太网设备制造商能够轻松实现“PoE启用”。建议使用符合IEEE 802.3at / af的电源供应设备，并在模块输入处提供ESD保护，以防止过电压浪涌损坏模块。

应用领域

PEM3100系列模块适用于多种领域，包括安全和报警系统、IP语音电话、访问控制系统、IP摄像机、显示器、网络监视器、公共广播系统、无线接入点、环境控制、遥测和远程环境监测等。

总之，PEM3100系列30W以太网供电增强型（POE+）PD模块凭借其丰富的功能特性和广泛的应用领域，为以太网设备的供电提供了可靠的解决方案。在实际设计中，工程师们需要根据具体需求合理选择和使用该模块，以充分发挥其优势。你在使用类似模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。