PoE+系统满足更高功率需求设计

第一个以太网供电（PoE）标准IEEE 802.3af，适用于在受电设备上提供高达15.4 WDC的系统（考虑到电缆运行中的损耗）。然而，对PoE的增强，PoE +（IEEE 802.3at）现在迎合向连接设备提供高达25.5 WDC的系统。

PoE +越来越受欢迎，因为额外的功率处理能力使工程师能够比原始标准允许的更多。硅供应商已经做出反应，为PoE应用引入了可以应对PoE +额外需求的组件。例如，PoE +系统采用供电设备（PSE）控制器来管理以太网电缆的输入功率，并集成将输入电压转换为PoE +系统所需的电压调节器。

本文解释了如何引入这些单片PSE控制器 - 设计用于处理PoE +的更高功率需求 - 使得实现该技术变得更加容易，然后引导描述主要供应商的一些最新产品。

灵活的网络

PoE的最大好处可能是它的简单性。该技术使用单个标准RJ45连接器（图1）和CAT 5（甚至CAT 3）电缆，可以处理数十瓦 - 因此一旦安装用于通信，它也可以用于电源。这节省了材料，人工，安装时间和持续维护成本。此外，该技术的集中和灵活性质消除了对网络上的每个受电设备（PD）具有其自己的本地电源的需要。这允许将PD放置在任何地方，并在需要时稍后重新定位。

图1：PoE的标准RJ45连接器简化了实施。

PoE +的电力承载能力意味着它可以为相机，无线LAN接入点，远程以太网交换机，嵌入式计算机，瘦客户机，LCD和IP电话等设备供电。对于这些应用，PoE优于USB，因为它可以在更长的运行时承载更多功率。

PoE可以在PD上提供15.4 WDC，与USB 3.0的900 mA相比，这是很多。但是，一些可以从PoE中受益的设备需要15.4 W系统可以提供的更多功率（例如，具有平移，倾斜和缩放功能的摄像机）。这就是PoE +的用武之地.PoE +由额外的IEEE标准IEEE 802.3at覆盖，可以为PD提供高达25.5 WDC。 PSE提供50至57 VDC，而PoE为44至57 VDC。与先前技术的350 mA相比，PoE +的电流增加到600 mA。（参见TechZone文章“以太网供电以满足更高的需求”。）

有两种类型的PSE：“Endspans”和“中跨”.Endspans（通常称为“PoE +交换机”）是包含PoE +传输电路的以太网交换机。中跨设备是常规以太网交换机和PD之间的电源“注入器”，可在不影响以太网电缆传输数据的情况下提升功率。

Endspans通常用于新安装或必须更换交换机作为升级到PoE +的一部分。当网络升级到PoE +但保留现有以太网交换机时，将使用中跨设备。

PoE +的简洁性让它相对容易设置。例如，该标准规定了PSE和PD之间的信令，以允许前者检测网络上的设备，然后确定所需或可用的功率量。

PD然后从PSE获得其功率。 PD的示例包括无线接入点，IP电话和IP摄像机。许多PD还具有辅助电源连接器，用于可选的外部电源。根据PD设计，可以从辅助端口提供部分，无电源或所有电源，以便在以太网网络出现故障时提供备用电源。²传统上，PSE将分立电路分为两个之间的通信接口。电源和以太网，以及电源本身。但为了使实施更加容易，芯片供应商推出了一系列集成的PSE控制器，以优化PoE +安装的运行。

这些控制器通过将PoE +接口电路与线性稳压器或开关电源相结合，将电源电压转换为适用于以太网电缆的50至57 VDC，从而降低了PoE +设备所需外部组件的复杂性和数量。

新一代PSE控制器

Maxim的MAX5952是新一代PSE控制器的一个很好的例子，能够处理更高功率的PoE +。该芯片设计用于与IEEE 802.3at兼容的PSE。该设备提供符合标准的PD发现，分类，电流限制以及DC和AC负载断开检测。

MAX5952具有高功率模式，每个端口可提供高达45 W的功率，并具有过流检测功能，使系统电源管理能够检测PD是否消耗的电流超过允许电流。

该设备提供四种操作模式，以满足不同的系统要求。自动模式允许自动操作，无需任何软件监控。半自动模式在初始软件激活后自动检测并分类连接到端口的设备，但在软件指示之前不会启动该端口。手动模式允许对设备进行全面的软件控制，对系统诊断非常有用。关机模式终止所有活动并安全地关闭端口电源。

凌力尔特公司最近发布了一款用于PoE +的PSE控制器。 LTC4266是用于IEEE 802.3at PoE +系统的四通道PSE控制器，可提供45至57 V电压。

LTC4266拥有先进的电源管理功能，包括电流和电压回读。专有的四点检测电路可最大限度地减少错误的PD检测，并通过内置的双事件分类和退避时序支持中跨操作。 LTC4266的应用原理图如图2所示。

图2：凌力尔特公司的应用原理图用于IEEE 802.3at的LTC4266四路PSE控制器。

就其本身而言，Microsemi提供PD69104B PoE +控制器，可用于端盘和中跨设备。该器件是一款四端口混合信号高压PoE +控制器，支持三种工作模式：扩展自动，自动和半自动。

PD69104B可以支持传统/预标准PD器件，并通过过载，欠载，过压，过热和短路机制提供PD实时保护。该器件支持44至57 V的电源电压，无需额外的电源，并具有内置热保护功能。

扩展PoE +

增强型PoE标准PoE +允许以太网电缆承载更大的功率，从而扩展了可连接到网络的PD的范围。这使得工程师可以使用这种易于实现的技术进行通信，并为以前需要比传统PoE能够处理的功率更多的应用提供电源。这种应用的一个流行示例是安全性，其中PoE +现在可用于为联网相机的倾斜，平移和缩放操作提供动力。

主要的硅供应商通过提供PSE控制器使PoE +更容易实现。这些器件将PoE +接口和电源集成到一个芯片中。