以太网供电技术

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1、以太网供电技术

2、第1摘要：随着IEEE802.3af标准的制定，以太网供电技术正快速走进我们的生活，并越来越受到制造商和用户的欢迎。本文较为详细的介绍了以太网供电技术的基本原理，并结合一款支持以太网供电技术的电源管理芯片进行讨论。以太网供电技术概述在过去的一段时间，以太网供电逐渐进入大家的视线，而IEEE802.3af标准的制定，则为以太网供电的大规模应用拉开了序幕。以太网供电(Poent，PSE)和受电设备(Poouseg(this)">图1终端供电设备(模式A)500)this.style.ouseg(this)">图2终端

3、供电设备(模式B)500)this.style.ouseg(this)">图3中间供电设备(模式B)以太网供电技术原理如果要实现以太网供电，必须遵循一定的条件。这一点很容易理解，因为如果终端设备不支持以太网供电方式，但供电设备对其强行供电的话，很可能会出现问题，所以供电设备必须率先启动检测算法，来判断是否有受电装置连接到链路。具体方法是向各条下行链路馈送2.8V至10V的电压，并实时检测线路的电流。当有受电设备连接到以太网链路后，受电设备将一个阻值在23.75至26.25千欧之间的检测电阻串联到链路中，致使整条链路的电流发生变化

4、，相当于向供电设备发送有效的申请电源信号。于是供电设备知道有受电设备已经连接到以太网链路上并正在申请供电。值得说明的是：如果检测电阻在12至23.75千欧之间或在26.25至45千欧之间，供电设备将会正确检测到受电设备，但并不认为受电设备在申请电源，当然也不会向受电设备输送电源，而如果相应的电阻值小于12千欧或者大于45千欧，供电设备将根本不会正确识别受电设备。一般情况，到此为止供电设备应该可以向受电设备输送电源了。但受电设备种类众多，需要的电源功率也存在很大差别，所以供电设备接下来会进行选择性的功率分级操作，以便知道应该给链路

5、上的受电设备分配多大功率的电源。具体实现方法是供电设备会增加向链路馈送的电压至15.5V到20.5V之间，同时检测链路上的电流。此时，受电设备会将一个分级电阻串联进链路中去，该分级电阻的大小同样会直接改变整个链路的电流值，供电设备由此就可以知道受电设备的分级情况。分级操作是为了向供电设备提供受电设备正常工作时需要的最大功率信息。默认情况下是0级。受电设备最好能够根据本身的实际情况向供电设备上报自己的实际级别，这样可以方便供电设备对受电设备进行电源管理。受电设备的电源级别共有0-3级，在表1中详细的列出了几种级别的区分标志。上面提

6、到的检测电阻和分级电阻在完成其各自的使命后应该可以从电压馈送链路中移去，才不至于成为一个新的功率消耗源。较为常见的用法是通过场效应管控制检测电阻和分级电阻的连接和断开，这样的实现方法较为灵活。在了解到受电设备的确切电源级别后，供电设备会将馈送电压升高至48伏，开始向受电设备的电源馈电，但必须注意几个因素，如浪涌电流限制、过压保护以及欠压锁定等问题，这几点会结合TPS2370芯片的应用时具体谈到。TPS2370的基本特性TI公司的TPS2370就是一款专用的受电设备侧的以太网电源管理芯片，它完全符合IEEE802.3af的相关标准

7、，具备所有必须的检测、分类、浪涌电流限制等功能，其内置场效应管可以实现最大容量的电量传送，此外，它还拥有高可*性的内部过温保护功能。*TPS2370应用框图(见图4)*TPS2370引脚说明(见表2)*TPS2370的应用分析在以上TPS2370的应用框图中，前端的整流桥可以用来避免输入电压的极性倒转，并实现自动极性纠正，这样可以自动适应不同的电源极性，同时，它可以使得输入电压适当降低。而放置两个整流桥的目的是可以兼容供电设备的A和B两种工作模式，既可以从以太网的数据线中提取电源，也可以从以太网的空闲线中提取电源，这样可以有较宽

8、的适用范围。TPS2370的最大允许输入电压为68伏，完全满足IEEE802.3af的要求。实际应用中一般也不会出现大于68伏的情况，然而不排除会有热插拔而引起超过68V的瞬态高压，这时，在整流桥后端放置一个齐纳二极管就显得非常重要。齐纳二极管可以完成过压保护功能，最大限度保证后端电路的安全。同时，通过改变TPS2370引脚ILIM连接的限流电阻值，可以设定浪涌电流的限制值，用户可以根据具体情况进行选择。在TPS2370控制下输出的48伏左右的直流电压虽然较为稳定，但相对于受电设备的数字电路工作电压来说显得太高，所以，紧接着的D

9、C/DC变换器会将48伏电压降低至数字电路需要的电压等级。下面简要描述一下基于TPS2370作为以太网电源管理芯片的受电设备的受电流程。首先，供电设备向以太网链路上馈送2.8伏至10伏的直流电压，在前端整流桥和齐纳二极管的帮助下，TPS2370可以顺利的检测到该