以太网供电技术及其实现

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1、万方数据第24卷第9期2004年9月电力自动化设备ElectricPowerAutomationEquipmentV01．24No．9s印．2004o以太网供电技术及其实现沈昊，黄成军，丁丁(上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200030)摘要：以太网供电技术即通过双绞线4对电缆即可直接提供电源并传输数据。介绍了基于IEEE802．3af国际标准的以太网供电解决方案。阐述了采用德州仪器(TI)公司的供电设备电源管理器芯片TPS2383和用电设备的电源接口芯片叩S2370实现以太网供电PoE(PoweroverEtllemet)系统的总体结构和特点、硬件的基本框

2、架和各部分功能与实现。关键词：以太网供电；网络；电缆中图分类号：TP393．11文献标识码：B文章编号：1006—6047(2004)09一0035—03传统基于网络的用电设备如IP电话、无线局域网(WLAN)接入设备、网络照相机等一般至少需要2个接口：1个连接传统的网络接口，另1个是连接到交流供电网络的接口。以太网供电PoE(PoweroverEthemet)就是这样一种技术，即通过双绞线4对铜缆可以同时为用电设备提供数据和电源连接，不像传统设备那样需要2个接口，因此也不必在设备附近设置电源插头。IEEE802．3af标准定义了通过以太网络同时传送数据和电能的方法

3、，明确规范了在远程系统中的电力检测和控制事项。1以太网供电国际标准简述在标准中，把需要电源的设备称为用电设备PD(PoweredDevice)，通常是10Mbit／s或100Mbit／s的网络产品，传统上接人RJ45口用两对线缆完成数据传输。把提供电源的设备称为供电设备PSE(P0werSourcingEquipment)。标准建议2种供电方法：第1种方法是使用双绞线第1／2与3／6两对线缆同时传输数据与电能：第2种方法是使用第4／5和7／8两对线缆传输电能，而第2和第3对铜缆仍然传输数据，这样做可以方便地连接原有的网络设备，同时也不影响开发需要供电的新设备。IEE

4、E802．3af标准规定供电设备正常操作电压范围在44～57V．传输给每个用电设备的电流限制在350mA。考虑到线缆上损耗，可为每个供电设备连续提供12．95W电能[¨。为了确保对实时热插拔网络用电设备的保护，IEEE802．3af标准规定供电设备必须具备统一的检测机制和标准，对用电设备进行检测、分级、供电及持续监测。这样，对于用电设备的电源故障，系统将自动停止供电，同时也防止了对一些不符合标准要求的用电设备造成损坏。另外。IEEE802．3af标准还提供基于Web控制的简单网络管理协议(SNMP)远程访问和管理规范。收稿日期：2004—03一022以太网供电技术的

5、实现目前。很多公司针对以太网供电技术提供了符合IEEE802．3af标准的芯片，并给出了相应的解决方案，如德州仪器(TI)公司、凌特(UNEAR)公司[2]、美信(MAXIM)公司等。本文以Ⅱ公司芯片为例给出相应的解决方案。rn公司面对以太网供电市场推出了2款电源管理芯片。它们分别是8路供电设备电源管理器芯片TPs2383和用电设备的电源接口芯片TPs2370。这2款芯片完全符合以太网供电标准IEEE802．3af，利用这2款芯片即可通过l条标准的以太网线缆就实现同时传输电能和数据，不仅降低了系统成本，而且为以太网系统设备开发人员提供了更强的功能与更高的可靠性。图1

6、是利用rI'I公司的这2款芯片实现以太网供电的系统结构图。供电设备端采用8路供电设备电源管理器(PSEPM)芯片TPS2383提供设备电源，可对8个以太网端口供电进行单独管理，其内部参数可通过12C总线读／写。并可扩展到256个端口。用电设备端采用开关电源接口芯片TPS2370，当系统中插拔用电设备时，电源接口开关TPS2370将配合供电设备管理器TPS2383按照IEEE802．3af规定的统一检测机制和标准。对用电设备进行检测、分级。最终通过RJ45的1／2与3／6两对线缆实现数据与电能的同线传输。当然，如果用电设备需要其他不同电压的电源时，可以利用本地的DC／

7、DC变换器，如rI'I的TPS40061芯片即可把10．50V电压通过DC／DC变换降到常用的3．3V与5V：UNEAR公司的IJTCl681与L1'C1698组合可为同步正激变换器提供完整的解决方案[3]。3供电设备端实现方案IEEE802．3af标准对供电设备端(PsE)的要求：a．输出44～57V(通常48V)，保持隔离。万方数据囝电力自动化设备第24卷±l=[48V供电TPS2383供电设备管理器PSE图1以太网供电解决方案结构图Fig．1B10ckdiagramofPoEsolutionb．最小供电电能15．4W(44V·350mA)。c．如果只有1个