poe供电是什么原理(POE供电的具体过程)

以太网供电(POE Power Over Ethernet)是指不使用额外电源线,通过以太网网线供电的方案。该方案广泛应用于安防摄像机、网络文章存储等场合。POE标准的发展过程经历了2003年IEEE 802.3af标准的发布,2009年IEEE 802.3at,2018年IEEE 802.3bt标准。在POE中,系统架构分为PSE(电源设备)和PD(电源设备)。IEEE 802.3af(我们经常称之为Type1)对应的功率水平是PSE=15.4w,Pd=13W。IEEE 802.3at(我们经常称之为Type2)对应的功率水平是PSE=30W,PD=25.5W,IEEE 802.3BT (Type 4)是PSE=90w,PD=71w。

POE供电的具体流程如下:

检测:PSE向PD发送电压,通过PD端24.9千欧的电阻判断是否有有效PD。在这个过程中,电压为2.7v~10v。(TI芯片的4点检测比2点检测可靠性更高)

分类:检测,PSE会在PD端子上施加14.5v~20.5v的电压,通过检测CLS电阻上的电流来判断PD的功率大小。

加电:检测和分类正常后,加电。

下图显示了TPS23753A实际上电过程的波形。芯片在4个点进行测试,然后分级并通电。

因为Bt功率比at功率大,所以分级会不一样。会有两个分级电阻,进行五次分级测试,达到90w的分级,如下图所示。

PD方案主要由PD握手芯片和反激/正激控制电路两部分组成。目前市场上有很多TI的PD方案,包括一体化方案,如TPS23755、TPS23753A、TPS23756等。TPS23755是TI 的最新af标准芯片,集成了PD握手芯片、反激控制器和功率开关管。使用初级反馈控制模式有效地降低了次级反馈环路的成本和PCB板的面积。同时,采用CCM控制模式,与常规DCM控制相比,明显提高了系统的EMI性能,可以帮助客户节省输入端的共模滤波电感,有效降低系统的成本和尺寸。虽然使用了初级反馈控制方法,但是仍然可以实现良好的负载调整率。因此,TPS23755非常适合低功耗、小体积、低成本的IPC应用。TPS23753A和TPS23756分别是af和at标准的次级反馈方案。

本文重点研究at和bt。TPS2378 LM5155是符合at应用的主流方案。LM5155是TI 2018年最新的反激式控制器方案。它有很多特色功能,比如输出短路保护的打嗝功能,比如在不同输入电压下保持输出限流点不变的过流点补偿功能。同时极低的电流采样电压很好的解决了采样电阻发热的问题。TPS2373-4 UCC2897A是符合bt应用的主流方案。TPS2373-4是一款符合bt标准的PD芯片。UCC2897A设计的正激电路可以实现90W的功率输出(参考TI参考设计PMP6547)。另外,如果需要输出短路打嗝功能,也可以考虑用LM5025A代替UCC2897A。这种大功率方案主要用于大功率球机等产品。

一般来说,TI s PD产品广泛应用于安防行业。可以根据自己的需求选择TI相应的方案来设计。

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