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關(guān)于PoE - PD的作用介紹和應(yīng)用

MPS芯源系統(tǒng) ? 來源:djl ? 2019-10-11 11:53 ? 次閱讀
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PoE是什么呢?

PoE(Power over Ethernet)供電技術(shù),是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)布線基礎(chǔ)架構(gòu),在不做任何改動(dòng)的情況下,借助一根常規(guī)以太網(wǎng)線纜在傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)并可以供應(yīng)電力,可以保證該線纜在為以太網(wǎng)設(shè)備如IP電話機(jī)、無線AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí),還能為這些設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。

PoE系統(tǒng)包括兩部分,供電設(shè)備(PSE)和受電設(shè)備(PD),PoE供電過程需PD跟PSE通過溝通握手成功后,PSE才能會(huì)給設(shè)備供48V的直流電。

關(guān)于PoE - PD的作用介紹和應(yīng)用

圖1: PoE系統(tǒng)構(gòu)成

PD是怎樣跟PSE握手的呢?

PSE跟PD握手分為2個(gè)階段:信號(hào)檢測階段,分級(jí)階段。

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圖2: PoE處理期間的PSE信號(hào) (IEEE 802.3af)

1信號(hào)檢測階段(Detection)

PSE給PD供電前,需要先檢測是否有受電設(shè)備存在,以免將造成48V電源損壞非標(biāo)準(zhǔn)PD設(shè)備。PSE會(huì)用2.7V~10.1V的檢測電壓去檢測電源輸出線對(duì)之間的特征阻抗,來判斷受電設(shè)備是否為標(biāo)準(zhǔn)的PD設(shè)備。IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)定義PD存在的特征為:

a. 直流阻抗在19K~26.5Kohm之間;

b. 容值不超過150nF。

2分級(jí)階段(Classification)

一旦檢測到是標(biāo)準(zhǔn)PD設(shè)備,PSE需要判斷該P(yáng)D設(shè)備的用電量,便于系統(tǒng)對(duì)電源進(jìn)行管理。PSE 給出一個(gè)14.5V -- 20.5V的探測電壓來檢測PD設(shè)備的功率級(jí)別。PD通過從母線上拉一個(gè)恒定電流(分級(jí)特征信號(hào))向PSE表明自己所需的最大功率。PSE 測量這個(gè)電流,以確定PD屬于哪個(gè)功率級(jí)別。分級(jí)期間使用的PSE電流必須限制到100mA,以避免損壞PD,而且它的連接時(shí)間不能超過75ms,以對(duì)PD功耗加以控制。

成功檢測和分級(jí)后,PSE才會(huì)向PD正式供電。

PoE供電標(biāo)準(zhǔn)是什么?

IEEE 在2003年制定了IEEE802.3af PoE 供電標(biāo)準(zhǔn),IEEE802.3af規(guī)定PSE最大的輸出功率是15.4W,PD端最大的功率是12.95W。但隨著PD設(shè)備功能多樣化,13W 的供電功率已不能滿足需求,IEEE委員會(huì)在2009年制定了IEEE802.3at標(biāo)準(zhǔn),將PSE和PD的輸出供電能力擴(kuò)大到約2倍。

不過近兩年來智能時(shí)代的來臨,AI技術(shù)的火熱,越來越多需要PoE供電設(shè)備的功率已經(jīng)超過25W,IEEE802.bt的更大功率的Po供電需求被提出,也讓我們拭目以待正式IEEE802.3bt的新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布。

表格1: 三種標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議對(duì)比

類別 802.3af
(PoE)
802.3at
(PoE +)
802.3bt
(PoE ++)
(Draft)
分級(jí) 0~3 0~4 0~8
PSE輸出電壓 44~57V DC 50~57V DC 50~57V DC Type 3
52~57V DC Type 4
PSE輸出功率 <=15.4W <=30W 60W Type 3
90W Type 4
PD輸入電壓 36~57V 42.5~57V -
PD設(shè)備功率 <=12.95W <=25.5W 51W Type 3
71W Type 4
最大電流 350mA 600mA 600mA Type 3
960mA Type4
纜線 Unstructured CAT-5 or better Cat5e
對(duì)線數(shù) 2 2 2 pairs class 0–4
4 pairs class 0–4
4 pairs class 5–6
4 pairs class 7–8

PoE供電有哪些鮮明特點(diǎn)呢?

節(jié)省成本:PoE 無需進(jìn)行獨(dú)立的數(shù)據(jù)和電源基建安裝,故可節(jié)省時(shí)間和金錢。

簡易性:電源與以太網(wǎng)基建完全整合,因此在不方便提供電源的地方供電時(shí)變得更簡易。

安全性:通過PoE供電,前端沒有強(qiáng)電,系統(tǒng)的安全性好,不會(huì)因?yàn)殡娫磫栴}發(fā)生事故。

PoE可以應(yīng)用在哪些地方?

互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的普及,AI技術(shù)也越來越成熟,越來越多的設(shè)備會(huì)跟互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生交互,平常接觸比較多的像 IP phone, 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)(IPC), 智能門禁系統(tǒng)等都已經(jīng)采用了PoE供電。相信不久的將來與我們生活息息相關(guān)的設(shè)備都有可能會(huì)采用PoE的供電,PoE供電將在我們的工作生活中隨處可見。

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重點(diǎn)

想知道MPS公司可以提供哪些PoE的PD應(yīng)用方案嗎?

MPS公司開發(fā)了一系列的PoE PD產(chǎn)品,包括PD af/at的協(xié)議芯片(MPS也正在積極研發(fā)PD BT的協(xié)議芯片),集成的PD DCDC的芯片,以及單獨(dú)的DCDC方案。

下圖展示了MPS公司的一些PoE PD系列產(chǎn)品:

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按照功能總結(jié)下來我們主要的PD芯片,如下表:

MPS公司產(chǎn)品
料號(hào) MP8001 MP8003A MP8007 MP8008
IEEE802.3af協(xié)議 Yes No Yes No
IEEE802.3at協(xié)議 No Yes No Yes
PD+PSR flyback+mosfet No No Yes No
PD+SSR flyback No No No Yes

在我們PD眾多成員中,有一顆PoE PD的大神,那就是我們高顏值且肌肉發(fā)達(dá)的產(chǎn)品MP8007,如下美圖:

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