IEEE802.3af兼容的單端口、供電設備應用

以太網(wǎng)供電(PoE)技術使供電設備(PSE, 一個交換機/路由或中跨系統(tǒng))能夠?qū)⒏哌_15W的功率傳輸?shù)嚼鏘P電話和無線LAN接入點這樣的IEEE802.3af兼容受電設備上。這篇應用筆記描述了如何設計單端口PSE系統(tǒng)來滿足IEEE802.3af偵測、分級和電源管理要求。本應用筆記舉例中的單端口PSE是用MAX5922A集成芯片來設計的。

介紹

以太網(wǎng)供電(PoE)技術使開關/路由器和中跨系統(tǒng)這些供電設備(PSE)能夠通過數(shù)據(jù)電纜來傳輸高達15W的功率。接收電源的系統(tǒng)被稱為受電設備(PD)。為滿足IEEE802.3af標準(它規(guī)定了PSE和PD如何互動)，PSE在供電之前必須對PD進行正確地檢測及分級。一旦PD被供電，PSE必須檢測PD的斷開并且使電纜迅速斷電。PSE還必須保護電纜及PD不受過流及短路狀況的影響。

用于PSE系統(tǒng)的單端口電路

通過集成所有必需的功能，MAX5922使設計PSE系統(tǒng)變得簡單。下面圖1中所例舉的電路就是一個完整的PSE設計。

MAX5922A電路具有以下特性：
符合IEEE802.3af標準
RJ-45數(shù)據(jù)輸入插孔(J1)
RJ-45數(shù)據(jù)及電源輸出插孔(J1)
+32V至+60V寬工作輸入范圍
28V (±7%)開啟電壓
0.45Ω集成的功率開關
可配置的受電設備(PD)，檢測及分級
424mA (±6%)可編程限流
帶狀態(tài)輸出的可配置零電流檢測
分類狀態(tài)輸出
中跨PSE應用檢測沖突回避特性；可配置用于終端PSE應用
帶綠色LED指示器(LED1)的電源就緒狀態(tài)輸出
帶狀態(tài)輸出的過流保護及過溫保護
帶超時設定及占空比控制的折返限流
可選擇的鎖定或自動重啟動的故障管理模式(JP1)
單按鈕復位(SW1)
不受ESD及電纜放電影響

MAX5922A電路被配置為中跨PSE并用作單端、中跨饋電器。J1 RJ-45連接器輸入接收來自以太網(wǎng)路由器/開關上的數(shù)據(jù)，并直接將數(shù)據(jù)發(fā)送到輸出。電路將48V電壓注入J1 RJ-45連接器輸出的空閑線對(引腳4、5、7和8)。對于終端PSE應用，將DCA引腳連接到DGND，利用PoE變壓器輸出電功率到信號線對上。

一旦一個有效的PD被正確地偵測及分級，該電路自動執(zhí)行PD偵測及分級，并開始輸出功率。CL0-2報告分級結果。要禁用PD分級功能，可將CLASS引腳連接到DGND。

J1的輸出電流被限制在424mA、±6%。降低電流檢測電阻R2的值，相應地將會增加電流限制，且反之亦然。當輸出過載或短路時，該電路表現(xiàn)為一個電流源，將輸出電流限制到424mA。若過載/短路條件持續(xù)超過60ms以上，該電路將會關斷輸出。如果JP1被設置為高電平(位置2和3)，電路將自動重啟；如果JP1被設置為低電平(位置1和2)，電路將被鎖定到關斷狀態(tài)。

一旦輸出完全打開，就發(fā)出POK信號并點亮綠色LED (LED1)。電路會不間斷地監(jiān)測輸出負載電流，以偵測負載何時斷開(零電流檢測)。若負載電流降到低于7.5mA(典型值)持續(xù)超過350ms (典型值)，電路將關斷輸出，發(fā)出/ZC信號，然后重新啟動檢測和分級功能。將ZC_EN引腳連接到DGND，以使負載斷開檢測功能無效。C4和D2是保護器件，用來吸收ESD能量和電纜釋放到J1的能量。在輸出短路事件致使MAX5922關斷輸出時，他們還用來箝位任何感性的反沖。 圖2顯示的是對應MAX5922的PCB布局，表1是材料清單

圖2. 電路PCB布局信息

表1. MAX5922電路的材料清單

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