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电源和数据可同一传输的新以太网供电系统(二)

发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:461

        

    

     亚太资源网:吴星华 (上接一) 3、设备(pd) 3.1 pd检测 当受电设备(pd)被接入以太网链路时,pse必须检测每个以太网设备是否需要电源。因而pd必须表现出区别于传统以太网设备的特性。ieee 802.3af标准的pd要求开始于一个25kω和小于120nf的特征识别,正是这一特征使pse通过测量其“检测特征”-共模终端来检测需要供电的设备,将pd从不需要供电的其它以太网设备中区分出来。pd只需要具有这些检测特征,同时其链路处于检测模式,则即可实现检测。 pse对pd检测的具体方法: 为实现这种检测,pse通过测量两个v-i(电压-电流) 点和从它们之间的斜率来计算电阻以判断端口的共模终端来检测需要供电的设备,就是利用2.7v至10.1v的限流电压探测信号线。表1列出检测状态下pse对要被检测为有效的pd必须具备的参数条件。表1参数之所以允许1.9v的串联电压偏移是因为通常采用二极管桥来控制电压极性。每个pd会用到两个这样的二极管全桥(见图4所示,为用max5935 pse控制器和max5940 pd接口/控制器的poe供电糸统简化设计方框图),因为pd 必须向后兼容于中间pse。而10μa的电流偏移是因为pd内部通常具有一定的泄漏。另外,通过表2给出了另外一系列参数条件,任何满足这些条件的检测都将判定以太网设备为一个无效的pd。 3.2 pd功率分级 今天,有两种主要的用电装置成为推动poe增长的主导力量,它们分别是:无线 lan接入点和ip电话(voip)电话以及它类型的以太网设备(rfid阅读器、pda充电器、移动电话甚至膝上电脑等。而促使供电与以太网走向结合的最早开始的动力却来自于ip电话(voip)。 ieee 802.3af标准还包含了一个可选的功能,称为功率分级。这项功能使pse能够更加精细地管理其功率预算。pse用一个称为分级的第二次测量来判断pd的峰值功率要求,掌握了这一信息后pse就能对那些需要供电的设备提供电源,而不会损坏不需要供电的设备,并能有效地分配可用功率。 为实现这项可选的功率分级方法,pse施加一个14.5v至20.5v间的探查电压。作为回应则pd呈现出某种特征(分级电流),指示pse该pd将要吸取的最大功率。pd在接收电源(一般为48vdc)时,消耗的功率能可高达12.95w。如果pd一直未接入或处于关断状态,pse就停止输送电源,并不断检测有效pd的25kq特征电阻。这个信息便于pse管理任意给定时刻它向已连接的pd传递的最大功率。表3列出了可以供应一个pd使用的不同功率级别,以及它们所对应的分级特征,表中的分类电流是pd上的电流,pse电流范围更宽一些,例如按等级2,一个pse必须要能识别16ma到21ma的电流。 通过选择合适的pse控制器ic,还可以实现另外一些ieee 802.3af标准之外的功能:即对于pse向每个端口输出功率的硬性限制。 另外一些紧急情况下非常有用的功能是,pse能够排出一个优先级顺序,决定首先为那个端口加电,或者当ups或备用电源能量快用完时,哪些端口应该首先被切断。然后,交换机就可维持最重要的以太网端口的供电。这样的端口可能包括e911电话、标记阅读器、某些监视摄像头或接入点、或者一些经营性的数据电路。这些失效保护特性被整合于pse 控制器ic 内部,可通过硬件接线或软件方式进行配置,有助于紧急情况下管理功率预算。因此,应寻找软件可配置的pse 控制器ic。 3.3 检测断开的pd 3.31 pse用“维持功率”特征检测 pse 加电给pd后,按照ieee 802.3af 标准它必须监视pd的“维持功率”特征。pd必须吸收最低为10ma的电流,这样pse就能知道它还保持连接。像恒温调节器这类功率敏感的应用可以通过脉冲调制使“保持功耗特征(mps)”电流为10ma,并且脉冲间隔时间保持75ms到250ms之间以减少功耗。pd也必须有一个电阻小于26.25kω的mps共模阻抗与一个大于50nf电容并联。通常,pd的旁路电容和负载会形成一个比26.25kω低得多的阻抗。 3.32 pse还要检测pd是否已断线 ieee 802.3af标准定义了交流和直流两种检测pd断线的方法。例如,考虑这种情况,当pd被断开,而一个传统的以太网设备被立即插入交换机的同一个rj-45插孔时的情况。如果48vdc电源没有在pd离开后被立即切断,传统设备就会受到伤害。 对pd 进行交流阻抗测量一般要比纯直流电阻测量方法更精确。一个小幅度的共模交流电压与数据信号和48vdc 被同时送到以太网线上。然后测量交流电流并算出端口阻抗,如果pd还没有被断开,这个值应该低于26.25kΩ。交流电压的频率应该在1mhz至100mhz之间。有关直流和交流断线检测方法的其他更多细节,设计者应参考ieee 802.3af标准。不管选择哪种方法,都必须迅速执行测量,并在pd断线后迅速移走电源。 4、用于以太网供电的电源控制芯片及其高级特性 目前,一些ic供应商正在生产能满足802.3af pse要求的芯片,其中有一些方案采用微控制器的外围器件来提供以太

        

    

     亚太资源网:吴星华 (上接一) 3、设备(pd) 3.1 pd检测 当受电设备(pd)被接入以太网链路时,pse必须检测每个以太网设备是否需要电源。因而pd必须表现出区别于传统以太网设备的特性。ieee 802.3af标准的pd要求开始于一个25kω和小于120nf的特征识别,正是这一特征使pse通过测量其“检测特征”-共模终端来检测需要供电的设备,将pd从不需要供电的其它以太网设备中区分出来。pd只需要具有这些检测特征,同时其链路处于检测模式,则即可实现检测。 pse对pd检测的具体方法: 为实现这种检测,pse通过测量两个v-i(电压-电流) 点和从它们之间的斜率来计算电阻以判断端口的共模终端来检测需要供电的设备,就是利用2.7v至10.1v的限流电压探测信号线。表1列出检测状态下pse对要被检测为有效的pd必须具备的参数条件。表1参数之所以允许1.9v的串联电压偏移是因为通常采用二极管桥来控制电压极性。每个pd会用到两个这样的二极管全桥(见图4所示,为用max5935 pse控制器和max5940 pd接口/控制器的poe供电糸统简化设计方框图),因为pd 必须向后兼容于中间pse。而10μa的电流偏移是因为pd内部通常具有一定的泄漏。另外,通过表2给出了另外一系列参数条件,任何满足这些条件的检测都将判定以太网设备为一个无效的pd。 3.2 pd功率分级 今天,有两种主要的用电装置成为推动poe增长的主导力量,它们分别是:无线 lan接入点和ip电话(voip)电话以及它类型的以太网设备(rfid阅读器、pda充电器、移动电话甚至膝上电脑等。而促使供电与以太网走向结合的最早开始的动力却来自于ip电话(voip)。 ieee 802.3af标准还包含了一个可选的功能,称为功率分级。这项功能使pse能够更加精细地管理其功率预算。pse用一个称为分级的第二次测量来判断pd的峰值功率要求,掌握了这一信息后pse就能对那些需要供电的设备提供电源,而不会损坏不需要供电的设备,并能有效地分配可用功率。 为实现这项可选的功率分级方法,pse施加一个14.5v至20.5v间的探查电压。作为回应则pd呈现出某种特征(分级电流),指示pse该pd将要吸取的最大功率。pd在接收电源(一般为48vdc)时,消耗的功率能可高达12.95w。如果pd一直未接入或处于关断状态,pse就停止输送电源,并不断检测有效pd的25kq特征电阻。这个信息便于pse管理任意给定时刻它向已连接的pd传递的最大功率。表3列出了可以供应一个pd使用的不同功率级别,以及它们所对应的分级特征,表中的分类电流是pd上的电流,pse电流范围更宽一些,例如按等级2,一个pse必须要能识别16ma到21ma的电流。 通过选择合适的pse控制器ic,还可以实现另外一些ieee 802.3af标准之外的功能:即对于pse向每个端口输出功率的硬性限制。 另外一些紧急情况下非常有用的功能是,pse能够排出一个优先级顺序,决定首先为那个端口加电,或者当ups或备用电源能量快用完时,哪些端口应该首先被切断。然后,交换机就可维持最重要的以太网端口的供电。这样的端口可能包括e911电话、标记阅读器、某些监视摄像头或接入点、或者一些经营性的数据电路。这些失效保护特性被整合于pse 控制器ic 内部,可通过硬件接线或软件方式进行配置,有助于紧急情况下管理功率预算。因此,应寻找软件可配置的pse 控制器ic。 3.3 检测断开的pd 3.31 pse用“维持功率”特征检测 pse 加电给pd后,按照ieee 802.3af 标准它必须监视pd的“维持功率”特征。pd必须吸收最低为10ma的电流,这样pse就能知道它还保持连接。像恒温调节器这类功率敏感的应用可以通过脉冲调制使“保持功耗特征(mps)”电流为10ma,并且脉冲间隔时间保持75ms到250ms之间以减少功耗。pd也必须有一个电阻小于26.25kω的mps共模阻抗与一个大于50nf电容并联。通常,pd的旁路电容和负载会形成一个比26.25kω低得多的阻抗。 3.32 pse还要检测pd是否已断线 ieee 802.3af标准定义了交流和直流两种检测pd断线的方法。例如,考虑这种情况,当pd被断开,而一个传统的以太网设备被立即插入交换机的同一个rj-45插孔时的情况。如果48vdc电源没有在pd离开后被立即切断,传统设备就会受到伤害。 对pd 进行交流阻抗测量一般要比纯直流电阻测量方法更精确。一个小幅度的共模交流电压与数据信号和48vdc 被同时送到以太网线上。然后测量交流电流并算出端口阻抗,如果pd还没有被断开,这个值应该低于26.25kΩ。交流电压的频率应该在1mhz至100mhz之间。有关直流和交流断线检测方法的其他更多细节,设计者应参考ieee 802.3af标准。不管选择哪种方法,都必须迅速执行测量,并在pd断线后迅速移走电源。 4、用于以太网供电的电源控制芯片及其高级特性 目前,一些ic供应商正在生产能满足802.3af pse要求的芯片,其中有一些方案采用微控制器的外围器件来提供以太

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