以太网供电方案的提出为电源设计师带来了众多机遇和挑战，为此，多家电源管理芯片制造商已经开发出能够满足ieee 802.3af标准的成熟芯片。802.3af标准定义了受电设备(pd)必须如何向供电设备(pse)表明自己身份的方法。现在，设计师已经无需使用昂贵的ic即能轻松满足该标准的要求。事实上，pd必须向pse明确自己身份的三大功能只需6到16个低成本分立元件就能很容易地实现(见图1的输入电路)。另外，如果pd的dc-dc转换器电路采用高集成度的电源转换ic来设计，设计师就能快速提供安全可靠并且具有低成本、高能效和易制造优势的解决方案。

    检测功能如何实现

    图1：pd向pse明确自己身份所需的检测、分类和直通开关连接电路。

    图1所示的前端电路中的电阻向pse提供检测特征阻抗。ieee 802.3af标准规定该电阻的值必须在19kω到26.5kω之间。通常选择接近范围上限的值(24.9kω)以尽量降低该电阻上的功耗。当pse的供电电压从2.5v跳升至10v时检测开始。在这一加电过程中，流过这个电阻的电流必须在0.5ma到4ma之间，从而向pse有效地表明这是pd。

    图2：15w、三输出pd dc-dc转换器，在5v输出端采用了同步整流技术。

    检测、分类和直通开关(pass-switch)连接电路是如何工作见图1。图1a中，r1向pse提供特征阻抗，并在上电过程的分类阶段(此时pse的供电电压从15v上升至20v)向pse表明这是class 0设备的电路。一旦施加的输入电压上升到30v左右(27v齐纳二极管加上r2的压降)，齐纳二极管vr1就开始导通电流，从而使r3得到一个电压，进而打开直通开关晶体管q1。

    图1b中，r11用于在检测阶段向pse提供特征阻抗。元件q12、q13、q14、r14、r15、r16、u11和vr11组成pd的分类电路，并根据r16的值将电路确定为class1、2或3设备(见表1)。vr11可确保分类电路在检测阶段不被激活。q13、q12、r14和r15组成350ua的电流源，向1.24v的参考芯片u11提供偏置电流。

    当施加的输入电压从15v上升至20v时分类开始进行。pse根据这一阶段中被吸取的电流值判断pd的类别。r16用于设定由u11和q14组成的第二个电流源的电流。对于class1、2和3的设备，分类电流(icl)取决于r16的值。r16的值可以根据pd的最大功耗从表1中选取。随着vr11、q14和r16上电压的上升，流过r16的电流也会持续上升，直到它上面的电压达到1.24v。此时，u11开始导通，分流流经q14的电流，从而使r16上的电压保持在1.24v，从而在分类阶段保持被电路常数吸收的电流。

    图3：带分立poe接口前端电路的6.6w pd dc-dc转换器。

    元件vr12、vr13、q11、r12和r13组成直通开关连接电路。一旦输入电压超过30v(27v的齐纳二极管加上q11的栅极-源极电压(vgs))，vr12就开始导通，r13上获得电压，并加到q11的栅极至源极，使该晶体管打开。

    表1：对应class 1、2和3设备的r16值。

    当输入电压超过45vdc时，vr13会将q11的vgs限制为15vdc。一旦直通开关(q11)被打开，r17和q15就会关闭q14，进而关断分类电流源，确保在分类阶段结束后尽量降低pd的功耗。

    dc-dc转换器电路设计

    dpa-switch系列高集成度电源转换ic可以配置为返驰式(flyback)或单开关前向(forward)转换器，因此设计师可以利用同一dpa-switch器件开发不同的解决方案，从成本极低的flyback转换器到使用同步整流技术的高效前向转换器。该产品系列包含四种器件，可以轻松改变方案的输出功率，power intergrations公司的pi expert软件套件可以帮助设计师快速轻松地完成文档完善的设计。

    图2所示的三输出前向转换器只需要45个部件，在poe输入电压范围(36-57vdc)内典型效率为88%。

    表2：用于同步整流前向转换器设计的pi x1s电子数据表。

  &nb