ieee 802.3af 以太网供电(poe)标准描述了如何通过以太网 cat-5 电缆分配最高达 12.95w 的功率，以便网络设备能在没有 ac 电源线的情况下工作。ieee 委员会正在定义一个可提供更高功率的类似标准。目前，802.3af 功率是由供电设备(pse)提供，pse 管理功率分配并区分需要供电的用电设备(pd)和不需要供电的纯数据设备。由于 pse 的检测方法可以实现上述区分，所以用户可以在其现有网络上部署 poe，而不会损坏纯数据以太网设备。

    图1：图3 所示 pd 实例的 i-v 曲线。

    阴影区域显示 ieee 限定的检测、分级和

    接通范围以及作者推荐的范围。

    因pd 可以放置在没有 ac 电源插座的地方，并从集中放置的不间断供电电源(ups)获得功率，因此给终端用户带来了极大益处。pd 需要遵循 802.3af 的以太网供电接口和 dc/dc 转换器。但是，由于集成电路不能克服 poe 的所有挑战：有些问题必须在板级和系统级解决。此外，一个解决方案不能适用于所有情况，设计师要能够在保持可互操作的同时根据其应用的需求定制解决方案。为了帮助设计师在满足应用需求的同时遵循 802.3af 标准并满足互操作性要求，本文列出了 pd 设计面临的多种难题，并用电路实例来说明可能的解决方案。

    大多数针对 pd 的 ieee 802.3af 标准都可以用图 1 所示的 pd i-v 曲线来描述。该曲线分成 3 个电压范围：2.7v 至 10.1v 是检测范围；14.5v 至 20.5v 是分级范围；30v 至 57v 是供电范围。在这些范围里，pd 的行为是受 ieee 标准控制的，不过这些范围之间的过渡区域对互操作性来说也同样重要。pse 在检测范围进行探查以区分具有 25k? 电阻的 pd 和具有 150? 共模终端的非受电设备。在分级范围内，pd 的电流根据它工作所需功率的大小而不同。当输入或端口电压超过 30v 时，pd 开始从电缆获得功率以使其余电路工作。在大多数 pd 中，来自以太网端口的 48v 输入被转换成适用于 pd 电路的 3.3v 或 2.5v。图 2 和图 3 显示的电路实现 pd 的全部 poe 接口，其中包括 dc/dc 转换。这样一来，poe 接口就成了一个自含式电源，从而容许 pd 设计师把精力集中于使其 pd 与众不同的电路和软件上。

    与电缆链接

    图2：从以太网电缆获得poe功率和10/100数据

    的以太网磁铁实例。连线ct1-ct4

    连接到图3的输入端。

    pd 的 poe 接口和以太网 phy 都必须连接到 rj-45 插座上(参见图2)。75? 共模终端电阻是 ac 耦合的，因此它们不干扰 poe。该终端连接到电缆的共模扼流圈端，这样扼流圈的电感和高 ac 阻抗不会影响该终端的阻抗。这些通路上的配线和电路板走线需要特别注意，它们需要保持低电阻。电路板采用宽走线并紧密放置元器件，以缩短走线长度。在磁铁(t1-t6)中，就确保 dc 电流不使 t5 或 t6 饱和以及不堵塞数据传输而言，控制线电阻尤其重要。自耦变压器 t1 和 t2 必须一起缠绕，以便中央抽头与该线对两条线之间的电阻相同。即使 t1 和 t2 的缠绕十分完美，电缆电阻仍然可以引起一些 dc 差分电压。通过让 t1 或 t2 的电阻低于扼流圈 t3 和 t4 以及数据变压器 t5 和 t6 的电阻，磁铁能吸引所产生的 dc 电流流经 t1 或 t2。图2 说明了这一点，图中较宽的线代表低电阻连线。把 pd 连接到备用线对非常简单，因为这些连线不传输数据，如图 2 所示，无需磁铁。(就把数据放在备用线对上的千兆以太网而言，把 pd 连接到图 2 中作为数据线对的那个相同磁铁上。)

    一旦磁铁从电缆获取功率和数据，那么无论是从备用线对还是从数据线对上看，pd 都是一样的。实际上，就两种电压极性和两个线对而言，我们对 pd i-v 曲线的要求也是相同的。图 3 中 d1-d8 组成的一对二极管电桥把来自两个线对的信号组成一个单极性输出，容许一个遵循 802.3af 标准的 pd 接口(由图 3 中的 ltc4267 控制--ltc4267 poe 为一受电设备控制器)为两个输入线对和两种极性提供服务。

    除了二极管电桥，图 2 还有一个保护 pd 输入的瞬态电压抑制器(tvs)，因为振铃、过冲瞬态和静态电流以及地电位差等可能给电缆加上数百或数千伏的电压。由于电缆具有高达 0.05μf 的电容和低串联电感