關(guān)于PoE，你了解多少？

以太網(wǎng)供電(PoE)是一種使用數(shù)據(jù)或備用線對(duì)通過(guò)以太網(wǎng)電纜向以太網(wǎng)設(shè)備供電的方法。PoE消除了以太網(wǎng)設(shè)備對(duì)電源的需求。PoE的常見(jiàn)應(yīng)用包括安全監(jiān)控**、IP電話和無(wú)線接入點(diǎn)(WAP)。用于供電的主機(jī)或中跨設(shè)備是電源設(shè)備(PSE)。連接到以太網(wǎng)連接器的負(fù)載是供電設(shè)備(PD)。PSE和PD之間控制負(fù)載功率的PoE協(xié)議由IEEE 802.3bt標(biāo)準(zhǔn)定義。在以太網(wǎng)主機(jī)端口、中跨和集線器位置需要使用變壓器將數(shù)據(jù)接入電纜。此外，可以在不影響數(shù)據(jù)信號(hào)的情況下將直流電壓施加到變壓器的中心抽頭。與任何電力傳輸線一樣，此技術(shù)使用相對(duì)較高的電壓（約50V）來(lái)保持較低的電流并最小化線路中IR壓降的影響，從而保持向負(fù)載的電力輸送。標(biāo)準(zhǔn)2線對(duì)PoE向1類PD提供大約13W功率，向2類PD提供大約25.5W功率，而標(biāo)準(zhǔn)4線對(duì)PoE將能夠向3類PD提供大約51W功率，向4類PD提供大約71W功率。

2線對(duì)與4線對(duì)功率比較以及新的IEEE802.3bt標(biāo)準(zhǔn)

以前的IEEE 802.3at-2009標(biāo)準(zhǔn)把通過(guò)2線對(duì)以太網(wǎng)線（通常稱為Alt-A或Alt-B配對(duì)）從PSE（電源設(shè)備）提供電力的PoE電力輸送能力從15.4W（通常稱為.af或 1 類 PoE）擴(kuò)展到 30W（.at或2類PoE）。IEEE 802.3bt標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)支持在ALT-A和 ALT-B配對(duì)上并行提供電力，進(jìn)一步將從PSE輸送電力的能力擴(kuò)展到高達(dá)90W。新標(biāo)準(zhǔn)中還創(chuàng)建了兩個(gè)新的PoE設(shè)備“類型”。3類PSE設(shè)備能夠通過(guò)4線對(duì)電纜提供高達(dá)60W的電力，或通過(guò)2線對(duì)電纜提供30W的電力，同時(shí)支持新的MPS要求。4類PSE設(shè)備能夠通過(guò)4線對(duì)電纜提供高達(dá)90W的電力。為了支持所有這些配置，TPS23881采用完全可配置的設(shè)計(jì)。

新標(biāo)準(zhǔn)還更新了維持功率特征（即MPS）要求。在該標(biāo)準(zhǔn)的前一版本中，僅當(dāng) PD（供電設(shè)備）電流在每300ms至400ms有至少60ms的時(shí)間超過(guò)10mA時(shí)，才要求PSE維持端口上的功率。新版本將這些要求減小為每320ms至400ms有6ms，從而將維持PoE功率的最小功率要求降低了近9/10。

二、關(guān)于TPS23881控制器

TPS23881是一款8通道電源設(shè)備(PSE)控制器，旨在按照IEEE 802.3bt標(biāo)準(zhǔn)向以太網(wǎng)電纜提供電力。這八個(gè)單獨(dú)的電源通道可以按2線對(duì)（單通道）或4線對(duì)（雙通道）PoE端口的任意組合進(jìn)行配置。PSE控制器可以檢測(cè)具有有效特征的供電設(shè)備(PD)，根據(jù)其分級(jí)確定設(shè)備的電源要求并進(jìn)行供電。

TPS23881在TPS23880的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，減小了電流感應(yīng)電阻，提供了更精確的可編程功率限制、電容測(cè)量以及通過(guò)ROM運(yùn)行的功能。TPS23881還與TI的FirmPSE系統(tǒng)固件兼容，該固件提供了一種完全可配置的解決方案，用于控制系統(tǒng)中可提供多達(dá)48個(gè)4線對(duì)PoE電源端口的多個(gè) TPS23881器件。

各端口專用ADC可提供持續(xù)的端口電流監(jiān)控和執(zhí)行并行分級(jí)測(cè)量的功能，以實(shí)現(xiàn)更短的端口開(kāi)啟時(shí)間。±2.5%精度的可編程端口電源限制提供了將最大功率從90W擴(kuò)展到125W以上。

200mΩ電流感應(yīng)電阻器和外部FET架構(gòu)使設(shè)計(jì)能夠平衡尺寸、效率、散熱和解決方案成本要求。

1、特征

? 適用于3型或4型以太網(wǎng)供電應(yīng)用的 IEEE 802.3bt PSE解決方案

? 八個(gè)獨(dú)立的PSE通道

? 可選電阻器自主運(yùn)行

–無(wú)需外部MCU

? 與TI的FirmPSE系統(tǒng)固件兼容

? SRAM可編程存儲(chǔ)器

? 可編程功率限制精度±2.5%

? 200mΩ電流感應(yīng)電阻器

? 傳統(tǒng)PD電容測(cè)量

? 可選的2線對(duì)或4線對(duì)端口功率分配

–15.4W、30W、45W、60W、75W或90W

? 單一特征和雙特征PD兼容性

? 各端口專用的14位積分電流ADC

–用于直流斷開(kāi)的抗噪MPS

–2%電流感應(yīng)精度

? 1位或3位快速端口關(guān)斷輸入

? Auto-class發(fā)現(xiàn)和功率測(cè)量

? 浪涌和操作折返保護(hù)

? 靈活的處理器控制運(yùn)行模式

–自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)/診斷

? 各端口電壓監(jiān)控和遙測(cè)

? –40°C至+125°C工作溫度

? 超低阿爾法(ULA)封裝(TPS23881A)

2、器件比較表

4線對(duì)PSE器件之間的主要差異

三、FirmPSE：PSE系統(tǒng)固件解決方案

（TPS23881/TPS23882+MSP430F5234/39）

1、特征

? 系統(tǒng)級(jí)電源預(yù)算和端口優(yōu)先級(jí)

? 通過(guò)HOST CPU接口的每端口完全可配置性? 多電源監(jiān)控

? 可選的4對(duì)和2對(duì)PoE端口設(shè)置

? UART / I2C主機(jī)通信接口

? 按需PoE系統(tǒng)和端口遙測(cè)回讀

? 重啟電源后自動(dòng)TPS23881 SRAM加載

? 支持來(lái)自主機(jī)的LLDP電源協(xié)商

? 支持基于PHY的舊版檢測(cè)命令

2、優(yōu)勢(shì)

? 優(yōu)化系統(tǒng)性能，最多支持96個(gè)通道

? 允許使用較小的電源
? 無(wú)需PSE驅(qū)動(dòng)程序軟件開(kāi)發(fā)

3、應(yīng)用領(lǐng)域

? 企業(yè)交換機(jī)和路由器

? SOHO路由器

? PoE直通系統(tǒng)

? 網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)（NVR）

? 以太網(wǎng)集線器

四、PSE系統(tǒng)軟件靈活性

可配置性的手段（＃端口，功率預(yù)算等）

• UART / I2C / SPI接口（主機(jī)CPU + MCU）
  ——Microsemi / SiLabs / Broadcom模型

——通過(guò)UART / I2C / SPI提供主機(jī)CPU可配置性

• 軟件文件（GUI + MCU）

——Microsemi / SiLabs / Broadcom模型 ——通過(guò)GUI生成配置文件

• 引腳I / O可編程性

——將Pin I / O映射到預(yù)定義的軟件變量

——提供了用于主機(jī)CPU / MCU少的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的選項(xiàng)

• 共享內(nèi)存（僅主機(jī)CPU）

——帶通用內(nèi)存的主機(jī)CPU上的嵌入式MCU

五、Marvell vs FirmPSE

多種方案，歡迎隨時(shí)交流溝通。思睿達(dá)聯(lián)系人：何工 18923426660，E-mail：manjie@threeda.com，歡迎來(lái)電咨詢，申請(qǐng)樣品。感謝！