POE-PD设备

Posted 2021-03-08 icaowu

 

IEEE 802.3af(15.4W)成为了首个PoE供电标准，规定了以太网供电标准，是现在PoE应用的主流实现标准。

IEEE在1999年开始制定该标准，最早参与的厂商有3Com,Intel, PowerDsine,Nortel, Mitel和National Semiconductor。但是，该标准的缺点一直制约着市场的扩大。直到2003年6月，IEEE批准了802. 3af标准，它明确规定了远程系统中的电力检测和控制事项，并对路由器、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、安全系统以及无线LAN接入点等设备供电的方式进行了规定。IEEE 802.3af的发展包含了许多公司专家的努力，这也使得该标准可以在各方面得到检验。

POE的系统构成:一个完整的POE系统包括供电端设备(PSE, Power Sourcing Equipment)和受电端设备(PD, Powered Device)两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备,同时也是整个POE以太网供电过程的管理者。而PD设备是接受供电的PSE负载,即POE系统的客户端设备。

 

POE 标准供电系统的主要供电特性参数为：

 

1. 电压在44～57V 之间，典型值为48V。

2. 允许最大电流为550mA，最大启动电流为500mA。

3. 典型工作电流为10～350mA，超载检测电流为350～500mA。

4. 在空载条件下，最大需要电流为5mA。

5. 为PD 设备提供3.84～12.95W 五个等级的电功率请求，最大不超过13W。

 

POE供电的工作过程

 

当在一个网络中布置PSE 供电端设备时，POE 以太网供电工作过程如下所示：

1. 检测：一开始，PSE 设备在端口输出很小的电压，直到其检测到线缆终端的连接为一个支持IEEE 802.3af 标准的受电端设备。

2. PD 端设备分类：当检测到受电端设备PD 之后，PSE 设备可能会为PD 设备进行分类，并且评估此PD 设备所需的功率损耗。

3. 开始供电：在一个可配置时间(一般小于15μs)的启动期内，PSE 设备开始从低电压向PD 设备供电，直至提供48V 的直流电源。

4. 供电：为PD 设备提供稳定可靠48V 的直流电，满足PD 设备不越过15.4W 的功率消耗。

5. 断电：若PD 设备从网络上断开时，PSE 就会快速地(一般在300～400ms 之内)停止为PD 设备供电，并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接PD 设备。

 

 

PoE系统怎样感测何时需要电源？

PD用一使PSE寻找有效PD的感测方法请求电源。PSE通过发出2.8V~10V信号到电源线上，来寻找有效PD。有效PD感测此电压，并在电源线上加上23.75kΩ~26.25kΩ电阻。PSE一旦感测到产生的电流，就认为有一有效PD在请求电源。

PD如果接收不到电源时如何动作？

PD如果接收不到电源，它就加上一个电阻，其值高于或低于为有效PD所列出的的值。在低端，12kΩ~23.75kΩ表示PD不需要电源。在高端，范围在26.25kΩ~45 kΩ之间。PSE认为任何低于12 kΩ和高于45 kΩ都是无效PD探测特征。

PoE系统的功率和电流限制是什么？

单一节点接收的最大电流为350mA。要预留一些相关电缆的电源损失余量，各节点接收的连续功率总量为12.95 W。

PSE怎样确定必要的功率要求？

感测环节结束后，PSE可以随意产生一个PD分类。PSE使用PD分类确定PD正常工作时所需最大功率。IEEE 802.3af标准定义5个不同分类标准，包括最小和最大功率以及电压。

PSE怎样确定分类？

PSE通过将电源线上的电压增加到15.5V~20.5V之间来实现。分类由PD吸入的电流量来确定。

PSE下一步如何动作？

在完成感测和可选分类环节后，PSE使其输出电压斜坡上升到42V。一旦到达低电压切断(UVLO)释放阈值，内部一FET打开，PD开始正常工作。只要输入电压保持在UVLO阈值之上，一直保持如此。对大多数PD，一个板级直流-直流转换器下变换输入电压，产生所需电压。

如何选择电容值？

根据IEEE 802.3af规范，如果输入电容小于180 μF，PSE就必须对浪涌电流加以限制。输入电容大于180μF时，要求PD将浪涌电流限制在小于400 mA。PD对PSE的输入电容也必须在0.05μF~0.12 μF之间。

 

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