90瓦大功率PoE供電實現(xiàn)多場景應(yīng)用

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李誠）智慧城市、智能樓宇的不斷發(fā)展和IP Camera的普及使PoE（以太網(wǎng)供電）技術(shù)得以快速發(fā)展，PoE供電方式開始被大家熟知。PoE既能實現(xiàn)傳統(tǒng)的網(wǎng)線數(shù)據(jù)傳輸能力，也能在此基礎(chǔ)上為用電設(shè)備提供電能。

PoE（以太網(wǎng)供電）的優(yōu)勢

布線簡單，PoE供電方式是通過一根網(wǎng)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和為用電設(shè)備供電能的，與其他方式為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電方式相比省去了很多排布線的煩惱、節(jié)省空間，不會因為布線過多而影響美觀。且鋪設(shè)線路較少，方便移動、靈活性強。

降低成本，目前很多網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、無線AP等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還是單獨采用電源適配器供電的方式，若在大型企業(yè)或工廠中使用非PoE供電的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不僅浪費安裝的時間成本，電源適配器的購買及電網(wǎng)的鋪設(shè)也是一筆不小的費用。若采用PoE供電的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，安裝簡單、免去了不必要的電網(wǎng)鋪設(shè)，大大的降低了建設(shè)成本。

降低觸電風(fēng)險，一般電網(wǎng)鋪設(shè)大多為220V或以上的電壓，若電網(wǎng)因長時間未養(yǎng)護(hù)或因不可抗力因素導(dǎo)致絕緣皮裸露造成漏電風(fēng)險是非常危險的。使用PoE交換機供電能將觸電風(fēng)險大大降低，使人因觸電而受到的傷害最小化。PoE目前最大輸出功率為90W，輸出電壓在40V~60V之間，與220V相比更低，且PoE交換機在工作時會給用電設(shè)備傳輸一個低電壓信號，當(dāng)供電設(shè)備與用電設(shè)備實現(xiàn)通信連接后才會向用電設(shè)備提供電能，若網(wǎng)線的另一端連接的不是PoE受電設(shè)備，則不會供電，總的來說PoE供電還是比較安全可靠的。

POE供電標(biāo)準(zhǔn)

國標(biāo)POE標(biāo)準(zhǔn)主要有三種分別為IEEE 802.3 af（POE），IEEE 802.3 at（POE+），IEEE 802.3 bt（POE++）。

IEEE 802.3 af（POE）標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓一般為44V~57V，受電端接收到的電壓為37V~57V，輸出最大功率為15.4W，受電端接收到的功率為12.95W。該標(biāo)準(zhǔn)的多用于路由器、普通IP Camera和IP電話中。

IEEE 802.3 at（POE+）標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓一般為50V~57V，受電端接收到的電壓為42.5V~57V，輸出最大功率為30W，受電端接收到的功率為25.5W。該標(biāo)準(zhǔn)的多用于無線AP、視頻電話、可視門禁中。

IEEE 802.3 bt（POE++）標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓一般為52V~57V，受電端接收到的電壓為52V~57V，輸出最大功率為90W，受電端接收到的功率為71.3W。該標(biāo)準(zhǔn)的多用于桌面一體機、收銀系統(tǒng)、PTZ攝像機、智能LED、醫(yī)療設(shè)備、數(shù)字廣告燈牌中。

IEEE 802.3 bt（POE++）最大輸出功率達(dá)90W，突破了傳統(tǒng)PoE功率的限制，能夠?qū)鹘y(tǒng)受電設(shè)備多功能化，如工作功率為15W的IP Camera在功率提升到90W后攝像頭可實現(xiàn)全方位移動及鏡頭變倍、變焦控制。POE++不僅能夠提供大功率輸出，待機功耗也相對較低，能夠滿足多場景的應(yīng)用。

ADI POE PSE控制器

LTC4291-1和LTC4292是一組應(yīng)用于供電設(shè)備控制器的芯片，此組芯片最高支持4口輸出，滿足IEEE 802.3 bt（POE++）標(biāo)準(zhǔn)，并且其他供電標(biāo)準(zhǔn)也完美兼容，可為不同標(biāo)準(zhǔn)的受電設(shè)備供電，最大輸出功率為90W，這組芯片能在 1MHz 頻率下運行。受電設(shè)備接收到的最大功率為71.3W。通過降低MOSFET和檢測電阻器的導(dǎo)通電阻，以降低LTC4291-1和LTC4292芯片組的功耗。該芯片組還應(yīng)用了一種專用的芯片間通信的隔離方案，將價格較高的光電耦合器和3.3V隔離電源替換為低成本的隔離變壓器。進(jìn)一步降低BOM成本。此組芯片還集成了第五代PSE功能，包括每個端口均可配置觸發(fā)中斷信號、電流檢測、VEE監(jiān)測等。LTC4291-1/LTC4292芯片組多用于路由器和以太網(wǎng)中跨設(shè)備中。

Silicon Labs90W PoE Silicon Labs擁有完整的90W PoE組合芯片，Si3474為PSE（供電端）控制芯片，Si3474 為PD（受電端）控制芯片，這兩款芯片的組合能有效降低設(shè)計復(fù)雜程度和元器件的使用成本，且這兩款芯片現(xiàn)已實現(xiàn)量產(chǎn)。Si3474 PSE（供電端）控制芯片符合IEEE 802.3 bt（POE++）標(biāo)準(zhǔn)，可支持4口單口90W大功率輸出，并且該芯片不需要外部控制器、固件下載、軟件編程，只需要通過配置I/O口即可滿足主要的功能需求。芯片內(nèi)部還集成了寄存器映射，實現(xiàn)電源的高效管理。受電設(shè)備在功率需求不大且需要更多輸出端口的情況下，該芯片還可實現(xiàn)8個輸出口，單口最高為30W的供電輸出。Si3474擁有兩種運行模式，一種是主機運行模式，另一種為自治模式，在自治模式下可對各個端口的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。Si3471 PD（受電端）可將接口與DC-DC轉(zhuǎn)換器相互結(jié)合，使從輸出端到受電端的轉(zhuǎn)換效率提到90%以上。Si3474 PD同樣滿足IEEE 802.3 bt標(biāo)準(zhǔn)，接收到的功率最大為71W。該芯片可應(yīng)用于5G基站、無線AP、和IoT網(wǎng)關(guān)中。

總結(jié)

PoE供電具有布線簡單、低成本的特性，現(xiàn)被應(yīng)用于眾多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的供電系統(tǒng)中?，F(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備朝著智能化發(fā)展，功能逐漸增多，對PoE功率要求也隨之上漲。90W大功率PoE供電芯片的推出滿足了大部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在不同工作場景的用電需求。