通過(guò)Autoclass優(yōu)化PoE輸出功率

為了滿足 Wi-Fi 接入點(diǎn)和閉路安全攝像頭等以太網(wǎng)供電 （PoE） 應(yīng)用對(duì)更高功率的需求，業(yè)界發(fā)布了新的 IEEE 802.3bt 標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)于 2018 年 9 月獲得批準(zhǔn)。 PoE，該技術(shù)允許通過(guò)以太網(wǎng)電纜與數(shù)據(jù)一起傳輸電力。提供的電量由供電設(shè)備 （PSE） 和受電設(shè)備 （PD） 連接時(shí)發(fā)生的一些握手來(lái)管理。在此過(guò)程中，PSE 會(huì)檢測(cè) PD 是否支持 PoE，如果支持，則確定需要多少功率。

PoE 的功率級(jí)別由設(shè)備類型和類別定義。最新標(biāo)準(zhǔn)增加了兩種新類型（3 和 4）和四種新類別（5-8），這將 PSE 可以提供的可能輸出功率增加到 90 W。允許這種功率增加的關(guān)鍵是能夠使用所有 4 - 對(duì)以太網(wǎng)電纜中的導(dǎo)體。以前對(duì)于 1 類 （15.4 W） 和 2 類 （30 W） 應(yīng)用，只需要兩對(duì)來(lái)保證正確操作，但 5-8 類應(yīng)用將需要全部四對(duì)。

雖然 IEEE 802.3bt 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 PSE 的輸出為 90 W，但它預(yù)測(cè)只有 71.3 W 會(huì)到達(dá) PD。此計(jì)算假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測(cè)的以太網(wǎng)電纜上的最大損耗為 18.7 W，該標(biāo)準(zhǔn)定義了 12.5 Ω 的“最大對(duì)組直流回路電阻”。用于 100 米的電纜。以前，如果系統(tǒng)中的直流回路電阻低于標(biāo)準(zhǔn)允許的最大值，PSE 仍會(huì)保留可能的最大輸出功率，即使 PD 不需要它。這意味著 PSE 中的任何多余功率都未被使用。

這可能會(huì)造成浪費(fèi)，因此，為了克服這個(gè)問(wèn)題，新的 IEEE 802.3bt 標(biāo)準(zhǔn)引入了一個(gè)稱為 Autoclass 的功能，它可以優(yōu)化功率分配。在一級(jí)事件期間，PD 將通過(guò)在 81.5 ms（典型值）后將分級(jí)電流從 4 級(jí) （40 mA） 調(diào)整到 0 級(jí) （2.5 mA） 來(lái)指示其是否具有 Autoclass 能力，如下圖所示。這里的時(shí)間很關(guān)鍵，只能由啟用 802.3bt 的 PSE 檢測(cè)到。

系統(tǒng)上電后，PD 將消耗運(yùn)行所需的最大功率，這將由 PSE 測(cè)量。使用這種測(cè)量，PSE 可以準(zhǔn)確地確定 PD 實(shí)際需要多少功率，并相應(yīng)地調(diào)整其分配級(jí)別。此功能意味著 PSE 現(xiàn)在可以優(yōu)化其跨多個(gè)端口的總可用功率。

為了更好地說(shuō)明這種優(yōu)化，可以考慮以下 PoE 安裝。如果此系統(tǒng)中 PD 的平均輸入功率為 42 W，則 PSE 端口需要分配高達(dá) 51 W 的最大電纜長(zhǎng)度，并根據(jù) 6 類分配預(yù)算總功率 60 W。

啟用自動(dòng)分類并結(jié)合較短的電纜長(zhǎng)度（《1 W 的電纜損耗），PSE 只需分配 43.75 W。如果其中 8 個(gè) PD 由 8 端口交換機(jī)供電，則交換機(jī)需要提供 480沒(méi)有自動(dòng)分類功能的 W 功率。使用自動(dòng)分類和（每個(gè) PD 的電纜損耗 《1W），交換機(jī)的功率預(yù)算可以減少到 350W，從而使系統(tǒng)的功率優(yōu)化為 130W。

安森美半導(dǎo)體利用其獨(dú)特的高壓制造工藝開發(fā)了一系列完全符合 IEEE 802.3bt 規(guī)范的全新 PoE 解決方案。該工藝包括市場(chǎng)上所有熱插拔 FET 中最低的 RDS （on），這進(jìn)一步提高了 PD 應(yīng)用的功率效率并降低了整體 PCB 散熱。

由于這些設(shè)備將支持新的 Autoclass 請(qǐng)求功能，它們將使支持 802.3bt 的 PSE 能夠優(yōu)化其可用功率并支持更多更高功率的應(yīng)用，從而使設(shè)計(jì)人員能夠更經(jīng)濟(jì)、更有效地測(cè)量 PSE 的輸出功率能力。大功率 PoE 系統(tǒng)。

審核編輯：郭婷