ieee 802.3af 以太網供電(poe)標準描述了如何通過以太網 cat-5 電纜分配最高達 12.95w 的功率，以便網絡設備能在沒有 ac 電源線的情況下工作。ieee 委員會正在定義一個可提供更高功率的類似標準。目前，802.3af 功率是由供電設備(pse)提供，pse 管理功率分配并區分需要供電的用電設備(pd)和不需要供電的純數據設備。由于 pse 的檢測方法可以實現上述區分，所以用戶可以在其現有網絡上部署 poe，而不會損壞純數據以太網設備。

    圖1：圖3 所示 pd 實例的 i-v 曲線。

    陰影區域顯示 ieee 限定的檢測、分級和

    接通范圍以及作者推薦的范圍。

    因pd 可以放置在沒有 ac 電源插座的地方，并從集中放置的不間斷供電電源(ups)獲得功率，因此給終端用戶帶來了極大益處。pd 需要遵循 802.3af 的以太網供電接口和 dc/dc 轉換器。但是，由于集成電路不能克服 poe 的所有挑戰：有些問題必須在板級和系統級解決。此外，一個解決方案不能適用于所有情況，設計師要能夠在保持可互操作的同時根據其應用的需求定制解決方案。為了幫助設計師在滿足應用需求的同時遵循 802.3af 標準并滿足互操作性要求，本文列出了 pd 設計面臨的多種難題，并用電路實例來說明可能的解決方案。

    大多數針對 pd 的 ieee 802.3af 標準都可以用圖 1 所示的 pd i-v 曲線來描述。該曲線分成 3 個電壓范圍：2.7v 至 10.1v 是檢測范圍；14.5v 至 20.5v 是分級范圍；30v 至 57v 是供電范圍。在這些范圍里，pd 的行為是受 ieee 標準控制的，不過這些范圍之間的過渡區域對互操作性來說也同樣重要。pse 在檢測范圍進行探查以區分具有 25k? 電阻的 pd 和具有 150? 共模終端的非受電設備。在分級范圍內，pd 的電流根據它工作所需功率的大小而不同。當輸入或端口電壓超過 30v 時，pd 開始從電纜獲得功率以使其余電路工作。在大多數 pd 中，來自以太網端口的 48v 輸入被轉換成適用于 pd 電路的 3.3v 或 2.5v。圖 2 和圖 3 顯示的電路實現 pd 的全部 poe 接口，其中包括 dc/dc 轉換。這樣一來，poe 接口就成了一個自含式電源，從而容許 pd 設計師把精力集中于使其 pd 與眾不同的電路和軟件上。

    與電纜鏈接

    圖2：從以太網電纜獲得poe功率和10/100數據

    的以太網磁鐵實例。連線ct1-ct4

    連接到圖3的輸入端。

    pd 的 poe 接口和以太網 phy 都必須連接到 rj-45 插座上(參見圖2)。75? 共模終端電阻是 ac 耦合的，因此它們不干擾 poe。該終端連接到電纜的共模扼流圈端，這樣扼流圈的電感和高 ac 阻抗不會影響該終端的阻抗。這些通路上的配線和電路板走線需要特別注意，它們需要保持低電阻。電路板采用寬走線并緊密放置元器件，以縮短走線長度。在磁鐵(t1-t6)中，就確保 dc 電流不使 t5 或 t6 飽和以及不堵塞數據傳輸而言，控制線電阻尤其重要。自耦變壓器 t1 和 t2 必須一起纏繞，以便中央抽頭與該線對兩條線之間的電阻相同。即使 t1 和 t2 的纏繞十分完美，電纜電阻仍然可以引起一些 dc 差分電壓。通過讓 t1 或 t2 的電阻低于扼流圈 t3 和 t4 以及數據變壓器 t5 和 t6 的電阻，磁鐵能吸引所產生的 dc 電流流經 t1 或 t2。圖2 說明了這一點，圖中較寬的線代表低電阻連線。把 pd 連接到備用線對非常簡單，因為這些連線不傳輸數據，如圖 2 所示，無需磁鐵。(就把數據放在備用線對上的千兆以太網而言，把 pd 連接到圖 2 中作為數據線對的那個相同磁鐵上。)

    一旦磁鐵從電纜獲取功率和數據，那么無論是從備用線對還是從數據線對上看，pd 都是一樣的。實際上，就兩種電壓極性和兩個線對而言，我們對 pd i-v 曲線的要求也是相同的。圖 3 中 d1-d8 組成的一對二極管電橋把來自兩個線對的信號組成一個單極性輸出，容許一個遵循 802.3af 標準的 pd 接口(由圖 3 中的 ltc4267 控制--ltc4267 poe 為一受電設備控制器)為兩個輸入線對和兩種極性提供服務。

    除了二極管電橋，圖 2 還有一個保護 pd 輸入的瞬態電壓抑制器(tvs)，因為振鈴、過沖瞬態和靜態電流以及地電位差等可能給電纜加上數百或數千伏的電壓。由于電纜具有高達 0.05μf 的電容和低串聯電感