關于PoE，你了解多少？

以太網供電(PoE)是一種使用數據或備用線對通過以太網電纜向以太網設備供電的方法。PoE消除了以太網設備對電源的需求。PoE的常見應用包括安全監控**、IP電話和無線接入點(WAP)。用于供電的主機或中跨設備是電源設備(PSE)。連接到以太網連接器的負載是供電設備(PD)。PSE和PD之間控制負載功率的PoE協議由IEEE 802.3bt標準定義。在以太網主機端口、中跨和集線器位置需要使用變壓器將數據接入電纜。此外，可以在不影響數據信號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，此技術使用相對較高的電壓（約50V）來保持較低的電流并最小化線路中IR壓降的影響，從而保持向負載的電力輸送。標準2線對PoE向1類PD提供大約13W功率，向2類PD提供大約25.5W功率，而標準4線對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線對與4線對功率比較以及新的IEEE802.3bt標準

以前的IEEE 802.3at-2009標準把通過2線對以太網線（通常稱為Alt-A或Alt-B配對）從PSE（電源設備）提供電力的PoE電力輸送能力從15.4W（通常稱為.af或 1 類 PoE）擴展到 30W（.at或2類PoE）。IEEE 802.3bt標準通過支持在ALT-A和 ALT-B配對上并行提供電力，進一步將從PSE輸送電力的能力擴展到高達90W。新標準中還創建了兩個新的PoE設備“類型”。3類PSE設備能夠通過4線對電纜提供高達60W的電力，或通過2線對電纜提供30W的電力，同時支持新的MPS要求。4類PSE設備能夠通過4線對電纜提供高達90W的電力。為了支持所有這些配置，TPS23881采用完全可配置的設計。

新標準還更新了維持功率特征（即MPS）要求。在該標準的前一版本中，僅當 PD（供電設備）電流在每300ms至400ms有至少60ms的時間超過10mA時，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、關于TPS23881控制器

TPS23881是一款8通道電源設備(PSE)控制器，旨在按照IEEE 802.3bt標準向以太網電纜提供電力。這八個單獨的電源通道可以按2線對（單通道）或4線對（雙通道）PoE端口的任意組合進行配置。PSE控制器可以檢測具有有效特征的供電設備(PD)，根據其分級確定設備的電源要求并進行供電。

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

各端口專用ADC可提供持續的端口電流監控和執行并行分級測量的功能，以實現更短的端口開啟時間。±2.5%精度的可編程端口電源限制提供了將最大功率從90W擴展到125W以上。

200mΩ電流感應電阻器和外部FET架構使設計能夠平衡尺寸、效率、散熱和解決方案成本要求。

1、特征

? 適用于3型或4型以太網供電應用的 IEEE 802.3bt PSE解決方案

? 八個獨立的PSE通道

? 可選電阻器自主運行

–無需外部MCU

? 與TI的FirmPSE系統固件兼容

? SRAM可編程存儲器

? 可編程功率限制精度±2.5%

? 200mΩ電流感應電阻器

? 傳統PD電容測量

? 可選的2線對或4線對端口功率分配

–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

–用于直流斷開的抗噪MPS

–2%電流感應精度

? 1位或3位快速端口關斷輸入

? Auto-class發現和功率測量

? 浪涌和操作折返保護

? 靈活的處理器控制運行模式

–自動、半自動和手動/診斷

? 各端口電壓監控和遙測

? –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PSE器件之間的主要差異

三、FirmPSE：PSE系統固件解決方案

（TPS23881/TPS23882+MSP430F5234/39）

1、特征

? 系統級電源預算和端口優先級

? 通過HOST CPU接口的每端口完全可配置性? 多電源監控

? 可選的4對和2對PoE端口設置

? UART / I2C主機通信接口

? 按需PoE系統和端口遙測回讀

? 重啟電源后自動TPS23881 SRAM加載

? 支持來自主機的LLDP電源協商

? 支持基于PHY的舊版檢測命令

2、優勢

? 優化系統性能，最多支持96個通道

? 允許使用較小的電源
? 無需PSE驅動程序軟件開發

3、應用領域

? 企業交換機和路由器

? SOHO路由器

? PoE直通系統

? 網絡錄像機（NVR）

? 以太網集線器

四、PSE系統軟件靈活性

可配置性的手段（＃端口，功率預算等）

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

——通過UART / I2C / SPI提供主機CPU可配置性

• 軟件文件（GUI + MCU）

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

• 引腳I / O可編程性

——將Pin I / O映射到預定義的軟件變量

——提供了用于主機CPU / MCU少的系統設計的選項

• 共享內存（僅主機CPU）

——帶通用內存的主機CPU上的嵌入式MCU

五、Marvell vs FirmPSE

多種方案，歡迎隨時交流溝通。思睿達聯系人：何工 18923426660，E-mail：manjie@threeda.com，歡迎來電咨詢，申請樣品。感謝！