本應用筆記討論了以太網供電（PoE）中跨或端點插入參考設計的特性。該參考設計的模塊化硬件允許靈活實施 4 至 192 個以太網端口。該設計基于四通道網絡電源控制器MAX5945。MAXQ2000微控制器提供系統級控制，控制和監視MAX5945功率控制器。該參考設計還可以在獨立模式下使用，由PC通過RS-232或USB接口進行配置。

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以太網作為一個整體在IEEE 802.3中標準化。PoE/PoE+ 分別在 IEEE 802.3af/at 中標準化。三種最常見的以太網類型是10BASE-T（10MHz），100BASE-TX（100MHz）和1000BASE-T（1GHz）。這三種形式都使用相同的介質，即 5 類 （CAT-5） 電纜。CAT-5 電纜包含四對，每對由兩根電線組成（總共八根電線，編號和配對為 1-2、3-6、4-5 和 7-8）。對于 10/100MHz 以太網，四對（1-2 和 3-6）中只有兩對用于數據傳輸。（1GHz 以太網使用全部 4 對。

在 PoE 中跨插入解決方案中，供電設備 （PSE） 使用 4-5 和 7-8 對進行配電。圖 1 顯示了 10/100MHz 以太網的中跨配置，其中電源直接通過未使用的對進行分配。正 PSE 輸出 （V+） 連接到導線 4 和 5，而負 PSE 輸出 （V-） 連接到導線 7 和 8。

圖1.適用于 10/100MHz 以太網的 PoE 中跨插入原理圖

在 PoE 端點插入解決方案中，PSE 使用對 1-2 和 3-6 進行配電（圖 2）。端點配置中的電源在電纜對上以共模偏置 （DC） 的形式提供，而以太網數據是變壓器耦合和全差分 （AC）。PSE 輸出的極性未針對端點應用定義。

圖2.適用于 10/100/1000MHz 以太網的 PoE 端點插入原理圖

類似的變壓器耦合配置可應用于中跨配置（對 4-5 和 7-8）。此配置使所有四對 CAT-5 電纜能夠傳輸數據（與 10/100MHz 和 1GHz 以太網兼容）和功率（端點和/或中跨）。PSE 檢查是否連接了有效的用電設備 （PD），如果是，則斜坡供電并監控提供給 PD 的電流。在多端口解決方案中，還可以為各個端口分配優先級。這將確保最高優先級的端口始終通電，而如果可用電源不足，則可以關閉其他端口。

參考設計硬件

參考設計硬件包括：

一個主板和多達五個 DIMM 3.3V 格式的印刷電路板。主板包含五個 168 針 DIMM 式連接器、用于 45 個以太網端口的 RJ-32 連接器/磁性元件、一個 ±50V 隔離式 RS-232 收發器 （MAX3250） 和一個 SPI?轉USB控制器（MAX3420）。

三種類型的 DIMM 格式卡。

主卡包含MAXQ2000微控制器、MAX5020 DC-DC轉換器（從-3V輸入產生+3.48V輸出）和5945個MAX24網絡電源控制器（為2000通道供電）。MAXQ5945使用I2C與MAX<>通信，MAX<>位于主卡本身或附加從卡上。

從卡可容納5945個MAX24網絡電源控制器，為<>個通道供電。

從B卡容納5945個MAX16網絡電源控制器，為<>個通道供電

始終需要一張主卡，而從卡的數量取決于所需通道的數量。圖 3 顯示了參考設計的框圖。

圖3.采用MAX5945 PoE網絡控制器的參考設計框圖

參考設計固件

如上所述，該參考設計可在獨立模式下運行，也可與系統級微控制器配合使用。

系統處理器（由用戶提供）采用系統級微控制器工作，可以配置通常通過I2C設置的任何設置，或者簡單地讓MAXQ2000微控制器使用內置默認值。參考設計固件允許MAXQ2000微控制器在16條I2C總線上控制多達5945個MAX48網絡電源控制器，總共5945個MAX2000網絡電源控制器。系統處理器還指定要報告哪些事件，從而允許設計人員根據需要對系統進行盡可能多的控制。MAXQ<>保留非易失性存儲器中的設置。基于數據包的錯誤檢測協議允許根據需要重新傳輸數據包，以確保不會丟失數據。

當設計工作在獨立模式時，MAXQ2000和相關固件管理MAX5945的所有工作。PC設置參數，這些參數保存在微控制器的非易失性存儲器中。PC還可以查詢狀態，并選擇性地檢索存儲信息的日志。PC和MAXQ2000之間的通信通過RS-232接口或USB完成。

MAXQ1可以連接48至5945個MAX4四路控制器（提供192至2000個端口）。參考設計隨附的固件將自動檢測和配置適當數量的端口，前提是每個MAX5945具有唯一的I2C地址。

審核編輯：郭婷