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文档名
以太网供电系统的组成
在PoE系统中,提供电源的设备被称为供电设备(PSE,PowerSourcingEquipment),而使用电源的设备称为受电设备(PD,PoweredDevice)。
以太网供电的主要设备是PSE,它负责对PD的检测、分级、上电、断路检测等功能。一旦当某个PD被加载,PSE将立即检测到PD的接入,并将在设备被移开时切断电源。PSE还必须提供过流保护,以防止PSE和PD遭受损坏。
可以采用两种类型的PSE,一种为端接式PSE(EndpointPSE),另一种为中跨式PSE(Mid-spanPSE)。
以太网供电系统的结构
PSE的工作原理
一、检测
在允许PSE向线路供电之前,它必须用一个有限功率的测试源来检查25k特征电阻,以避免将48V电源加给非兼容PoE的网络设备,对其造成危害。在加电之前,,(间隔在1V或以上)送到网络链路,然后根据得到的两个不同的电流值再作运算(ΔV/ΔI),通常我们将此方法称为两点检测法。
PSE的工作原理
二、分级
一旦侦测到有效的PD,PSE需要了解PD的用电量,以便于系统对电源的管理,这个过程称为PD分级(IEEE标准规定此过程是可选的)。。PD通过从线上吸收一个恒定电流(分级特征信号)来向PSE表明自己所需的最大功率。PSE测量这个电流以确定PD属于哪个功率级别,分级期间使用的PSE电压源必须限制到100mA,以避免损坏失效的PD,而且它的连接时间不能超过75ms,以对PD功耗加以控制。
级别
分级特征电流
PSE最小输出功率
说明
0
0-5mA

PD功率未知,不分级
1
8-13mA

低功耗PD
2
16-21mA

中等级功耗PD
3
25-31mA

高功耗或全功率PD
4
35-45mA

保留,功率情况同0级
PSE的工作原理
三、供电
成功侦测和分级后,PSE就可向PD供电了。供电期间,PSE还要对每个端口的供电情况进行监视,提供欠压和过流保护。
PSE的工作原理
四、断路检测
PSE不能向非PD设备传输电力,同样PSE也不能在PD已经断开后还使电源处于接通状态,因为供电电缆有可能会插在一个非PD设备上,或引起线缆的短接。,即DC断路检测法和AC断路检测法,不同的芯片供应商根据系统的实际情况选择最适合系统的检测方法。
AC/DC断路检测
DC断路法根据从PSE流向PD的直流电流大小,从而判断PD是否在线。当电流在给定时间tDIS(300ms到400ms)内保持低于阈值IMIN(5mA到10mA),PSE就认为PD不存在,从而切断电源。这种方法的缺点就是,当PD工作在低功耗模式时,为避免掉线PD必须周期性地吸取一定的电流。
AC断路法利用端口阻抗的低频AC测量来检测PD的存在。AC断路法必须检测位于以太网电缆远端的一个PD的阻抗,并同时提供一个稳定的输出电压来为PD供电。AC断路法是测量以太网端口的交流阻抗,当没有设备连接到PSE时,端口应该是高阻抗,可能达到几兆欧;而当接有PD时,;如果PD消耗大量功率,那么阻抗通常会更低。
PD的工作原理—检测时
,为了便于PSE识别,(特征)作了规定,PD必须具有表2-5所示的输入特性。(以容许二极管的压降)和10μA的偏移电流(漏电流)。
参数
有效的PD侦测特征
无效的PD侦测特征
ΔV/ΔI(斜率)
<RPD<
RPD<12kΩ或RPD>45KΩ
输入电容
µF<CPD<µF
CPD>10µF
输入电感
LPD<100µH
-
偏移电压
<
—
偏移电流
<10µA
—
PD的工作原理—分级时
,PD需要通过吸收一定的恒流来表明自己所需要消耗的功率(可选),所以PSE能够预算PD的功耗,同时也方便PSE对电源的管理。