ZHCSLD9B May 2020 – November 2020 TPS23730
PRODUCTION DATA
以下内容仅帮助理解 TPS23730 的工作原理,而不是实际 IEEE 802.3bt 或 802.3at 标准的代替品。IEEE 802.3bt 标准是 IEEE 802.3-2018 的更新版本,增加了第 145 条 (PoE),包括使用所有四个线对进行电力输送、高功率选项、用于降低待机功耗的附加特性和增强型分级。
一般来说,符合 IEEE 802.3-2012 标准的器件称为 1 类(0-3 级)或 2 类(4 级)器件,而具有更高功率和增强型分级的器件称为 3 类(5 级、6 级)或 4 类(7 级、8 级)器件。3 类器件还将包括支持 4 线对供电的 0-4 级器件。标准不断变化,在作出设计决定时必须始终参考最新标准。
IEEE 802.3at 和 IEEE 802.3bt 标准定义了一种方法,使用这种方法可以确保电源设备 (PSE) 通过电缆安全地为 PD(供电设备)供电,然后在 PD 断开连接时切断电源。此过程需要经历一种空闲状态和三种工作状态:检测、分级和运行。3 类和 4 类 PSE 还使用第四种工作状态(称为“连接检查”)来确定 PD 是具有相同(单接口)还是独立(双接口或通常在 IEEE802.3bt 标准中称为“双特征”)的分级特征。PSE 在保持电缆断电状态(空闲状态)的情况下定期查看是否有设备插入;这种行为称为检测。在检测和连接检查过程中使用的低功率水平不太可能会损坏不是为 PoE 设计的设备。如果存在有效的 PD 特征,则 PSE 可能会询问 PD 所需的功率;这就是所谓的分级。如果 PSE 拥有足够的容量,它随后会向 PD 供电。
3 类或 4 类 PSE 需要分别进行 3 类或 4 类的增强型硬件分级。2 类 PSE 需要进行 1 类硬件分级及数据层分级,或者增强型 2 类硬件分级。1 类 PSE 不需要进行硬件分级或数据链路层 (DLL) 分级。3 类或 4 类 PD 必须分别进行 3 类或 4 类硬件分级以及 DLL 分级。2 类 PD 必须进行 2 类硬件分级以及 DLL 分级。PD 可能返回默认的 13W 电流编码分级,或者四个其他选项之一(如果为 2 类)、六个其他选项之一(如果为 3 类)以及八个其他选项之一(如果为 4 类)。DLL 分级在加电完成且以太网数据链路建立之后发生
一旦开始供电,PD 必须呈现维持功率特征 (MPS) 以向 PSE 确保其仍然存在。PSE 会监控其输出是否存在有效的 MPS,如果丢失 MPS,则会关闭端口。丢失 MPS 会使 PSE 恢复到空闲状态。图 8-5 显示了作为 PD 输入电压函数的运行状态。
PD 输入端通常是 RJ-45 八引线连接器,被称为电源接口 (PI)。出于电压降和运行裕度的考虑,PD 输入要求与 PSE 输出要求是不同的。为了简化实施,不管实际安装情况如何,该标准都将最大损耗分配给电缆。IEEE 802.3-2008 旨在运行于包括可能已具有 AWG 26 导体的 ISO/IEC 11801 C 类(根据 TIA/EIA-568 为 CAT3)电缆在内的基础设施之上。IEEE 802.3at 2 类和 IEEE 802.3bt 3 类布线功率损耗分配和电压降已根据 ISO/IEC11801 D 类(根据 TIA/EIA-568 为 CAT5 或更高,通常具有 AWG 24 导体)进行了调整,以适应电阻值为 12.5Ω 的电源回路。表 8-4 显示了该标准的两个修订版本分别的主要运行限制。
标准 | 电源回路 电阻(最大值) | PSE 输出 功率(最小值) | PSE 静态输出 电压(最小值) | PD 输入 功率(最大值) | 静态 PD 输入电压 | |
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功率 ≤ 13W | 功率 > 13W | |||||
IEEE802.3-2012 802.3at(1 类) | 20Ω | 15.4W | 44V | 13W | 37V – 57V | 不适用 |
802.3bt(3 类) | 12.5Ω | 50V | ||||
802.3at(2 类) 802.3bt(3 类) | 12.5Ω | 30W | 50V | 25.5W | 37V – 57V | 42.5V – 57V |
802.3bt(3 类) | 6.25Ω(4 线对) | 60W | 50V | 51W | 不适用 | 42.5V - 57V |
802.3bt(4 类) | 6.25Ω(4 线对) | 90W | 52V | 71.3W | 不适用 | 41.2V - 57V |
PSE 可在 RX 和 TX 线对(对于 10baseT 或 100baseT 为引脚 1–2 和 3–6)之间施加电压,或在两个备用线对(4–5 和 7–8)之间施加电压。施加到 1000/2.5G/5G/10GbaseT 系统中相同引脚组合的电源可在 IEEE 802.3bt 中识别。1000/2.5G/5G/10GbaseT 系统可以处理所有线对上的数据,因此消除了备用线对的说法。1 类和 2 类 PSE 一次只能对一组线对施加电压,而 3 类和 4 类 PSE 可以一次对一组或两组线对加电。PD 使用输入二极管电桥或有源电桥从任何可能的 PSE 配置中受电。与输入电桥相关的电压降会导致 PI 上的标准限值与 TPS23730 规格之间产生差异。
符合标准的 2 类、3 类或 4 类 PD 具有 1 类 PD 所不具备的电源管理要求。这些要求包括以下各项:
由于有这些要求,PD 必须能够动态控制其负载,并监控 TPL 和 TPH 是否出现变化。如果设计项目需要明确了解适配器是否已插入并正常运行,也可以使用 TPH 和 TPL。