以太网供电（PoE）电路设计的控制器

已创建：June 4, 2021
已更新：July 1, 2024

遵循802.3af/at/bt标准进行以太网供电（PoE）电路设计。

每当你在一个小空间内打包了大量的电源适配器时，就会遇到一个众所周知的问题——过多的热量和笨重的变压器从墙上或电源条中伸出。在数据中心、工业或办公环境中，以太网供电（PoE）是一种从集线器、交换机或其他控制器向多个下游设备提供电力的方式。示例应用包括安全系统、网络设备、无线接入点、信息亭等等。

每个PoE电路设计，无论是电源供应器还是电源接收器，都需要一个控制器IC来向下游设备供电。这些控制器遵循特定的标准，这些标准规定了链路两端允许的功率输出和输入功率。然后可以使用隔离或非隔离电源来调节链路下游端的供电量，这取决于被传输的功率量。

PoE电路设计和标准

PoE系统具有一个简单的拓扑结构，用于指导链路设计和电力传输。链路的电源供应设备（PSE）端向下至电源设备（PD），通常通过多个端口传输电力。电力通过以太网电缆从44至57伏（标称48伏）传输。这相对较高的电压允许高效的电力传输，而不会造成过度的安全隐患。

IEEE 802.3工作组负责所有以太网标准，并负责监督PoE的发展。下表列出了不同控制器和设备的主要PoE规范。这些标准规定了PoE链路的PSE和PD端，它们将成为您选择PoE系统控制器的起点。这些规范适用于通过Cat5e电缆提供的功率，最长可达100米。

这些控制器的责任是相互协商，以便PSE端可以确定向PoE链路的PD端供应多少功率（电流）。一旦以期望的水平传输了电力，就可以在PD端的链路上使用标准的DC-DC转换器来降低电压至较低水平，并为终端设备供电。PD控制器输出端的转换器可以是隔离的或非隔离的，这取决于通过PoE链路吸引的电流量。

选择电源供应和电源设备控制器

电源供应和电源设备控制器是您PoE电路设计的基石，应根据您理想环境每个端口的功率需求进行选择。设计符合上述标准之一的控制器将具有确保在所需功率限制内可靠性的电流和电压等级，但还有其他标准需要考虑，如集成电源或热保护电路、输出数量（对于PSE控制器）和可编程性。

Maxim Integrated, MAX5969A/B

Maxim Integrated 的 MAX5969A/B是一款符合 IEEE 802.3af/at 标准的供电设备接口控制器，适用于 PoE 电路设计（分类 0 至 5）。在电力传输方面，MAX5969A/B 能够承受 100 V 的输入电压，并在切换到更高电流限制（720 至 880 mA）之前，将涌浪电流限制在 180mA 以下。该设备具有集成的功率 MOSFET和具有宽滞后的输入 UVLO，以防止切换状态时出现任何电力故障。额定温度范围可达 85 °C。

MAX5969A/B 以太网供电应用电路。来自MAX5969A/B 数据手册。

ON Semiconductor, NCP1096

ON Semiconductor 的NCP1096 供电设备接口控制器符合 IEEE 802.3af/at/bt 规范，并支持专有的 100 W+ 应用。额定结温可达 125 °C，使该组件非常适合需要 PoE 的恶劣环境。其他集成功能包括过电流保护和过温保护。通过连接到 CLA 和 CLB 引脚的电阻，可以设置 NCP1096 在设备分类期间请求的类别。下面展示了一个应用电路示例。

NCP1096 供电设备接口控制器的应用电路。来自NCP1096 数据手册。

Analog Devices, LTC4266A/C

在 PoE 系统的源侧，LTC4266A/C 供电源设备（PSE）控制器可为多达 4 个设备提供电力；此组件根据功率输出级别（13、38.7、57.2、70 和 90 W）有不同的型号。这些变体非常适合为一系列低功率设备供电。Analog Devices 还有其他与高达类型 4 PDs 兼容的 PSE 控制器。

带有 LTC4266 和 LTC4265 PoE 电路设计组件的示例应用电路。来自LTC4266 数据手册。

其他用于 PoE 电路设计的组件

上面展示的示例组件解决了PoE链接双方所需的重要控制器接口。然而，还需要其他组件来向PD端提供电力传输。例如，如果您使用的是没有集成磁性的RJ45，您将需要共模扼流圈和其他无源器件来提供离散磁性和Bob Smith终端。PD侧输入的另一个常见保护组件是TVS二极管。这些都是高功率工业应用所需组件的例子。除了这些组件，PoE系统还需要许多无源器件和其他电源管理组件，以向下游组件提供稳定的电力。以下是您在PoE电路设计中需要的一些其他组件：

当您需要为PoE电路设计选择组件时，可以通过Octopart的高级搜索和过滤功能找到所需的所有部件。使用Octopart的电子元件搜索引擎时，您将获得完整的分销商数据和部件规格，所有这些都在用户友好的界面中免费提供。查看我们的电源管理集成电路页面以找到您需要的组件。

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