POE即Power Over Ethernet, 是指無需使用額外電源線而通過以太網(wǎng)網(wǎng)線供電的方案。此方案廣泛應(yīng)用于安防攝像頭, 網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)等場(chǎng)合。POE標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展過程經(jīng)歷了2003年IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，2009年IEEE 802.3at的發(fā)布，以及2018 年IEEE 802.3bt標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布。在POE的系統(tǒng)架構(gòu)分為PSE (Power Sourcing Equipment) 和PD(Power Device) 兩部分. IEEE 802.3af（我們常稱其為Type1）對(duì)應(yīng)的功率等級(jí)為PSE=15.4w, PD=13w. IEEE 802.3at（我們常稱其為Type2）對(duì)應(yīng)的功率等級(jí)為PSE=30w, PD=25.5w, IEEE 802.3bt（Type4）對(duì)應(yīng)的功率等級(jí)為PSE=90w, PD=71w。

POE 供電的具體過程如下：

Detection：PSE發(fā)送一個(gè)電壓給PD，通過PD端的24.9kohm的電阻來判斷有無有效PD存在。在這個(gè)過程中電壓為2.7v~10v。（TI 芯片是4點(diǎn)檢測(cè)相對(duì)2點(diǎn)檢測(cè)可靠性更高一些）

Classification: detection之后，PSE會(huì)加14.5v~20.5v的電壓在PD端，通過檢測(cè)CLS電阻上的電流判斷PD的功率等級(jí)。

Power up: 檢測(cè)和分級(jí)都正常之后會(huì)進(jìn)行上電。

下圖為TPS23753A上電的實(shí)際過程波形，芯片進(jìn)行4點(diǎn)檢測(cè)，隨后進(jìn)行了分級(jí)和上電。

Bt 因?yàn)楣β时萢t大分級(jí)會(huì)有所不同，會(huì)有兩個(gè)分級(jí)電阻，并進(jìn)行5次分級(jí)檢測(cè)來實(shí)現(xiàn)90w的分級(jí)，如下圖。

PD方案主要由兩部分組成，PD握手芯片和反激/正激控制電路。目前TI的在市面上應(yīng)用的PD方案有很多，有集成的方案：如TPS23755, TPS23753A, TPS23756等。其中TPS23755是TI最新面市的af標(biāo)準(zhǔn)芯片，集成了PD握手芯片，反激控制器和功率開關(guān)管。使用原邊反饋控制模式有效降低了副邊反饋回路的成本和PCB板的面積。同時(shí)使用CCM控制模式，相對(duì)于常規(guī)DCM控制，明顯提高了系統(tǒng)的EMI 性能，可以幫助客戶省去輸入端的共模濾波電感有效降低系統(tǒng)成本和尺寸。雖然使用原邊反饋控制方式，依然可以達(dá)到較好的負(fù)載調(diào)整率。因此TPS23755很適合小功率小體積低成本的IPC應(yīng)用。TPS23753A 和TPS23756分別是針對(duì)af 和at標(biāo)準(zhǔn)的副邊反饋方案。

分立的方案本文著重介紹at和bt。TPS2378+LM5155 是符合at應(yīng)用的主流方案，LM5155是TI 2018年最新面市的反激控制器方案，有很多有特點(diǎn)的功能，比如輸出短路保護(hù)的hiccup 功能，比如過流點(diǎn)補(bǔ)償功能以實(shí)現(xiàn)不同輸入電壓下輸出限流點(diǎn)不變，同時(shí)極低的電流采樣電壓很好解決了采樣電阻發(fā)熱的問題。 TPS2373-4+UCC2897A是符合bt應(yīng)用的主流方案。TPS2373-4是符合bt標(biāo)準(zhǔn)的PD芯片。UCC2897A設(shè)計(jì)的有緣鉗位正激電路可以實(shí)現(xiàn)90W的功率輸出（可以參考TI 參考設(shè)計(jì)PMP6547）。另如果需要輸出短路hiccup 功能，也可以考慮使用LM5025A替換UCC2897A。這種大功率的方案主要應(yīng)用于大功率球機(jī)等產(chǎn)品中

總體來看，TI的PD產(chǎn)品在安防行業(yè)的應(yīng)用還是相當(dāng)廣泛的。大家可以根據(jù)自己的需求選擇TI相應(yīng)的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。

審核編輯：何安