對(duì)于那些需要 PD 在深度睡眠模式之用戶，他們將很高興地發(fā)現(xiàn)：802.3bt 規(guī)范提出了維持功率特征 (MPS) 的一種較低功率版本，被稱為“低 MPS”。根據(jù)較舊的 PoE 標(biāo)準(zhǔn)，PD 必須以 32% 的占空比吸收一個(gè)小的 DC 電流，旨在告知 PSE 把 PD 保持在接通狀態(tài)。然而，這種相對(duì)較高的占空比在某些應(yīng)用中會(huì)迅速成為一項(xiàng)負(fù)擔(dān)，比如：當(dāng)您考慮新的“高效節(jié)能型”建筑標(biāo)準(zhǔn)時(shí)。目前，802.3bt PD 僅需以 ~2% 的占空比維持一個(gè)小的 DC 電流，因而大幅度地減小了待機(jī)電流。

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表 2 匯總了 802.3bt PD 的類型 (Type) 和特性。您或許已經(jīng)熟悉了 Type 1 和Type 2 PD，它們分別由 802.3af 和 802.3at 規(guī)范提出，并且通常映射到一種或多種獨(dú)特的分級(jí) (功率水平)。然而，802.3bt 的新型 Type 3 和 Type 4 PD 就不是那么簡(jiǎn)單了。正如可從“PD 分級(jí)”欄看到的那樣，除了 Class 0 之外，Type 3 PD 涵蓋和擴(kuò)展了 Type 1 和 Type 2 PD 中的分級(jí)。相似地，Class 5 被 Type 3 單特征和 Type 4 雙特征 PD 所采用。此外，從圖 2 可知，一個(gè) Class 5 單特征 PD 僅被分配了 40W，而一個(gè) Class 5 雙特征 PD 則被分配了 2 x 35.5W；在雙特征 PD 中會(huì)使情況更加糟糕，因?yàn)槊總€(gè)線對(duì)獨(dú)立地工作，每個(gè)線對(duì)有可能處于不同的分級(jí)，例如：第一個(gè)線對(duì)上的 Class 1 (3.84W) 和第二個(gè)線對(duì)上的 Class 2 (6.49W) 形成了一個(gè)雙特征 Class 1.2 (10.3W) PD。隨著雙特征 PD 的所有此類分級(jí)重疊和非標(biāo)準(zhǔn)功率水平的激增，重要的是開(kāi)發(fā)人員和用戶等不再把 PD 類型與 PD 分級(jí)等同起來(lái)，也不再把 PD 分級(jí)與 PD 功率水平視為同義。作為替代，明確地識(shí)別 PD 的特征拓?fù)浜头旨?jí)、并謹(jǐn)慎地檢查 PD “類型” 的真實(shí)含義對(duì)每個(gè)人都將是最有益的。

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表 2：IEEE 802.3bt PD 類型和特性概要

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不言而喻，802.3bt 可向后兼容 802.3at 和 802.3af。一個(gè)較低功率 802.3at 或 802.3af PD 可連接至一個(gè)較高功率 802.3bt PSE，這不會(huì)有任何問(wèn)題。而且，當(dāng)情況反過(guò)來(lái)的時(shí)候，即一個(gè)較高功率 802.3bt PD 連接至一個(gè)較低功率 802.3at 或 802.3af PSE，PD 只需能夠工作在各自的較低功率狀態(tài)即可，這被稱為“降級(jí)”。如果 PD 忽略降級(jí)并工作在其最高功率狀態(tài)，則高耗電的 PD 將導(dǎo)致 PSE 反復(fù)地接通，達(dá)到其電流限值，然后關(guān)斷。這實(shí)際上使 PSE 產(chǎn)生低頻寄生振蕩。因此，“降級(jí)”是 802.3at 和 802.3af 規(guī)范所要求的，但遺憾的是在許多實(shí)施方案中被忽視了。

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盡可能地使用所有的可用功率

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高功率 PD 設(shè)計(jì)最重要的方面通常是成本和效率，這在很大程度上受到選擇用于實(shí)現(xiàn) PD 接口之 IC 的影響。此外，從事空間受限型設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)人員還痛苦地意識(shí)到怎樣限制 PD 的尺寸只會(huì)成為更大的挑戰(zhàn)，原因是較高的功率水平需要使用較大的分立組件和較大的散熱器。為此，ADI提供了三款專為實(shí)現(xiàn) 802.3bt PD 性能之最大化、也許更重要的是可簡(jiǎn)化工作任務(wù)而特別設(shè)計(jì)的 IC。圖 2 示出了具有一個(gè)輔助輸入的高效率單特征 802.3bt PD 接口的簡(jiǎn)化方框圖。該解決方案擁有高于 94% 的端到端 (RJ-45 輸入至 PD 負(fù)載) 效率，并可在 ?40°C 至 125°C 的溫度范圍內(nèi)工作。

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圖 2：具輔助輸入的高效率 IEEE 802.3bt 單特征 PD 接口的簡(jiǎn)化方框圖

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AUX INPUT：輔助輸入

DC TO 600Hz：DC 至 600Hz

DATA PAIRS：數(shù)據(jù)線對(duì)

SPARE PAIRS：備用線對(duì)

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IDEAL DIODE BRIDGE CONTROLLER：理想二極管橋式控制器

?MAXIMIZES POWER EFFICIENCY：最大限度提高電源效率

?REDUCES HEAT, ELIMINATES THERMAL DESIGN PROBLEMS：減少熱量，消除熱量設(shè)計(jì)問(wèn)題

?DC TO 600Hz：DC 至 600Hz

?9V TO 72V OPERATING VOLTAGE RANGE：9V 至 72V 工作電壓范圍

?IQ = 1.5mA (TYPICAL)：IQ = 1.5mA (典型值)

FORWARD OR FLYBACK DISCRETES：正向或反激式分立電路

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PD FORWARD/FLYBACK CONTROLLER：PD 正向 / 反激式控制器

?IEEE 802.3bt COMPLIANT：IEEE 802.3bt 兼容

?HIGH EFFICIENCY FORWARD OR NO-OPTO FLYBACK OPERATION：

高效率正向或無(wú)光耦合反激式運(yùn)行

?SUPERIOR SURGE PROTECTION (100V)：出色的浪涌保護(hù) (100V)

?WIDE JUNCTION TEMPERATURE RANGE (-40°C TO 125°C)：寬的結(jié)溫范圍 (?40°C 至 125°C)

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PoE DIODE BRIDGE CONTROLLER：PoE 二極管橋式控制器

?MAZIMIZED POWER EFFICEINCY：最大限度提高電源效率

?REDUCES HEAT, ELIMINATES THERMAL DESIGN PROBLEMS：減少熱量，消除熱量設(shè)計(jì)問(wèn)題

?LESS THAN 800uA QUIESCENT OPERATING CURRENT：低于 800uA 靜態(tài)工作電流

?FULLY COMPATIBLE WITH IEEE 802.3 DETECTION AND CLASSIFICATION：

與 IEEE 802.3 檢測(cè)與分級(jí)完全兼容

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示于圖 2 中 RJ-45 接口上的 LT4321 是一款理想二極管橋控制器，其可取代兩個(gè)二極管橋式整流器 (圖 1)。LT4321 采用低功耗 N 溝道 MOSFET 橋以同時(shí)增加 PD 的可用功率并減少散熱量。802.3bt 規(guī)范要求 PD 在其以太網(wǎng)輸入端上能夠接受任何極性的 DC 電源電壓，這樣 LT4321 可對(duì)來(lái)自數(shù)據(jù)線對(duì)和空閑線對(duì)的電源進(jìn)行平滑的整流并將其整合為極性正確的單個(gè)電源輸出。由于電源效率提高實(shí)際上免除了散熱要求，所以總體電路尺寸和成本得以降低。功率可降低 10 倍或更多，從而使 PD 能夠保持在分級(jí)功率預(yù)算之內(nèi)，或者使 PD 能夠增加功能。

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在圖 2 中位于理想二極管橋控制器之后的是 PD 接口的 “大腦中樞” LT4295，其為一款符合 802.3bt 標(biāo)準(zhǔn)的 PD 接口控制器，集成了一個(gè)高效率正激式或無(wú)光耦合反激式控制器。LT4295 利用一個(gè)集成型 25kΩ 特征電阻、高達(dá) 5 事件分級(jí)檢測(cè)和一種單特征拓?fù)渲С炙?9 種 PD 分級(jí)和所有 4 種 PD 類型。除了提供更多的 PD 功率之外，使 LT4295 優(yōu)于傳統(tǒng) PD 控制器的因素是其采用一個(gè)外部功率 MOSFET 以大幅度地降低總體 PD 散熱量并實(shí)現(xiàn)電源效率的最大化，由于 802.3bt 的功率水平更高，因此這一點(diǎn)再次變得更為重要。這種新穎方法使用戶能夠按照應(yīng)用的具體散熱和效率要求選擇 MOSFET 尺寸，從而允許選用導(dǎo)通電阻低至 30mΩ 的 MOSFET。

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如果 802.3bt 的 71.0W 讓您渴望獲得更多的功率，則可尋求ADI LTPoE++ PSE 和 PD 控制器系列的幫助，這些器件能提供高達(dá) 90W 的功率水平。LTPoE++ 規(guī)范采用了一種與 802.3bt 規(guī)范相似的分級(jí)方案，可使 LTPoE++ PSE 控制器與 LTPoE++ PD 控制器可靠地相互通信，同時(shí)保持與 802.3at 和 802.3af 設(shè)備的互操作性。只需一根電纜，就能實(shí)現(xiàn) LTPoE++ PD 在 LTPoE++ PSE 上的“即插即用”，所有的信號(hào)交換均利用硬件自動(dòng)地處理，無(wú)需軟件！。

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最后，對(duì)于那些具有必需能支持一個(gè)輔助電源的 802.3bt PD (除了 PoE 以外，PD 還可選擇由一個(gè)電源適配器供電) 的用戶，示于圖 2 頂部的 LT4320 是一款 9V 至 72V 理想二極管橋控制器，其采用低損耗 N 溝道 MOSFET 替代了全波橋式整流器中的全部 4 個(gè)二極管，以顯著地降低功率耗散并增加可用電壓。由于電源效率的提升免除了笨重和昂貴的散熱器，因此可縮減電源和墻上變壓器的尺寸。另外，通過(guò)幾乎消除熱運(yùn)行二極管橋中固有的兩個(gè)完整二極管壓降 (~1.2V，在 12V 時(shí)為 10%) 提供了額外的裕度 (從而增加了應(yīng)用的儲(chǔ)備空間)，低電壓應(yīng)用亦能從中獲益。

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結(jié)論

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雖然 IEEE 802.3bt 距離最后敲定還有很長(zhǎng)時(shí)間，但是隨著這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的主要方面開(kāi)始?jí)m埃落定，開(kāi)發(fā)人員現(xiàn)在就可以信心十足地為這個(gè)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。802.3bt 規(guī)范的 PD 類型、拓?fù)浜头旨?jí)支持較高的功率水平 (達(dá) 71.0W)，而新的 MPS 特征則在 PD 處于睡眠狀態(tài)時(shí)支持較低的待機(jī)功率。作為 PoE 技術(shù)的先驅(qū)和 IEEE 特別小組的積極成員，ADI憑借發(fā)布的 802.3bt 以及 LTPoE++ PD 和 PSE 控制器而持續(xù)地身處 PoE 技術(shù)的最前沿。是否利用這些可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、最大限度提高電源效率、盡量縮減尺寸和降低總體 BOM 成本的 IC，并率先成為 802.3bt 市場(chǎng)的供應(yīng)商，這由像您自己一樣精明博學(xué)的開(kāi)發(fā)人員決定。