低成本、小尺寸POE供电方案，缩短信号走线距离、简化外围电路
电子设备常见的供电方式有：交流220V直接供电，外接电源适配器提供直流供电，使用网口RJ45提供直流供电即POE供电方式（power on Ethernet）。工程师们往往依据产品功耗需求，选择合理的供电方式。交流220V供电方式常用于功耗较大的场合，外接电源适配器和POE供电方式常用于功耗较低的场合。
笔者本次想给大家推荐一种很优化的POE供电方案，笔者曾经将该方案用于一款网络摄像机终端产品中。网络摄像机终端产品用于安防系统，提供对讲、广播、报警接口用于组建安防网络。在安防系统中选用POE方式进行供电，使得提供数据信息的网线同时承担供电功能，可以简化网络摄像机终端产品在工程安装中配电走线工作，同时减少故障点，方便故障定位排查。
笔者在最初的产品方案中，使用以下POE供电方案：
图1：POE供电方案
48V电压信号通过网线传输到网络摄像机终端设备的RJ45端口上，再经由全桥芯片电路进行滤波处理，使得电压信号较为干净。随后48V电压信号接入缓启动电路，该电路可以保护网络摄像机终端设备在上电过程中不被过大的启动电流冲击损坏。最后该48V电压信号通过DC/DC芯片进行电压转换，输出5V电压信号供给网络摄像机终端设备电子系统内的其它外围电路使用。
使用以上方案进行POE供电电路设计时，全桥滤波电路，缓启动电路及DC/DC转换电路带来的以下几个需要进行优化的问题：
1）使用的电子元器件成本能否降低，价格优势是网络摄像机终端产品抢占市场的最大优势；
2）占用的PCB布板面积能否减少，尺寸的最小化是终端产品必须考虑的；
3）外围电路能否简化，电路的简化不仅缩短产品调试周期，而且能减少产品的故障点，便于产品的售后维修定位；
4）48V信号线走线距离能否尽量缩短，最小化该电压信号对视频数据信号线的串扰影响。
当笔者看到供应商提供的SILICON LABS的Si3402芯片技术规格书时，笔者觉得以上4个问题都能被Si3402芯片解决。
Si3402是一款符合iEEE 802.3标准的高集成度芯片，不仅能够将网线上传送的高电压信号转换为线性低压信号输出，还具备高集成度的优化架构，最小化芯片的封装尺寸，减低外部电子元器件成本花费，使用较少的外围电路实现高性能指标。
图2：Si3402芯片的内部功能框图
由Si3402芯片的内部功能框图可以看出，Si3402芯片与RJ45网线连接的接口上集成全桥滤波电路及浪涌防护电路。开关电源转换电路及相关的滤波防护电路，如监测及修正电路，缓启及偏置电路，EMi滤波电路，也都集成在Si3402内部。因此一片Si3402芯片即可完成前面的POE供电方案，方案优化如下：
图3：优化后的POE供电方案
这样一来，3个外围电路的电子元器件成本，PCB布板面积，外围电路，调试，故障定位时，以及48V电压信号的走线都得到了优化。而且实现最短的走线距离也就最小化了该电压信号对视频数据信号的影响。笔者结合本次使用Si3402芯片的经验，给出以下注意事项供大家参考：
1）Si3402芯片能支持的最大功耗为12.95W。选用该芯片前需要评估好功耗需求，产品的启动功耗及正常功耗值都不能超过12.95W，否则产品都无法正常上电；
2）Si3402芯片通过管脚上接入的RCL电阻阻值来对PD端设备功耗进行分类，设计电路前需要将设备的功耗精确到以下表1的5个范围内，正确配置RCL电阻值。
表1：PD端设备功耗等级范围
3）Si3402芯片的模拟地信号与数字地信号之间建议接入一个较大的电容进行隔离，避免将模拟信号上的扰动带到数字信号上；
4）Si3402芯片与RJ45相连的信号线在PCB走线过程中需要做到等长处理，控制阻抗为50欧姆，避免出现阻抗不连续，电压信号在PCB信号线上压降过大。
作者：海绵宝宝
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！
相关推荐
【技术大神】PoE供电设备硬件设计心得
PoE技术通过一系列的握手控制协议，确保网络在各种复杂情况（短路、断路、过流、过压等）下仍能安全、正常的运作。
基于罗姆降压型开关稳压器BD9G500EFJ-LA创建热仿真模型
本文介绍基于罗姆BD9G500EFJ-LA降压型开关稳压器的热仿真模型的3D模型示意图以及结构信息。BD9G500EFJ-LA的热仿真模型有双层电路板和四层电路板可选。在评估热性能时，可在两层电路板和4层电路板上执行仿真，确认其温度差异，并将确认结果反映在热设计中。
开关稳压器的电流模式控制如何设置
输出电压通过电阻分压器反馈至误差放大器。误差放大器产生与缩放输出电压和参考电压之间的差值成比例的误差信号。比较器使用误差信号和外部生成的斜坡信号来产生驱动开关的PWM波形。
IP Camera（网络摄像机）产品使用POE供电，采用了POE芯片Si3402，发现Si3402无电压输出，没有按照12V设计输出的原因是什么？
可能有以下原因：PD接的负载小于0.5W，如果小于0.5W也会没有输出，在POE协议中，会认定没有PD负载，PSE自动关闭这个端口的供电。因此需要在IP Camera上，把Si3402输出端的负载加上，总功耗超过0.5W，Si3402 12V输出正常了。
【产品】这款PoE PD芯片让您的以太网系统省去独立输电线
Si3402是Silicon Labs针对PoE受电端设备推出的一款可支持IEEE 802.3标准的PoE受电端芯片，其可支持最大功耗可达12.95W。
【产品】适于24V-48V电源设备的开关稳压器BD9611MUV，软启动时间及工作频率可调
ROHM的BD9611MUV同步整流降压型开关稳压器，具有10V-56V超宽的输入电压范围，输出电压1.0V-(VIN×0.8)V，参考电压为0.8V±1%，门极驱动电压9V-11V。BD9611MUV应用时具有极大的灵活性，其提供多种设置接口给用户，比如可调节的软启动功能、工作频率、高侧电流限制和环路补偿等。BD9611MUV采用电压脉冲宽度调制，可以驱动两个外置N通道FET。
【应用】Silicon Labs Si8600 I2C通信隔离芯片在以太网供电方案中的应用
NVR，交换机等设备，有支持POE供电。这些设备采用的PSE电源芯片，几乎都支持I2C通信接口，通过host端来实现功率管理。 而host端电源和POE的48V电源之间是隔离的，因此I2C通信也需要增加隔离器。 《支持8端口的单芯片以太网供电（POE）优选器件方案》采用Silicon Labs公司的POE供电芯片Si3459，以及I2C通信隔离芯片Si8600，实现更加高效稳定的以太网供电系统。
【产品】4.2~40V，230uA的高频降压型开关稳压器A7406A
AiT推出的A7406A是一款高频（1.8MHz）降压型开关稳压器，集成了内部高压侧高压功率MOSFET。它提供电流模式控制下单个通道0.6A（或更低）高效输出，以实现快速环路响应。宽输入范围（4.2V至40V）适用于各种降压应用。低关断模式静态电流可以用于电池供电的产品中。通过按比例缩小开关频率以减小开关和栅极驱动损耗可以实现轻载条件下的高效率。
以太网供电（POE）的受电端电源芯片（PD）Si3402，其评估板是按照5V电压输出设计，如果要实现12V输出，应该如何实现？
可以通过以下方式实现：1、如果要修改Si3402的输出电压，修改部分电路参数即可：变压器参数，输出电压反馈电路参数，滤波电容等。 2、在评估板的用户手册“Silicon Labs Si3402 ISO-EVB评估板使用说明”第10页，详细列出了5V，9V和12V电压输出的参数。
Si3402-B FULLY-INTEGRATED IEEE 802.3-COMPLIANT POE PD INTERFACE AND LOW-EMI SWITCHING REGULATOR
型号- SI3402-B,SI3402-A,SI3402,SI3402-B-GM
输入电压0~45V的开关稳压器LM2576S-3.3，采用TO-263-5封装，输出电流7.5mA
SLKOR推出LM2576S-3.3开关稳压器，输入电压范围为0V至45V，输出电压固定为3.3V，输出电流为7.5mA，开关频率为52kHz，封装为TO-263-5，适合许多应用场景，如微控制器电源、医疗设备、工业电源和仪器仪表电源等。
【产品】1.8V-5.5V输入的高能效升降压型开关稳压器BD8306MUV，待机电流低至0μA
BD8306MUV是ROHM推出的高能效的升降压型开关稳压器。BD8306MUV可以从两节或者三节碱性电池，或者单个锂电池转换输出电压，且仅需要一个电感。BD8306MUV采用了特有的升降压驱动方式，使得其和以前的SEPIC方式、H桥方式的开关稳压器相比，能效更高。BD8306MUV采用高散热表面贴装的VQFN016V3030封装，工作温度范围-40°C-+85°C，满足工业级温度要求。
以太网供电（PoE）有哪些供电方式？
以太网供电（PoE）供电方式主要有两种：（1）中间跨接法(Mid-Span)，使用以太网电缆中没有被使用的空闲线对来传输直流电；（2）末端跨接法(End-Span)，在传输数据所用的芯线上同时传输直流电，其输电采用与以太网数据信号不同的频率。
C6084 SWITCHING REGULATOR APPLICATIONS
型号- C6084G-X-TF3-T,C6084L-X-TA3 -T,C6084G-X-TF1-T,C6084G-X-TF2-T,C6084G-X-T3P-T,C6084G-X-TA3-T,C6084L-X-T3P-T,C6084L-X-TF1 -T,C6084L-X-TF3 -T,C6084,C6084G-X-TQ2-T,C6084L-X-TF2-T,C6084L-X-TQ2-R,C6084L-X-TQ2-T,C6084G-X-TQ2-R
电子商城
现货市场
服务
可定制平板变压器、主变压器的开关频率2MHz以内、输入电压1400V以内、输出电压1400V以内，50%以上的产品采用自动化生产，最快3天提供样品、7天交货。
最小起订量： 3000 提交需求>
可定制变压器支持60W-600W范围，额定电流最高10A，漏感稳定度最小3%；支持开关变压器、电流感测变压器、栅极驱动变压器、LLC谐振变压器、PoE变压器等产品定制。SPQ为5K。
提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论