【分享】MPS工程师浅谈POE供电

POE供电是一种利用网线来传输功率的供电方案,由供电设备PSE,受电设备PD以及网线构成。随着IP设备应用的普及,POE供电凭借着安装成本低,易扩展,好管理以及全球兼容等特点,深受到广大用户的喜欢。

从2003年POE供电协议(IEEE802.3 af)被提出,历经十几年的发展,目前POE支持的最大传输功率已经达到90W(IEEE802.3 bt)。主要的应用场景有IP-Phone,IP-camera,Access Point 和 5G室内小基站等等。

由于网线结构以及应用场合的特殊性,POE供电必须满足以下条件:

  1. 正确的电路连接,根据不同的POE类型和功率传输大小,选择合适的物理连接方式;
  2. 协议握手成功匹配,包括检测阶段,功率分类阶段以及软起阶段;
  3. PSE最小功率维持要求。确保PD设备能够产生足够的电流信号让PSE维持功率输出,避免误断开。

POE电源设计

POE电源的设计主要包含两个部分:PSE与PD的协议握手部分;PD的DCDC变换部分。由于协议握手部分的电路依赖专有的协议IC,设计相对较为简单,因此,MPS的工程师为大家主要介绍PD中DCDC变化部分的设计重点,POE的工作原理和设计要点,以及MPS的POE供电解决方案的核心竞争力。

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电路拓扑:

综合考虑成本和应用场合。非隔离拓扑成本低,但是安全性不高,主要在小功率消费类产品中应用,例如IP-phnoe以及室内IP-camera等。隔离类拓扑,安全性高,在室外或者大功率的应用场合比较常见,例如工业AP或者5G小基站等等。


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POE电源尺寸的优化:

主要针对最为常见的反激电路,可以通过提高开关频率,选择连续工作模式以及采用原边反馈方案,来尽可能的减小电源尺寸。

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POE电源效率的提升:

反激电路的功率损耗主要集中在功率MOS,变压器以及二极管三方面。本次直播从损耗产生的角度分析,给出了一系列效率优化措施。

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EMC问题分析:

本次直播从减小噪声源和抑制耦合途径角度出发,介绍了一系列实用方案:

  • 减小噪声源:降低开关速度,增加吸收回路,缩短高频回路。
  • 抑制耦合路径:通过合理设计EMC滤波器来抑制耦合路径上的噪声传递。

另外,控制芯片的抖频功能也能很大程度的降低噪声尖峰。在相同条件下,具备该功能的变换器更加容易满足EMC的标准。

MPS POE电源解决方案:

针对目前所有的POE协议等级(af,at以及bt),MPS都提出了相应的解决方案。凭借着BOM简单,效率高,EMC特性好等优势,深受广大工程师的青睐。除了典型的芯片级POE电源方案,MPS也推出了高功率POE电源模块方案,可以大大缩短产品开发周期。

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不错,学习了。

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非常详细的POE讲解,又学到了!