【MPS工程师笔记】POE PD设计指南与常见问题解答(长文)

一、POE协议握手简述

标准的POE在正式供电之前,会经过**检测(Detection),分类(Classification),启动(Start-up)**三个阶段。

1. 检测(Detection)

连线的第一步是检测(Detection)阶段,是为了检测待供电的设备是否是标准的POE供电设备,这样可以保证48V电压不至于直接加在非PD设备上,保证设备的安全供电。

在检测阶段,PSE 会给出两组2.7~10.1V的电压,通过测到的电流去判断PD设备的特征电阻(Rdet)是否在协议的范围内,只有特征电阻在协议标准范围内,才会被判定为支持POE供电的设备,然后进入下一阶段。协议规定的特征阻抗在23.7k-26.3k之间,典型值24.9k。部分芯片集成了检测电阻(例如MP8030),而部分芯片需要外加(例如MP8017MP8009)。

由于PSE是通过检测电流来检测特征阻抗,这也就意味着输入电容不能太大否则会影响电流检测。协议要求输入电容要在50nF-120nF之间,典型值100nF。

2. 分类(Classification)

此阶段主要是为了确定 PD 设备的功率等级,这一阶段的 PSE 会向 PD 端给出14.5~20.5V的电压,通过检测的电流对 PD 设备的功率等级进行分类。其中 class0~3 等级只会给一组电压检测功率等级,后面就开始启动过程;而 class 4 等级会给两次电压确定功率等级,然后才会开始启动后续的供电过程。bt协议则会进行更多轮的分类过程。

3. 启动 (Start-up)

启动阶段主要是给 VDD 和 RTN 之间的电容进行充电,因协议限制了此阶段的最大允许浪涌电流(Inrush current),所以会限制通过 RTN 到 VSS 之间 MOS(Pass Switch)的电流,达到软启的目的,直到VDD和RTN之间的电容充电到指定值,才会完全打开RTN到VSS的 Pass Switch 进行正常的 POE 供电。


完成这三个阶段,PSE即可给PD提供所需电压及功率。