【学习笔记】POE供电是什么?POE供电如何设计?

在POE供电之前,带网口的设备供电往往比较麻烦,因为用户需要一根电源线(AC或DC),然后还要一根网线做信号传输,这样无疑对用户和施工和成本都是有所增加的,那么有没有更聪明更便捷的方案呢?没错,POE的出现就是解决这个问题的。PoE( Power Over Ethernet )即以太网供电,是一种可以通过以太网来同时传输电力和数据的技术,这样可以极大的简便用户布线以及成本控制。

PoE系统的基本组成:

  • PSE(供电设备):比如支持POE的交换机、路由器,负责给终端设备供电;

  • PD(受电设备):比如网络摄像头、无线AP,接收电力并正常工作。

现在的PoE技术已经相当成熟,有国际标准确保不同厂家的设备能够互相兼容。从最早的802.3af标准(POE,最大功率15.4W),到后来的802.3at(POE+,最大功率25.5W),再到最新的802.3bt(POE++,最大功率71.3W),功率越来越大,能支持的设备也越来多。

目前POE最广泛使用的应该就是摄像头了吧(钳工猜的),钳工是工业设备的,之前也有接触过POE的工业变送器,也不得不说确实很方便。那么POE设备供电如何设计呢?钳工找了点资料,是以MP8017为核心的POE供电的电路,然后分享给大家(我感觉应该是我找到比较简单理解且占板面积很小的方案了)。核心面积小至1.6cm*3.2cm。

原理图也很简单,电路非常简洁,电路采用变压器原边反馈(都没有辅助绕组),初级绕组既做功率传递,又做反馈(不过这种方法对副边电压的反馈不是很精准,且负载调整率稍微差)。不过这种优点也很明显,不需要光耦,也不需要辅助绕组,变压器和占板面积都可以做的很小。

然后我们看一下他的变压器,在原理图上他把7脚和8脚短接了,把5脚和6脚也短接了,相当于是把副边的两个绕组并联一起了,他的变压器采用的是苏美达的公模变压器,型号是TWPEP090909B300T,是一个匝比为24:12,2:1的变压器,骨架是EP7。下面是变压器的参数:

然后是最开始说的这个原理图是采用的原边初级绕组反馈,这个MP8017也是支持光耦反馈的(光耦反馈负载调整率和电压精准度都会更高一些,适用于对电压精度等要求高一些的产品应用)。

然后是这个电源输入是怎么和RJ45网口连接的,我在MP8017的规格书以及评估板上都没有找到电路图,所以我找了个类似的,从网口输出的VC1,VC2,VC3,VC4经过整流桥之后给POE电源芯片MP8017供电,电路图大致如下,供各位朋友参考:

然后是评估板的PCB部分,基本一面就可以布完元器件,下面是顶层和底层的PCB图:

这个芯片也比较自信,他说不需要共模电感和磁珠即可通过CE和RE测试,在有源钳位(可以看到他的SW管脚都没有加任何的RCD吸收)和抖频功能的加持下,可轻松实现良好的EMI设计。下图是他的EMI的官方测试图,CE和RE数据还是很不错的:

然后我看这个MP8017好像是无法识别适配器或POE供电的,如果需要适配器或POE供电两种模式的可以看一下MP8009或MP8030,下面是MP8009和MP8030的典型应用图:

好的,那么本期的分享也就到此结束了,感谢您的阅读和分享~