什么是POE？用于供電設(shè)備（PSE）的PoE方案DH2184 Demo板分析

一、什么是POE？

POE（Power Over Ethernet）指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作任何改動的情況下，在為一些基于IP的終端（如IP電話機、無線局域網(wǎng)接入點AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機等）傳輸數(shù)據(jù)信號的同時，還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。

POE也被稱為基于局域網(wǎng)的供電系統(tǒng)（POL, Power over LAN）或有源以太網(wǎng)（Active Ethernet），有時也被簡稱為以太網(wǎng)供電，這是利用現(xiàn)存標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)傳輸電纜的同時傳送數(shù)據(jù)和電功率的最新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并保持了與現(xiàn)存以太網(wǎng)系統(tǒng)和用戶的兼容性。

一個完整的PoE系統(tǒng)包括供電端設(shè)備（PSE, Power Sourcing Equipment）和受電端設(shè)備（PD, Power Device）兩部分。

PSE設(shè)備是為以太網(wǎng)客戶端設(shè)備供電的設(shè)備，同時也是整個POE以太網(wǎng)供電過程的管理者；而PD設(shè)備是接受供電的PSE負(fù)載，即POE系統(tǒng)的客戶端設(shè)備

二、關(guān)于DH2184 Demo板

DH2184是一款用于供電設(shè)備（PSE）的以太網(wǎng)供電（PoE）器件。

DH2184-Demo具有八端口特點，DH2184是符合IEEE802.3 at PoE PSE控制器。Demo由一個母板和包含兩個DH2184器件的子板組成。DH2184-Demo提供一個針對DH2184器件子板的多端口基礎(chǔ)平臺接口，2個I2C通信接口COM和UART接口，一個用于MCU程序燒寫的SWIM接口。八個網(wǎng)口都通過浪涌測試。

1）特性：

• DH2184 PSE器件缺省為自動模式運行，所以無需通過I2C連接的操作員界面

• 八個兼容 IEEE802.3 at 標(biāo)準(zhǔn)的端口，支持100BASE-T的Type -1和Type -2設(shè)備

• 單個端口最高支持30W

• 通過Sifos PSA IEEE 802.3 at/af標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證

• 板上 3.3V 穩(wěn)壓器和片上集成3.3V LDO

• COM和UART兩個I2C接口

• 端口運行狀態(tài)發(fā)光二極管指示

• 支持對微控制芯片（MCU）程序燒錄

• 八網(wǎng)口均通過共模4KV、差摸2KV浪涌測試

2）應(yīng)用范圍：

• 以太網(wǎng)交換機和路由器

• 監(jiān)視盤式錄像機（VDR）

• 高功率PoE

• PoE直通系統(tǒng)

3）工作模式和波形圖

DH2184提供四種工作模式以適用不同的系統(tǒng)需求。默認(rèn)情況下，自動模式允許芯片采用默認(rèn)配置自動運行，無需任何軟件操作。半自動模式將對連接到端口上的設(shè)備進(jìn)行檢測和分級，但不會對其進(jìn)行供電，直到被軟件指令要求上電。手動模式允許軟件全權(quán)控制芯片，對系統(tǒng)診斷非常有用。關(guān)斷模式將終結(jié)所有操作并安全地關(guān)閉端口電源。

4）可靠性實測

對DH2184 Demo板進(jìn)行超1000小時的Burnout測試，每顆MOSFET均經(jīng)過超過120000次的開閉測試，所有功能、性能及關(guān)鍵參數(shù)均復(fù)測正常；所有端口通過差模2KV、共模4KV的浪涌測試，測試后功能、性能及關(guān)鍵參數(shù)均復(fù)測正常。

5）Sifos標(biāo)準(zhǔn)化實測

DH2184 Demo通過Sifos IEEE 802.3 af/at 標(biāo)準(zhǔn)測試，并提供配套參考設(shè)計及參考代碼，方便工程人員快速設(shè)計。

6）溫升實測

DH2184 Demo在不同負(fù)載下的溫升測試如表中所示。在實驗室封閉環(huán)境，無主動散熱裝置下，環(huán)境溫度28℃時，四通道總的等效輸出功率為150W（單通道功率達(dá)37.5W）時，殼溫在70℃，溫升約42℃；四通道總的等效輸出功率為96W（單通道功率為24W）時，殼溫在54.3℃，溫升約26.3℃。

表1：DH2184-Demo電壓軌流要求

*注：板級電流受限于走線過能力及防護(hù)器件，直接由板級+POWER接線柱端供電允許的最大電流為6000mA，單個輸出端口允許的最大電流為2000mA；由適配器供電的流通路，允許最大為電流為3000mA。如果電流超過允許的最大流，設(shè)計將無法保證Demo板可以持續(xù)正常工作。

圖1顯示MCU燒寫程序的設(shè)置，使用SWIM接口可從電腦上下載程序到MCU，SWIM 接口包含3.3V電源，下載程序時由PC 下載器提供3.3V，Demo 板不需要接其它的電源。

圖1：MCU 燒寫程序的設(shè)置

圖2和圖3顯示DH2184-Demo 的基本測試設(shè)置。圖2需要的是一個直流穩(wěn)壓源，輸出電壓滿足44~57V，輸出電流能力不小于2A。圖3需要滿足44~57V/3A 直流輸出的適配器。此外，兩者均需要以太網(wǎng)連接線和符合IEEE 802.3 af/at 標(biāo)準(zhǔn)的PD 負(fù)載。子板上J5、J7、J16、J18用跳線帽連接。

圖2：使用DC 電源的基本測試設(shè)置圖3：使用DC適配器的基本測試設(shè)置

圖4顯示使用COM的基本設(shè)置。

圖4：使用COM的基本測試設(shè)置

圖5顯示使用UART的基本設(shè)置。

圖5：使用UART的基本測試設(shè)置

三、結(jié)論

目前可以提供：

• DH2180 4口國產(chǎn)PSE（包MOS）DEMO板；

• DH2184 Demo板用戶指南；

• 線路原理圖；

• DEMO板BOM；

• PCB Layout參考；

多種方案，歡迎隨時交流溝通。思睿達(dá)聯(lián)系人：何工 18923426660，E-mail：manjie@threeda.com，歡迎來電咨詢，申請樣品。感謝！