.本次學(xué)習(xí)使用的為MPS的MP3924。
1.1 芯片的主要介紹
MP3924是一款四端口電源設(shè)備(PSE)電源控制器,適用于IEEE 802.3af/以太網(wǎng)供電(PoE)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。該設(shè)備具有IEEE 802.3af/at的所有功能,包括檢測、單事件和雙事件分類、限流和斷開負(fù)載檢測。通過I2C可將所有功能配置為自動運行模式或軟件編程模式。MP3924具有一個9位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)來監(jiān)控電流和電壓,一個特殊的I2C接口用于隔離控制器通信,可調(diào)節(jié)電流限制,以及可配置的系統(tǒng)功能。這些特性為PoE應(yīng)用程序提供了靈活性.MP3924有QFN-32 (5mmx5mm)包裝。
1.2 芯片的主要產(chǎn)品特征
IEEE802.3af/at兼容
四端口4位可配置I2C地址
0.25Ω電流感應(yīng)電阻
自動模式和I2C命令控制模式自動輸入過電源關(guān)閉
內(nèi)部VCC電源
三線I2C接口用于隔離
應(yīng)用兩個INT引腳用于中斷優(yōu)先級選擇
斷開直流負(fù)載檢測
瞬時電流/電壓讀取
熱保護(hù)
QFN-32 (5mmx5mm)封裝
1.3 芯片的主要應(yīng)用
PSE交換機(jī)/路由器
PSE中跨動力噴射器
監(jiān)測DVR和NVR等
2.PSE的DEMO板:EV3924-U-00A
EV3924-U-00A評估板是為了展示MP3924的能力而設(shè)計的。
2.1 EV3924-U-00A的電氣規(guī)格
2.2 EV3924-U-00A的產(chǎn)品特點
44V~57V 的電壓輸入。其余產(chǎn)品特點與MP3924特點相同,不再贅述。
2.3EV3924-U-00A 評估版外形尺寸
3. 交換機(jī)POE的學(xué)習(xí)
3.1 什么是POE?
定義:通過同一CAT5雙絞線提供直流電源(44V ~ 57V),用于傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。
電纜的端部:PSE(Power Sourcing Equipment):以太網(wǎng)交換機(jī),路由器,集線器。
PD(Powered Device):移動電話,無線接入點,安全攝像頭。
3.2 POE的價值
1.安裝使用方便
-電源和數(shù)據(jù)電纜結(jié)合
-CAT5電纜的長度可達(dá)100m
-安裝方便(不需要專業(yè)人員)
2.可靠性和壽命
-基于IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)
-PoE端設(shè)備壽命長,零件報廢現(xiàn)象少見
3.可調(diào)功率水平可滿足各種需求
-可拓展性高達(dá)71W的負(fù)載
4.電源冗余
-數(shù)據(jù)和電源
5.插入任何RJ-45端口,無需擔(dān)心損壞設(shè)備
-對于符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備,PSE將不會對不符合標(biāo)準(zhǔn)的PD設(shè)備或只提供數(shù)據(jù)的端口供電。
6.以太網(wǎng)聯(lián)盟認(rèn)證標(biāo)志
- EA Logo確保符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)
- 提供認(rèn)證產(chǎn)品之間互操作性的信心
- 符合標(biāo)準(zhǔn),便于識別
- 箭頭指示功率方向(PSE/PD)
? PSE:箭頭指向標(biāo)志外=發(fā)送功率
? PD:箭頭指向logo =接收功率
-該數(shù)字表示支持的最大功率等級
3.3 POE 電源供給基礎(chǔ)
1. POE傳輸功率的發(fā)展
2. IEEE802.3at 2對布線(如下圖)
-一根以太網(wǎng)線有四對,每對由兩根絞合電線組成。
-我們使用2對在AT標(biāo)準(zhǔn)供電。有2種接線選擇:
選擇 A:1,2,3,6 1、2、3、6線上傳輸電源,極性為任意,1、2為正極,3、6為負(fù)極或是1、2為負(fù)極,3、6為正極,
選擇 B:4,5,7,8 并且規(guī)定4、5為正極,7、8為負(fù)極。
-電源注入在PSE變壓器的隔離側(cè)。
-PD在變壓器的隔離側(cè)接收電源。
3.IEEE802.3bt 4-pair布線
-所有4對以太網(wǎng)線用于提供所有功率級別的供電。
- 減少由于布線造成的功率損耗,提高系統(tǒng)的整體效率。100米CAT5電纜電阻一般為12.5歐姆(2對)
4.IEEE802.3af(2003)和IEEE802.3at(2009)類型和類別
5.IEEE802.3bt(2019)類型和類別
-新的IEEE802.3bt標(biāo)準(zhǔn)增加了3類和4類和5-8類,以適應(yīng)高達(dá)90W的電源級別
3.4 POE 握手協(xié)議
-IEEE 802.3BT 電信標(biāo)準(zhǔn)
檢測和分類的價值
1. 檢測:PSE只檢測有效的PD負(fù)載并對其供電。
2. 分類是功率協(xié)商,PD只抽取與PSE“承諾”相同的功率,這使PD不會拉下PSE電源
-POE基礎(chǔ)知識 | 檢測
1.IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)定義了一種通過電纜給PD(帶電設(shè)備)安全供電的方法,如果PD斷開,則斷開電源。
2.PSE會在定期檢查是否有什么東西被插入時,讓電纜不通電。這叫做檢測。
3.檢測確保,pse僅為有效的pd供電,而不是僅為數(shù)據(jù)以太網(wǎng)端口供電。
4.檢測是如何工作的?
-PSE發(fā)送電流源給PD→四個端口檢測。
-PSE通過PD檢測電阻器檢測dV/dI。
-如果在PD上23.75kΩ< Rdet <26.25kΩ(通常為25kΩ),則可以接受檢測。(在協(xié)議中一般為24.9KΩ)
-對于四對POE,連接檢測變成檢測PSE的一部分,用于區(qū)分單個負(fù)載還是多個負(fù)載。
-POE基礎(chǔ)知識 | 分級
1.如果存在有效的PD負(fù)載鏈接,PSE可能會查詢PD需要多少功率。這被稱為分級。
2.分級是如何工作的/
-PSE發(fā)送電壓源給PD(14.5V~20.5V)。
-PD移除Rdet并打開內(nèi)部LDO,該LDO應(yīng)用于整個Rclass 2.5V。
-PSE測量通過Rclass的電流。
- 從PSE中通過分級確定功率分配。
PD&PSE 握手 | AF&AT 標(biāo)準(zhǔn)
1. 檢測
a. [PSE]發(fā)送4端口檢測信號 b. [PD]為25kΩ檢測電阻(一般為24.9KΩ)
2. 分級(1)
a. [PSE]發(fā)送第1個分級信號 b. [PD]在Rclass上顯示0-3級電流。c. [PSE]測量PD上的 Iclass
d. [PSE]決定分級級別 e. [PSE]隨后打開端口
3. 分級(2)
a. [PSE]如果第一次分級時檢測到為4級電流,就發(fā)送第二個分級信號. b. [PD]在Rclass上顯示4級電流。
c. [PSE]測量Iclass d. [PSE]隨后打開端口
PD&PSE 握手 | BT標(biāo)準(zhǔn)
-PSE發(fā)送較長的第一個信號通知PD它是PSE的Type3或Type4。
-PD使用第二Rclass來識別更高的功率等級。
-PSE發(fā)送5個信號,最大功率為90W。
對應(yīng)ID表格
這個表演示了PSE如何通過分級電流識別PD。
例:Type3/ 5設(shè)計如何選擇Rclass ?
生成第一個Rclass在PD上生成4級class
生成第二個Rclass在PD上生成0級的class
在Finger4之后,PSE開啟45W電源
對于上述檢測過程在做此詳細(xì)介紹
PoE基礎(chǔ)知識|檢測
連接檢查
—IEEE802.3bt支持單簽名和雙簽名兩種方式。
—對于4對PoE,連接檢查成為檢測操作的一部分。
—連接檢查后,PSE需要判斷該端口連接的是單簽名PD還是雙簽名PD。
3.4 POE 操作
啟動|輸入
-經(jīng)過有效的分級后,PSE和PD將經(jīng)過涌流階段,才能正常運行。
-涌流是對電源的控制應(yīng)用,可以從無電源狀態(tài)緩慢切換到有電源狀態(tài),并且涌流保護(hù)允許PD的輸入電容充電到電源接口的全輸入電壓,同時確保通場效應(yīng)晶體管保持在其安全操作區(qū)域內(nèi)。
-如果涌流要求沒有按照IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)正確實現(xiàn),可能會出現(xiàn)互操作性問題。
?編輯啟動的過程是怎樣的?
1. PSE打開端口(發(fā)送44V-57V)并開始監(jiān)測浪涌(檢測時間 50ms到75ms)。
2. 一旦Vvdd超過UVLO閾值,PD進(jìn)入涌流階段,由PD控制限制涌流。
3.PD必須表現(xiàn)為50ms的1型PD,然后必須小于400 mA直到80ms,以便讓PSE對PD上的bulk電容充電。
4. 在功率延遲階段之后,PD可以將功率提高到它指定的級別。
啟動|輸入電流限制
-IEEE標(biāo)準(zhǔn)輸入電流限制
-如果輸入電流超過了PSE的限制會怎么做?
PSE將關(guān)閉端口電源,然后進(jìn)入冷卻期,該端口的任何檢測/類啟用命令將被延遲。在冷卻期后,如果它們被啟用,PSE將重新啟動檢測/分類周期。
正常操作和保護(hù)| PSE
-上電后,PSE對端口提供2級電源保護(hù)。
1. Icut/Pcut:提供保護(hù),防止在中等負(fù)荷瞬態(tài)過程中虛假電源關(guān)閉。
2. Ilim:在極端過載或短路的情況下會觸發(fā)保護(hù)。
-Icut 限流條件應(yīng)該發(fā)生在PSE通過I lim限流限制對端口電流進(jìn)行折疊控制之前。
-設(shè)置的I lim電流閾值必須大于I cut電流閾值。
-如果發(fā)生過流情況,PSE將關(guān)閉端口電源,然后進(jìn)入任何冷卻期,該端口的檢測/類啟用命令將被延遲。冷卻期后,PSE將重新啟動如果啟用檢測/分類周期。
正常操作和保護(hù)| PD
-TI 1-4型PD控制器的典型RTN通過FET電流限制:
1. 類型1:550mA (TPS23755 / TPS23758)
2. 2型:970mA (TPS23754/6), 1A (tps23755 /2)
3.類型3:1.85A (TPS2373-3 / TPS2372-3)
4. 類型4:2.2A (TPS2373-4 / TPS2372-4)
-一旦RTN-VSS電壓超過Foldback閾值,電流限位在故障時間后下降到?jīng)_擊電流限位的水平。
-PDs有一個比PSE更高的固定的Ilim,以便PSE能夠更早地捕捉電源故障并去除電源。
直流斷開和維護(hù)電源信號(MPS)
-DC disconnect的價值:
負(fù)載斷開時,需要斷電。這是為了安全起見,這樣48V就不會熱插到筆記本電腦或其他數(shù)據(jù)設(shè)備上。
-PSE如何知道是否有負(fù)載?
PSE監(jiān)控PD的有效MPS,如果丟失MPS,則關(guān)閉端口。丟失MPS,返回PSE到空閑狀態(tài)。
-MPS是什么?
- MPS是由PD提供的一種電子簽名,以確保在施加工作電壓后,它仍然存在。
-一個有效的MPS包括最小10ma的直流電流(或每325ms至少75ms的10 mA脈沖電流)和低于26.3 kΩ的交流阻抗,并以0.05 μF為標(biāo)準(zhǔn)。(PD)
IEEE 802.3bt新特性-新的MPS
新的維護(hù)功率簽名(MPS)
?采用“新的”更低的維護(hù)功率簽名計時,以實現(xiàn)更低的待機(jī)功率。
- PSE TMPS最大6毫秒(原來是60毫秒)。
- PSE TMPDO最小值320ms(原來為300ms)。
?在分類過程中定義了一個很長的第一類事件,以便PSE告訴PD它可以使用新的MPS計時。
?審核編輯:符乾江
-
交換機(jī)
+關(guān)注
關(guān)注
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98924 -
PoE
+關(guān)注
關(guān)注
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