今天分享一種特殊的DCDC開關(guān)電源電路-POE電源電路。PoE（Power over Ethernet）是指通過網(wǎng)線傳輸電力的一種技術(shù)，借助現(xiàn)有以太網(wǎng)通過網(wǎng)線同時(shí)為IP終端設(shè)備（如：IP電話、AP、IP攝像頭,刷卡機(jī)等）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和供電。它具有以下優(yōu)勢:

自2003年6月POE的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)問世以來,POE技術(shù)就一直在發(fā)展進(jìn)步.如下所示:

以上幾種標(biāo)準(zhǔn)中,我們常見的就POE,POE+.POE++三種,這三種POE模式，每種模式都是向下兼容的。

三種標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)對比：

POE標(biāo)準(zhǔn)定義了兩種設(shè)備，PSE（ power-sourcing equipment） 供電設(shè)備和PD（Powered Device） 受電設(shè)備。同時(shí)定義了供電電壓DC 48V（實(shí)際是供電范圍，詳細(xì)見上表）。RJ45作為兩端供電接口。PSE設(shè)備又分為以下兩種：

PSE設(shè)備依據(jù)使用的供電線對不同分為Alternative A（1/2和3/6線對）和Alternative B（4/5和7/8線對）兩種供電模式。IEEE標(biāo)準(zhǔn)不允許同時(shí)應(yīng)用以上兩種供電模式。供電設(shè)備PSE只能提供一種用法，但是受電設(shè)備PD必須能夠同時(shí)適應(yīng)兩種情況。

Alternative A如下圖所示1236供電：

Alternative B如下圖所示4578供電：

PSE 引腳定義：

PD引腳定義：

那么作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的供電協(xié)議，它是怎么工作工作呢？接下來我們看看它的工作流程。

如上圖所示,POE電源系統(tǒng)按如下流程工作：

1.Detection：PSE檢測PD是否存在；

2.Classification(可選)：PSE確定PD所需功率。

3.Powerup：PSE給PD供電，上電控制。

4.RTP & Power management，實(shí)時(shí)監(jiān)控，電源管理。

5.Disconnection  PSE檢測PD是否斷開:AC disconnect ,DC disconnect。

PSE的偵測詳細(xì)過程:PSE在端口周期性輸出電流受限的小電壓，用以檢測PD設(shè)備的存在,通常的小電壓為2.7V～10.1V，檢測周期為2秒.

PD存在的特征:

a.直流阻抗在19K～26.5Kohm之間；

b.容值不超過150nF；

PD電路檢測的阻容位置如下圖所示(下圖摘自TI 芯片TPS23756規(guī)格書):

PSE檢測PD方法:

PD被檢測時(shí)的表現(xiàn):

當(dāng)PSE用2.8V~10V 之間的電壓偵測時(shí)，PD 必須具有下表所列的輸入特性。PD的輸入端口可具有高達(dá)1.9V 的偏移電壓(以容許二極管的壓降)和10μA 的偏移電流(漏電流)。

PSE檢測分級上電過程:PSE對PD進(jìn)行分類，并協(xié)商供電功率。供電能力協(xié)商不僅可以通過解析PSE與PD發(fā)送的電阻實(shí)現(xiàn)的，還可以通過鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議LLDP（Link Layer Discovery Protocol）協(xié)議發(fā)現(xiàn)和通告供電能力進(jìn)行協(xié)商。

802.3af標(biāo)準(zhǔn)給出的參考波形:

PSE通過檢測電源輸出電流來確定PD功率等級。Classification階段輸出電壓大小為15.5V~20.5V。電壓極性與－48V輸出一致.

PD分級:

PSE檢測分級上電時(shí)間:

PSE供電:

開始供電：在啟動(dòng)期內(nèi)(一般小于15μs)，PSE設(shè)備開始從低電壓向PD設(shè)備供電，直至提供48V的直流電壓。

正常供電：電壓達(dá)到48V之后，PSE為PD設(shè)備提供穩(wěn)定可靠48V的直流電，PD設(shè)備功率消耗不超過PSE最大輸出功率。

PSE的幾個(gè)電流限制:啟動(dòng)沖擊電流、短路電流、過載電流:

PSE的監(jiān)控功能:

PSE在上電過程中會(huì)監(jiān)控沖擊電流（Iinrush），在正常運(yùn)行中會(huì)監(jiān)控過流、短路、MPS（電源維持信號(hào)）；若上述任何一個(gè)發(fā)生且超過相關(guān)時(shí)間，那么PSE將會(huì)移除電源；

MPS信號(hào)有兩種：AC MPS、DC MPS

PSE可監(jiān)控兩者中的一個(gè)，或全部；

DC MPS

        不存在：Iport < Ihold min（5mA），超過Tmpdo時(shí)間（300-400ms）

        存在：Iport≥ IHold max（10mA），超過Tmps時(shí)間(60ms)

        當(dāng)DC MPS不存在時(shí)間超過TMPDO，那么電源應(yīng)當(dāng)移除

AC MPS

        存在：交流阻抗|Z| ≤ |Zac1|（27KΩ）

        不存在：交流阻抗|Z| ≥ |Zac2|（1980KΩ ）

        當(dāng)AC MPS不存在時(shí)間超過TMPDO，那么電源應(yīng)當(dāng)去除

PSE的斷電:供電過程中，如上所述,PSE會(huì)不斷監(jiān)測PD電流輸入，當(dāng)PD電流消耗下降到最低值以下，或電流激增，例如拔下設(shè)備或遇到PD設(shè)備功率消耗過載、短路、超過PSE的供電負(fù)荷等，PSE會(huì)斷開電源，并重復(fù)檢測過程。

AC斷路法:根據(jù)測量端口的交流阻抗，判斷PD 是否在線。當(dāng)阻抗≤27kΩ時(shí),PSE認(rèn)為PD在線; 當(dāng)阻抗≥1980kΩ時(shí),PSE認(rèn)為PD已斷開,不再給PD供電;當(dāng)阻抗在這兩者之間時(shí)可認(rèn)為在線或者斷開.

以上主要分享了802.3af POE 供電系統(tǒng)的工作過程,對于POE+,POE++有不同的升級和改變.你的工作種有用到POE電源嗎?