POE-AF是嵌入式隔离型以太网供电系统

tangchengwei | 2013-05-13 10:51:06 阅读：1777

广州英码信息科技武汉办事处唐成卫 13886107045 1. 产品概述

POE-AF是嵌入式隔离型以太网供电系统受电端模块（PD Module）。以太网供电系统中的供电端（PSE）通过标准第五类网线（Cat.5以太网架构）与POE-AF模块连接，向IP终端（如网络电话、网络摄像机等）提供电力供应。该模块符合IEEE 802.3af PoE（Power-over-Ethernet）标准，支持的电能类别为class 3。

POE-AF模块兼容10M/100M/1000M以太网供电系统的应用，支持以太网供电系统供电端（PSE）模式A和模式B的连接方式。该模块拥有体积小，成本低的特点，其外部只需一个滤波电容，即可轻松完成以太网供电系统受电端（PD）的设计。

模块中的DC/DC转换器允许宽电压输入范围内运行的同时，提供了一个稳定的电压输出。此外，DC/DC转换器还起到输出短路保护的作用。

图 11 POE-AF模块实物图

2. 产品特征

· 规范：完全符合IEEE802.3af标准

· 安全：拥有完善的短路保护电路，1500V电压隔离

· 兼容性：同时支持10M/100M/1000M三种以太网供电网络

· 小体积，SIL封装：56mm （L） x 14mm （W）

· 低成本，外部仅需一个去交连电容

· 内建双通道桥式整流器，完美支持end-span和mid-span模式

· 方便集成

3. 应用领域

· 网络电话（IP Phone）

· 无线网络接入点（WLAN AP）

· 网络摄像机（IP Camera）

· 安全系统（Safety System）

· 门禁管制系统（Access Control）

· 销售系统（POS System）

· 网络存储系统（NAS）

4. 功能描述

一个标准的Cat.5以太网接口共有4组差分信号。对于10M/100M网络仅采用其中的2组（RJ45连接器中的1、2引脚和3、6引脚）进行数据传输，而1000M网络采用全4组差分线对进行数据传输。按照IEEE802.3af标准的规定，PSE设备只有两种供电方式，即：“空闲差分线对”供电和“数据传输差分线对”供电。由于POE-AF模块内部集成双通道桥式整流器，可同时兼容不同供电配置的PSE设备，进而让设计者轻松完成PoE系统中受电端（PD）的设计。

对于10M/100M以太网供电系统，此类PSE设备可采用“空闲差分线对”供电或者“数据传输差分线对”供电两种供电方式。

（1） “空闲差分线对”供电：差分线对4和5直接相连并充当电源正极，差分线对7和8直接相连并充当电源负极；

（2） “数据传输差分线对”供电：从LAN变压器的中心抽头（一次侧）获取电源正极，再经由变压器与1、2引脚相连；从LAN变压器的中心抽头（一次侧）获取电源负极，再经由变压器与3、6引脚相连。

上述两种供电方式已整合到图4-1。

图 41 10M/100M网络PoE系统框图

对于1000M以太网供电系统，由于1000M网络采用全4组差分线对进行数据传输，此类PSE设备皆采用 “数据传输差分线对”供电。因此，1000M网络有两种配置方式。

（1）从LAN变压器的中心抽头（一次侧）获取电源正极，再经由变压器与1、2引脚相连；从LAN变压器的中心抽头（一次侧）获取电源负极，再经由变压器与3、6引脚相连）；

（2）从LAN变压器的中心抽头（一次侧）获取电源正极，再经由变压器与4、5引脚相连；从LAN变压器的中心抽头（一次侧）获取电源负极，再经由变压器与7、8引脚相连）。

上述两种配置方式已整合到图4-2。

图 42 1000M网络PoE系统框图

5. 电气特性 5.1. 绝对最大额定参数

序号	参数	符号	最小值	最大值	单位
1	直流电压	VCC	-0.3	58	V
2	1ms浪涌直流电压	VSURGE	-0.6	80	V
3	存储温度	TS	-40	+100	°C

表 51

注：

· 超过上述参数可能会对模块造成永久性损坏。对于上述参数，并未进行测试验证。最大额定参数是自由气流中的假想值。

5.2. 推荐工作条件

序号	参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位
1	输入电压	VIN	36	48	57	V
2	低压锁定	VLOCK	30		36	V
3	工作温度	TOP	-40	25	85	°C

表 52

注：

· 该参数是最小负载的测试值。

5.3. 直流电气特性

序号	参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位	测试评价
1	标准输出电压	+VDC		12		V	/
2	输出电流（VIN=48V）	PWR			1.08	A
3	电源调整率	TLINE		0.1		%	负载50%
4	负载调整率	VLOAD		1		%	VIN=48V
5	纹波输出杂音	VRN		100		mVp-p	（最大负载）2
6	最低负荷	RLOAD	50			mA
7	短路持续时间	TSC			∞	sec
8	效率	EFF		79		%
9	隔离电压（I/O）	VISO			1500	Vdc	冲击测试
10	温度系数	TC		0.02		%	Per °C

表 53

注：

· 典型值为 25°C、48V供电环境下的测量值。该参数仅用于设计参考；

· 纹波输出杂音可通过输出端并联220uF电容有效降低；

· 短路持续时间值在25°C的大气环境中是合适的。对于更高温度或者有限制气流的环境（如密封外壳），短路持续时间需要给予一定的限制以避免产生过热现象。

6. 机械尺寸

PCB尺寸：56mm x 14mm x 16.25mm

图 61

7. 接口一览

接口序号	接口描述	备注
CON1	POE-AF模块输入接口
CON2	POE-AF模块输出接口

表 71

8. 接口定义 8.1. CON1

引脚	名称	功能描述	备注
1	PAIR12	PAIR12输入引脚，连接至LAN变压器的中心抽头（一次侧）再经由变压器与RJ45连接器的1、2引脚相连。
2	PAIR36	PAIR36输入引脚，连接至LAN变压器的中心抽头（一次侧）再经由变压器与RJ45连接器的3、6引脚相连。
3	PAIR45	1、PAIR45输入引脚，与RJ45连接器的4、5引脚直接相连。 2、PAIR45输入引脚，连接至LAN变压器的中心抽头（一次侧）再经由变压器与RJ45连接器的4、5引脚相连。
4	PAIR78	1、PAIR78输入引脚，与RJ45连接器的7、8引脚直接相连。 2、PAIR78输入引脚，连接至LAN变压器的中心抽头（一次侧）再经由变压器与RJ45连接器的7、8引脚相连。

表 81

注：

1*、该连接方式适用于10M/100M网络。

2*、该连接方式适用于1000M网络。

8.2. CON2

引脚	名称	功能描述	备注
1	-VDC	直流电压输出负极
2	+VDC	直流电压输出正极
3	+VDC	内部与第2引脚相连
4	-VDC	内部与第1引脚相连

表 82

9. 典型的应用电路

POE-AF模块的应用是非常的简单。其外部仅需接一个470uF的滤波电容，该电容需要尽量靠近电压输出引脚放置。

典型的10M/100M 网络POE-AF模块应用电路如图9-1所示：

图 91 10M/100M 网络POE-AF模块应用电路

典型的10M/100M 网络POE-AF模块应用电路如图9-2所示：

图 92 1000M 网络POE-AF模块应用电路

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