参考电路 3507

IEEE 802.3af兼容的单端口、供电设备应用



介绍

以太网供电(PoE)技术使开关/路由器和中跨系统这些供电设备(PSE)能够通过数据电缆来传输高达15W的功率。接收电源的系统被称为受电设备(PD)。为满足IEEE 802.3af标准(它规定了PSE和PD如何互动),PSE在供电之前必须对PD进行正确地检测及分级。一旦PD被供电,PSE必须检测PD的断开并且使电缆迅速断电。PSE还必须保护电缆及PD不受过流及短路状况的影响。

用于PSE系统的单端口电路

通过集成所有必需的功能,MAX5922使设计PSE系统变得简单。下面图1中所例举的电路就是一个完整的PSE设计。

图1. MAX5922馈电器电路图
图1. MAX5922馈电器电路图

MAX5922A电路具有以下特性:

  • 符合IEEE 802.3af标准
  • RJ-45数据输入插孔(J1)
  • RJ-45数据及电源输出插孔(J1)
  • +32V至+60V宽工作输入范围
  • 28V (±7%)开启电压
  • 0.45Ω集成的功率开关
  • 可配置的受电设备(PD),检测及分级
  • 424mA (±6%)可编程限流
  • 带状态输出的可配置零电流检测
  • 分类状态输出
  • 中跨PSE应用检测冲突回避特性;可配置用于终端PSE应用
  • 带绿色LED指示器(LED1)的电源就绪状态输出
  • 带状态输出的过流保护及过温保护
  • 带超时设定及占空比控制的折返限流
  • 可选择的锁定或自动重启动的故障管理模式(JP1)
  • 单按钮复位(SW1)
  • 不受ESD及电缆放电影响

介绍

太网供电(PoE)技术使开关/路由器和中跨系统这些供电设备(PSE)能够通过数据电缆来传输高达15W的功率。接收电源的系统被称为受电设备(PD)。为满足IEEE 802.3af标准(它规定了PSE和PD如何互动),PSE在供电之前必须对PD进行正确地检测及分级。一旦PD被供电,PSE必须检测PD的断开并且使电缆迅速断电。PSE还必须保护电缆及PD不受过流及短路状况的影响。

用于PSE系统的单端口电路

通过集成所有必需的功能,MAX5922使设计PSE系统变得简单。下面图1中所例举的电路就是一个完整的PSE设计。

图1. MAX5922馈电器电路图
图1. MAX5922馈电器电路图

MAX5922A电路具有以下特性:

  • 符合IEEE 802.3af标准
  • RJ-45数据输入插孔(J1)
  • RJ-45数据及电源输出插孔(J1)
  • +32V至+60V宽工作输入范围
  • 28V (±7%)开启电压
  • 0.45Ω集成的功率开关
  • 可配置的受电设备(PD),检测及分级
  • 424mA (±6%)可编程限流
  • 带状态输出的可配置零电流检测
  • 分类状态输出
  • 中跨PSE应用检测冲突回避特性;可配置用于终端PSE应用
  • 带绿色LED指示器(LED1)的电源就绪状态输出
  • 带状态输出的过流保护及过温保护
  • 带超时设定及占空比控制的折返限流
  • 可选择的锁定或自动重启动的故障管理模式(JP1)
  • 单按钮复位(SW1)
  • 不受ESD及电缆放电影响

MAX5922A电路被配置为中跨PSE并用作单端、中跨馈电器。J1 RJ-45连接器输入接收来自以太网路由器/开关上的数据,并直接将数据发送到输出。电路将48V电压注入J1 RJ-45连接器输出的空闲线对(引脚4、5、7和8)。对于终端PSE应用,将DCA引脚连接到DGND,利用PoE变压器输出电功率到信号线对上。

一旦一个有效的PD被正确地侦测及分级,该电路自动执行PD侦测及分级,并开始输出功率。CL0-2报告分级结果。要禁用PD分级功能,可将CLASS引脚连接到DGND。

J1的输出电流被限制在424mA、±6%。降低电流检测电阻R2的值,相应地将会增加电流限制,且反之亦然。当输出过载或短路时,该电路表现为一个电流源,将输出电流限制到424mA。若过载/短路条件持续超过60ms以上,该电路将会关断输出。如果JP1被设置为高电平(位置2和3),电路将自动重启;如果JP1被设置为低电平(位置1和2),电路将被锁定到关断状态。

一旦输出完全打开,就发出POK信号并点亮绿色LED (LED1)。电路会不间断地监测输出负载电流,以侦测负载何时断开(零电流检测)。若负载电流降到低于7.5mA (典型值)持续超过350ms (典型值),电路将关断输出,发出/ZC信号,然后重新启动检测和分级功能。将ZC_EN引脚连接到DGND,以使负载断开检测功能无效。

C4和D2是保护器件,用来吸收ESD能量和电缆释放到J1的能量。在输出短路事件致使MAX5922关断输出时,他们还用来箝位任何感性的反冲。图2显示的是对应MAX5922的PCB布局,表1是材料清单。

图2. 电路PCB布局信息
图2. 电路PCB布局信息

表1. MAX5922电路的材料清单

Qty. Used Description Designation Manufacturer and PN
1 Capacitor, aluminum electrolytic, 47µF, 100V, SM, H16 case, 12mm x 13mm C1 Panasonic EEV-FK2A330P
Digikey PCE3497CT-ND
2 Capacitor, ceramic, X7R, 0.1µF, 10%, 100V, 1206 C2, C4 Vishay VJ1206Y104KXBAT
1 Capacitor, ceramic, X7R, 1µF, 10%, 10V, 0805 C5 Vishay VJ0805Y105KXQTW1BC
1 Capacitor, ceramic, X7R, 10µF, 10%, 10V, 1210 C6 AVX 1210ZC106KAT2A
1 Capacitor, ceramic, X5R, 680nF, 10%, 10V, 0805 C3 Vishay VJ0805Y684KXQTW1BC
1 Connector, RJ-45, 1 x 2, w/o magnetics, shielded, thru-hole J1 Tyco 406566-2
1 Diode, light emitting, green, 1206 LED1 Lumek SML-LX1206GW-TR
Digikey 67-1002-1-ND
1 Diode, zener, 3.3V, SOD-223 D1 Diodes Inc. BZT52C3V3S
1 Diode, TVS, 51V, 600W, unidirectional, SMB D2 Vishay SMBJ51A
1 Header, 0.1" ctrs, 1 x 3-pin, vertical mount JP1  
1 IC, controller, POE, single, TSSOP-28 U1 MAX5922AEUI
1 NMOS, 100V, 170mA, SOT23 Q1 Fairchild BSS123
1 Resistor, 1/8W, 0.5Ω, 1%, 1206 R2 IRC LR1206-01-R500-F
VishayCRCW1206-R499F
3 Resistor, 1/16W, 0Ω, 5%, 0805 R10, R11, R12 Vishay CRCW0805-000Z
1 Resistor, chip, thick film, 1Ω, 5%, 1/16W, 0805 R4 Vishay CRCW0805-1R0J
4 Resistor, chip, thick film, 10.0k, 1%, 1/16W, 0805 R6, R7, R8, R13 Vishay CRCW0805-1002F
1 Resistor, chip, thick film, 150Ω, 5%, 1/16W, 0805 R3 Vishay CRCW0805-151J
2 Resistor, chip, thick film, 9.09k, 1%, 1/2W, 2010 R1, R9 Panasonic ERJ-12SF9091U
1 Resistor, chip, thick film, 18.2k, 1%, 1/16W, 0805 R5 Vishay CRCW2010-1822F
1 Switch, pushbutton, NO, miniature, surface mount SW1 Omron B3S-1000
Digikey SW415-ND

 
Status:
Package:
Temperature:

MAX5922
+48V、单端口网络电源,用于LAN供电

  • 符合IEEE 802.3af标准
  • +32V至+60V宽输入电压范围
  • 0.45Ω集成的功率开关