以太网接口电路OE接口电路设计PPT课件
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PoE(有源以太网Power Over Ethernet)PoE (Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网Cat5布线基础架构不作任何改动的情况下,在为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时,还能为此类设备提供直流供电的技术。
PoE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作,最大限度地降低成本。
PoE也被称为基于局域网的供电系统(POL, Power over LAN )或有源以太网( Active Ethernet),有时也被简称为以太网供电,这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范,并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。
IEEE802.3af标准是基于以太网供电系统POE的新标准,它在IEEE 802.3的基础上增加了通过网线直接供电的相关标准,是现有以太网标准的扩展,也是第一个关于电源分配的国际标准。
✦供电端设备(PSE):支持POE功能的以太网交换机、路由器、集线器或者其他网络交换设备;✦受电端设备(PD):在监控系统中主要就是网络摄像机(IPC)、无线AP 一个典型的以太网供电系统。
在配线柜里保留以太网交换机设备,用一个带电源供电集线器(Midspan HUB)给局域网的双绞线提供电源。
在双绞线的末端,该电源用来驱动电话、无线接入点、相机和其他设备。
为避免断电,可以选用一个UPS。
IEEE802. 3af标准,它明确规定了远程系统中的电力检测和控制事项,并对路由器、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、安全系统以及无线LAN接入点等设备供电的方式进行了规定。
➢ PoE供电原理:标准的五类网线有四对双绞线,但是在10M BASE-T和100M BASE-T中只用到其中的两对。
IEEE80 2.3af允许两种用法,应用空闲脚供电时,4、5脚连接为正极,7、8脚连接为负极。
应用数据脚供电时,将DC电源加在传输变压器的中点,不影响数据的传输。
硬件设计:POE--POE受电设备(PD)电路⼯作原理参考资料: PD(Power Device,受电端设备)是POE系统中的客户端设备,如IP电话、⽹络安全摄像机、AP及掌上电脑等许多其他以太⽹设备。
根据POE供电⼯作流程(参考:),PD端应该存在⼀个⽤于被检测的签名电路和PD功耗分类电路(可选),通过PSE供电设备的检测,得到稳定的48V供电电压,但是在⼀般电路中48V电压过⾼,需要⼀个电源转换器将48V电压转换⾄合适的电压;所以PD设备端的电路将由签名电路、功耗分级电路和电源转换电路组成。
⼀、签名检测电路 根据IEEE 802.3af标准要求,PD检测状态应该满⾜输⼊阻抗在23.75~26.25KΩ之间(⼀般取值24.9KΩ),输⼊电容在0.02~0.12uF之间,所以签名电路可设计如图1所⽰。
图1 PD签名电路⼆、功耗分级电路 当进⾏功耗分级时,PSE会施加⼀个15.5~20.5V的探测电压(电流限制在100mA以下),PD设备通过从线路中吸收⼀个恒定的电流来向PSE表明⾃⼰所需的最⼤功率。
图2 PD分级接⼝电路 图2显⽰了两种分级接⼝电路; 图2(a)实现了⼀个0级PD;当PSE施加15.5~20.5V的探测电压后,稳压管VR1⽆法导通,所以PSE将检测到0mA的电流,即PD设备判定为0级; 图2(b)则实现了⼀个完整的分级电路,通过更改电阻R16的阻值,可以将PD分级;其中R14、Q12、Q13、R15构成⼀个350µA的偏置电流源,R14、Q12、R15是⼀个普通的三极管放⼤电路,⽽Q13构成⼀个负反馈电路,保证了流过R15的电流恒定,即形成⼀个简易电流源;同样,Q14、U11、R16和电流源⼜构成⼀个偏置电流源,U11是⼀个低电压可调节精密并联稳压器,可以保证R16两端电压稳定在1.24V,即保证了集电极电流的恒定,例如:R16=69.8Ω,则集电极电流I=17.77mA,则PD设备将被判定为等级2;⽽VR11保证了在PSE签名检测阶段,分级电路不⼯作;R12、VR12、R13、VR13、Q1构成⽋压锁定(UVLO)电路,只要当输⼊电压达到42V以上时,MOS管Q1才导通,此时通过R17和Q15的控制,分级电路将失效;三、电源转换器 电源转换器有两种选择,⼀种是DC/DC,另⼀种是LDO,考虑功耗损耗问题,⼀般采⽤DC/DC;另外产品的⼯作电压⼀般低于48V,所以选择降压型电路,所以PD设备中常见的电源转换器主要是BUCK型和FlyBack型,采⽤FlyBack电源转换器的整体电路设计如图3所⽰。
poe供电原理电路POE供电的原理是在网络线缆中传输直流电。
一般情况下,以太网线缆(通常是Cat5或Cat6)中有8根导线,其中4根用于传输数据信号,剩下的4根就可以用来传输电力。
POE供电利用了这4根多余的导线。
POE供电的电路通常包括POE供电设备(PSE)和POE供电设备(PD)两部分。
PSE一般指交换机、路由器或POE注入器等能够提供供电功能的设备。
PD则指需要供电的设备,如IP摄像头或无线接入点等。
在供电过程中,PSE设备首先检测连接的设备是否支持POE供电。
这是通过向连接设备发送检测电压来实现的。
如果设备支持POE供电,PSE设备就会发送一个供电请求。
一旦收到供电请求,PSE设备会开始向设备传输直流电。
在POE供电的标准规范中,有两种不同的供电方式:POE和POE+。
在POE供电方式下,设备从PSE设备获得最高15.4瓦特(W)的电力。
这种供电方式使用两对线(相对应的线对)进行供电,其中一对线用于正向电流,另一对线用于负向电流。
在POE+供电方式下,设备从PSE设备获得最高30瓦特(W)的电力。
POE+供电方式使用4对线(所有线对)进行供电。
这样可以提供更多的电力,以满足一些高功率设备的需求。
一旦电力到达PD设备,PD设备将电力转换为所需的电源电压。
然后,将电源电压传送到设备的各个部分,如摄像头的镜头和感应器等。
同时,设备的数据信号也通过其他线对传输。
POE供电的优势之一是简化了设备的安装和布线。
传统的供电方式需要独立的电源线,增加了系统的复杂性。
而POE供电方式在网络线缆中传输电力和数据信号,不需要额外的电源线。
另一个优势是提高了设备的可靠性。
由于POE供电方式采用直流电供电,相比交流电供电方式,可以提供更稳定和可靠的电力。
这样可以减少设备由于电源噪声和干扰而导致的故障。
总之,POE供电的原理是通过网络线缆中的多余导线传输直流电。
这种供电方式可以减少设备的安装和布线成本,提高设备的可靠性,广泛应用于各种需要供电的设备中。
以太网供电(POE) 概述POE (Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作做何改动的情况下,在为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时,还能为此类设备提供直流供电的技术。
POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作,最大限度地降低成本。
POE也被称为基于局域网的供电系统(POL, Power over LAN )或有源以太网( Active Ethernet),有时也被简称为以太网供电,这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范,并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。
IEEE 802.3af 标准是基于以太网供电系统POE的新标准,它在IEEE 802.3的基础上增加了通过网线直接供电的相关标准,是现有以太网标准的扩展,也是第一个关于电源分配的国际标准。
IEEE在1999年开始制定该标准,最早参与的厂商有3Com, Intel, PowerDsine, Nortel, Mitel和National Semiconductor。
但是,该标准的缺点一直制约着市场的扩大。
直到2003年6月,IEEE批准了802. 3af标准,它明确规定了远程系统中的电力检测和控制事项,并对路由器、交换机和集线器通过以太网电缆向IP电话、安全系统以及无线LAN接入点等设备供电的方式进行了规定。
IEEE 802.3af的发展包含了许多公司专家的努力,这也使得该标准可以在各方面得到检验。
一个典型的以太网供电系统如图1所示。
在配线柜里保留以太网交换机设备,用一个带电源供电集线器(Midspan HUB)给局域网的双绞线提供电源。
在双绞线的末端,该电源用来驱动电话、无线接入点、相机和其他设备。
为避免断电,可以选用一个UPS。
图1 一个典型的以太网供电系统POE的关键技术1、POE的系统构成及供电特性参数一个完整的POE系统包括供电端设备(PSE, Power Sourcing Equipment)和受电端设备(PD, Power Device)两部分。