兼容标准的高功率PoE系统设计

　　5 PD的设计与实现

　　TPS2376H是TI公司推出的兼容标准的高功率PD控制器，PD的设计原理如图4所示，整流桥做极性保护用，瞬间电压抑制器D1用来消除过压造成的损害。当作为标准PD设计时，TPS2376H的外部检测电阻、分级电阻按照标准定义的参数进行设置。当作为高功率PD设计时，PSE需要提供52~57V的供电电压，TPS2376H的分级电阻需要设置为标准定义的备用级别4级。此时PD可以接收TPS23841传送的最高25W的功率，高功率传输可以通过提高传输电压来获得，同时也可以通过以太网线的4个线对供电，这样传输的功率是两线对传输功率的2倍。两种方式有各自的优点。两线对供电用在IEEE802.3af系统中，一线对用来传输电流，另一线对用来作为回路，其余两个线对不传输供电，是一种最简单的实现方法，但是对于不供电的两个线对却不能很好的利用，这是一种损失。四线对供电降低了电缆的阻抗，但却增加了线对的电流平衡问题，不同的隔离变压器阻抗、电缆、连接器和PD方的整流桥都会导致供电线对的电流不平衡，PD端可以通过2个独立的DC/DC转换器来解决这个问题，在24V的供电系统中为了防止误分级PSE应选择不分级操作。PD后端采用LT1074HVIT将电压转换为设备工作需要的5 V或3.3V电压，LT1074HVIT的输入电压为10~60 V，输出电流最大为5A，输出电压可以根据Vout=2.21×(1+R1/R2)来进行设置。

　　6 PoE在RFID系统中的应用

　　在RFID应用系统设计时，读写器的供电问题是必须要考虑的，对基于以太网通信的读写器来说，采用以太网供电技术将大大降低读写器的成本。在实际应用中将PSE系统和交换机集成在一起设计出了端接式PSE（即PoESwitch），使得应用更加灵活方便。典型应用如图5所示。

　　当PoESwitch侦测到读写器、无线接入点为合法的PD后，将执行可选的分级操作，之后将向它们供电，同时由监控PC上的PSE终端监控软件完成对各个供电端口的监控。

　　结语

　　本设计采用MSP430F147单片机和以太网供电管理器TPS23841、TPS2376H开发了兼容IEEE802.3af标准的高功率PoE系统。此系统也可应用在医疗、工业等21.5～57V、最高功率为25 W的供电环境中，具有良好的兼容性。