從PoE過渡至PoE+的設計方案

　　在設計下一代PSE時，應選擇一個能夠提供較高功率級、執(zhí)行新的分級機理、提供一個能夠高效輸送功率的可靠PoE系統(tǒng)的PSE控制器。LTC4266具有極低的熱耗散，因而與那些集成了不太魯棒、且RDS(ON)通常較高的MOSFET的PSE控制器相比，其應用方案的熱設計得到了顯著簡化。LTC4266支持外部MOSFET，而且如果某個端口由于MOSFET失效發(fā)生故障，這種失效也不會產(chǎn)生“骨牌”效應而導致相鄰通道受到牽連。而這一點恰好是采用內(nèi)部MOSFET時所擔心的。LTC4266的準確度允許采用低價值的檢測電阻器。更重要的是，在管理線路電流和電壓時還可采用低RDS(ON) MOSFET。由于阻值可以低至0.25Ω(對于檢測電阻器)和0.09Ω(對于MOSFET)，因而它的最大總通道電阻僅為其他PSE控制器的一半。這樣，熱耗散的顯著降低，使得設計師能在未使用散熱器的情況下輕松、可靠地使用LTC4266。

　　采用凌力爾特完全符合IEEE802.3at標準的四通道PSE控制器的供電設備已經(jīng)投入使用?？稍诿總€端口上提供30W功率的中跨和端跨設備目前已有現(xiàn)貨供應。對于那些不愿意勞心費力地從零開始設計的PSE設計師而言，由諸多供應商(包括Molex、Tyco和Belfuse公司)提供的新型PoETec PSE ICM (集成化連接器模塊)是一種理想的8端口和12端口替代解決方案(采用了LTC4266PSE控制器)。

　　PoE+ PD設計方案

　　PD側(cè)的802.3af至802.3at的過渡會稍簡單一些，或者至少設計師所需考慮變更的元件較少，這是因為可能需要升級的僅有橋式整流元件、PD控制器、DC/DC控制器和變壓器，就基本可以滿足這PD負載的功率要求。相比于PSE，熱耗散在PD中并不是大問題，但仍需要優(yōu)先考慮功率效率。設計師還必須決定一個PD是否將能夠支持來自墻上適配器的輔助電源，或是否需要對PD負載進行隔離。與PSE升級至PoE+時相似，PD設計是否成功在很大程度上取決于PoE+ PD控制器。

　　為最大限度地提升PD的效率，必須做出某些關鍵決定。對于隔離型設計，最好避免使用轉(zhuǎn)換器反饋環(huán)路中常用的光耦合器。不過，最重要的決定或許是選擇一個可實現(xiàn)這些高效率方法的靈活PD控制器。作為一個基準點，凌力爾特的LTC4269為隔離型設計提供的效率水平達到了令人難忘的94%。

　　LTC4269是一款完全符合IEEE802.3at標準的PD控制器，而且是LTC4266的配套器件(見圖2)。LTC4269是一款具有一個集成開關穩(wěn)壓器的全功能PD控制器，并具有低至16V的輔助電源支持能力。盡管802.3at標準將PD功率的上限值規(guī)定為25.5W，但LTC4269并未設定電流限值，且能方便地提供30W以上的功率，從而造就了專有的功率級，并為實現(xiàn)超出PoE+標準規(guī)定范圍以外的PD功能開辟了道路。LTC4269的可靠性通過集成一個魯棒型100V熱插拔(Hot Swap)MOSFET得到了增強。該MOSFET負責在檢測和分級期間對PD控制器和DC/DC轉(zhuǎn)換器進行隔離，并提供100mA的浪涌電流，以便在采用任何PSE的情況下實現(xiàn)平滑的上電變換。

　　為優(yōu)化PD設計，LTC4269提供了兩種版本。這兩種版本之間的差異在于所使用的特殊開關電源。LTC4269-1集成了一個同步反激式控制器，而LTC4269-2則集成了一個同步正激式控制器。反激式轉(zhuǎn)換器提供了一種低元件數(shù)目設計，其優(yōu)點是可通過簡單地增加繞組來獲得額外的輸出，而正激式控制器則可在較高的負載電流條件下提供略優(yōu)于反激式控制器的效率。在這兩種場合中，同步整流均提供較高的輸出功率、提升的轉(zhuǎn)換效率和改善的交叉調(diào)節(jié)性能(在具有多個輸出的應用中)等好處。此外，在低噪聲系統(tǒng)設計中，還可以使控制器同步至一個外部振蕩器。

　　還有一點值得注意的是，LTC4269-1采用了凌力爾特公司的專利No-Opto(無光隔離器)反饋拓撲結(jié)構(gòu)，以在無需增設光隔離器電路的情況下提供完整的IEEE802.3隔離(見圖3)。這消除了執(zhí)行光耦合器反饋的缺點，包括由于光耦合器容差所導致的易變環(huán)路增益、高溫敏感性和較高的成本。反饋環(huán)路中使用的傳統(tǒng)光耦合器和并聯(lián)穩(wěn)壓器被現(xiàn)有變壓器上的一個附加繞組所取代，旨在改善穩(wěn)壓性能和效率并簡化電路。

　　本文小結(jié)

　　PoE+標準為業(yè)已確立的PoE網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)帶來了更高功率和更好的分級方法。為與PoE+標準相符，一個PSE必須為數(shù)據(jù)或備用線對提供30W功率，而一個PD在RJ45連接器輸入端上所吸取的功率一定不得超過25.5W。符合PoE+標準的PSE必須能夠執(zhí)行單事件硬件分級，而新型兩事件分級和LLDP數(shù)據(jù)層分級則是可任選的高功率分級機理。在受電設備側(cè)，PD必須要能夠?qū)墒录旨?由PD控制器)和LLDP(由PD微處理器)做出響應。PoE+兼容型設計方案已經(jīng)投入使用。

　　凌力爾特的LTC4266和LTC4269是率先面市的新型PoE+設計，它們的推出使得PSE和PD制造商能生產(chǎn)出下一代設備。凌力爾特積極參與IEEE802.3at特別工作組的相關工作，并正在開發(fā)更多符合IEEE802.3at標準的產(chǎn)品。表1完整地列出了凌力爾特發(fā)布的PoE+器件。這些新產(chǎn)品將為凌力爾特現(xiàn)有的PD產(chǎn)品提供一條引腳兼容型升級途徑，旨在實現(xiàn)至PoE+新標準的平穩(wěn)過渡。凌力爾特的產(chǎn)品將繼續(xù)提供堅固型設計和經(jīng)過實地應用驗證的可靠性，并得到豐富技術經(jīng)驗的有力支持，而這是通過多年設計面向眾多應用的PoE產(chǎn)品積累起來的。