基于MAX5980芯片的POE網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)計(jì)方案

通過(guò)方案的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及測(cè)試，論證了POE芯片結(jié)合網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)實(shí)際應(yīng)用的可行性，該方案設(shè)計(jì)完整，運(yùn)行穩(wěn)定，能充分滿(mǎn)足后端網(wǎng)絡(luò)的各類(lèi)受電器件的正常工作。

　　一、引言

　　POE（Power Over Ethernet）以太網(wǎng)供電，指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)的架構(gòu)下不作任何改動(dòng)，在為一些基于IP的終端設(shè)備（如IP電話機(jī)、無(wú)線局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等）傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí)，還能同時(shí)為此類(lèi)設(shè)備本身提供直流供電的技術(shù)。POE設(shè)備包括電源輸出設(shè)備PSE和電源接受設(shè)備PD，本文重點(diǎn)討論電源輸出設(shè)備PSE.

　　利用POE技術(shù)，用戶(hù)無(wú)需再為每個(gè)連接POE的終端設(shè)備提供墻壁電源，從而節(jié)省了為連接IP電話、無(wú)線LAN接入點(diǎn)、視頻監(jiān)視攝像機(jī)、建筑物管理系統(tǒng)和遠(yuǎn)程視頻亭等設(shè)備所須的電源布線成本。

　　此外，借助PoE，企業(yè)還能夠?qū)⒁恍╆P(guān)鍵的設(shè)備鎖定在一個(gè)電源上，用UPS備份電源支持整個(gè)系統(tǒng)，如此一來(lái)，必將大大提高整個(gè)系統(tǒng)的供電保障，從而提高整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的可靠性和安全性。

　　二、系統(tǒng)遵循的標(biāo)準(zhǔn)

　　隨著以太網(wǎng)在全球使用日漸趨于平民化，相應(yīng)的組網(wǎng)設(shè)備迅速得以開(kāi)發(fā)，在長(zhǎng)期的使用中，與之配套的供電電源一直是困擾組網(wǎng)的終端設(shè)備進(jìn)一步普及的瓶頸之一。于是，通過(guò)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)線對(duì)或備用線對(duì)來(lái)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)設(shè)備供電的標(biāo)準(zhǔn)自然地隨著市場(chǎng)的需求和技術(shù)的開(kāi)發(fā)得以頒布執(zhí)行。

　　IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)對(duì)以太網(wǎng)供電（POE）及相關(guān)的實(shí)施細(xì)則做了詳盡的規(guī)定。該標(biāo)準(zhǔn)作為一個(gè)基于以太網(wǎng)絡(luò)的電源傳輸協(xié)議，詳細(xì)規(guī)定了相應(yīng)的送電設(shè)備（PSE）對(duì)受電設(shè)備（PD）進(jìn)行供電的機(jī)理。其中包括了對(duì)受電設(shè)備進(jìn)行在線測(cè)試，分級(jí)處理，啟動(dòng)供電，斷接保護(hù)等多項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施細(xì)則。協(xié)議還對(duì)以太網(wǎng)輸電線路（PTL）作了詳細(xì)的規(guī)定。

　　本文的系統(tǒng)方案完全建立在上述標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)在確?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的情況下，同時(shí)保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作，從而最大限度地降低了成本。

　　三、芯片選擇與電路設(shè)計(jì)

　　在系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，我們比對(duì)了國(guó)際上多款能實(shí)現(xiàn)PSE功能的芯片，美國(guó)美訊公司的MAX5980因其設(shè)計(jì)卓越，配套方案合理，整個(gè)管控渠道的通暢而引起了我們的注意。這在為我們以后的設(shè)計(jì)起到至關(guān)重要的作用。

　　MAX5980是一款四通路的電源送電設(shè)備（PSE）的電源控制器。芯片是專(zhuān)門(mén)為用于符合IEEE 802.3at/af及兼容的PSE設(shè)備設(shè)計(jì)的。

　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，該器件針對(duì)后端的受電設(shè)備具有，探測(cè)，分級(jí)，限流，和負(fù)載斷開(kāi)檢測(cè)等功能。該器件支持全自動(dòng)操作同時(shí)支持軟件編程控制。該器件還支持新的兩事件分級(jí)和針對(duì)大功率的受電設(shè)備的第5類(lèi)探測(cè)和分級(jí)功能。

　　該器件支持單電源供電，每個(gè)端口（第五類(lèi)啟用）可提供高達(dá)70W的功率，同時(shí)可提供對(duì)后端原有的受電設(shè)備的高容抗檢測(cè)。

　　根據(jù)MAX5980的技術(shù)特性，我們首先設(shè)計(jì)了一個(gè)4路PSE的電原理圖，如圖1所示。

　　根據(jù)芯片資料，PSE控制器MAX5980的輸入電壓設(shè)計(jì)為48V直流。芯片的輸出部分