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

作者: 時間:2013-12-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
采用4個大功率的場效應(yīng)管作為4個網(wǎng)絡(luò)供電輸出的電流控制端。

  48V直流輸入由開關(guān)電源提供。電源通過網(wǎng)絡(luò)端口輸出,提供給后端的受電設(shè)備。場效應(yīng)管是整個電源輸出的控制回路中的關(guān)鍵元件?;芈分袌鲂?yīng)管的源極接0.25歐姆取樣電阻,然后再返回到芯片。

  輸出電流經(jīng)場效應(yīng)管,通過取樣電阻采樣,監(jiān)測輸出回路的電流。芯片可以隨時通過SENSE端口進(jìn)行取樣,讀取后端PD設(shè)備的負(fù)載特征。經(jīng)過判斷,芯片可控制場效應(yīng)管的G極做出各種控制響應(yīng)。

  根據(jù)802.3at協(xié)議的定義和芯片的功能設(shè)計,芯片將根據(jù)不同的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷,然后再進(jìn)行檢測,分級,端口電壓啟動,過流保護(hù),欠壓和過壓保護(hù)等動作。從而實現(xiàn)整個芯片系統(tǒng)的運(yùn)行。

  在調(diào)試過程中,在48V輸入端并接了2個0.1uf的電容,用來抑制電源的紋波系數(shù),增強(qiáng)抗干擾能力,提高電源的可靠性。同時,在48V的端還選用了SMIB58瞬態(tài)抑制管,用于防止大電流的沖擊,避免器件受損。

  的1、2、3腳為外接串行總線的接口線,本文中不采用I2C串行總線,根據(jù)設(shè)計文獻(xiàn)要求,必須將這3根線接地。

  芯片的5、6、7、8腳作為器件的從地址的位置編碼端,在設(shè)計中也必須接地。

  根據(jù)IEEE802.3af協(xié)議對PSE和PD之間接口定義的連接標(biāo)準(zhǔn),POE的網(wǎng)絡(luò)的端口接線方法有兩種接法,如圖2、圖3所示。

  根據(jù)IEEE802.3af協(xié)議對PSE和PD之間接口定義的連接標(biāo)準(zhǔn),POE的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的端口接線方法有兩種接法,如圖2、圖3所示。

  圖2為A型接法,其中的RJ45端口在承擔(dān)傳輸輸入輸出信號的同時還需要傳輸直流電,1、2芯線為正極輸出,3、6芯線為負(fù)極輸出。

  圖3為B型接法,圖3所示的RJ45的4、5,7、8芯線用做PSE的直流電源的輸出。其中的4、5芯線連接電源的正極,7、8芯線連接電源的負(fù)極。

  由于在RJ45的端口定義中,4、5,7、8芯線不承擔(dān)信號傳輸?shù)墓δ?,因此,在PSE的設(shè)計中需要考慮的電氣特性相對簡單。本文中選擇了B型接法作為系統(tǒng)設(shè)計的電源輸出,這也將為之后的與芯片合成帶來方便。

  的取樣關(guān)鍵在于輸出電路取樣電阻的測試精度,因此,在具體的PCB布線設(shè)計時采用了開爾文檢測的布線方式,從而保證了電路的測試精度。這點在具體的布線布局和設(shè)計中尤為重要。每個取樣電阻都采用1206的封裝,可以減少因電路的走線帶來的采樣偏差。

  四、交換芯片的配合應(yīng)用

  本系統(tǒng)采用IP175C芯片作為以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的處理器。該芯片是專門為小型的企業(yè)和家庭級的以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)計的處理芯片,芯片已經(jīng)長期使用,狀態(tài)情況良好,性能穩(wěn)定,業(yè)界評價很高,是與相配合的理想的交換芯片。

  有關(guān)IP175C芯片這部分本文不再進(jìn)行展開描述,重點對修正部分進(jìn)行必要的闡述。

  為保證MAX5980的工作穩(wěn)定,IP175C的工作電壓必須從MAX5980的輸入端接入,通過LM2594降壓至IP175C所需的工作電壓。同時,網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和PSE的端口指示電路的供電電壓也必須從MAX5980的輸入端接入。

  以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)信號,經(jīng)過IP175C處理器進(jìn)行交換處理,信號從RJ45端口輸出,接口電路如圖4所示。

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