h1_key

PoE(Power over Ethernet)即“以太網(wǎng)供電”，是一種可以通過網(wǎng)絡線纜為網(wǎng)絡設備提供電力的技術， 可將電力和數(shù)據(jù)信號同時傳輸，使得設備不需要額外的電源線纜。PoE有效解決了IP電話、無線AP、便攜設備充電器、刷卡機、攝像頭、數(shù)據(jù)采集等終端的集中式電源供電，具有可靠、連接簡捷、標準統(tǒng)一的優(yōu)勢，因而廣受青睞。

  01，PoE供電原理

  PoE供電系統(tǒng)包括兩個部分：供電設備PSE：通過以太網(wǎng)給受電設備供電的PoE設備，提供檢測、分級、智能功率管理等功能，例如：PoE交換機。受電設備PD：如無線AP、便攜設備充電器、刷卡機、攝像頭，照明等受電設備。按照是否符合IEEE標準，PD分為標準PD和非標準PD。

  PSE設備上電，PD設備通過網(wǎng)絡連接到PSE設備后，PSE與PD就開始進行供電協(xié)商：

  1.檢測PD：PSE在端口周期性輸出電流受限的小電壓，用以檢測PD設備的存在。如果檢測到特定阻值的電阻，說明線纜終端連接著支持IEEE 802.3af/at標準的受電端設備。

  2.供電能力協(xié)商即PD設備分類過程：PSE對PD進行分類，并協(xié)商供電功率。供電能力協(xié)商不僅可以通過解析PD產(chǎn)生的特定分級電流實現(xiàn)，還可以通過鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議LLDP協(xié)議進行分類和協(xié)商。

  3.開始供電：在啟動期內(nèi)(一般小于15μs)，PSE設備開始從低電壓向PD設備供電，直至提供48V的直流電壓。

  4.正常供電：電壓達到48V之后，PSE為PD設備提供穩(wěn)定可靠48V的直流電，PD設備功率消耗不超過其在分類階段所請求的功率。

  5.斷電：供電過程中，PSE會不斷監(jiān)測PD電流輸入，當PD電流消耗下降到最低值以下，或電流激增，例如拔下設備或遇到PD設備過載、短路、超過PSE的供電負荷等，PSE會斷開電源，并重復檢測過程。

  02，矽力杰高頻反激式PoE PD方案

  SQ34815是一款集成式兼容 IEEE 802.3af/at的PoE PD方案，集成PD接口和反激式電源變換器, 適用于小型 13W 隔離式 PoE 應用。PD 接口具有所有 IEEE 802.3af/at 標準功能，包括檢測、分類和 100V 熱插拔MOS以及自動維持功率特征功能。

  SQ34815反激變換器可靈活選擇原邊反饋或副邊反饋模式，以適應不同的應用需求。為了獲得更高的效率和更好的EMI性能，原邊反饋模式下反激具有準諧振谷底導通和自適應PWM/PFM控制等特征，最大開關頻率可達500kHz。內(nèi)部180V、0.65 Ω MOSFET在緊湊封裝QFN4x5中實現(xiàn)了良好的熱性能。

SQ34815同時提供了全面可靠的保護，包括OLP、VCC OVP、逐周期峰值電流限制、內(nèi)部OTP等，是低成本、小尺寸的隔離型解決方案的理想選擇。

  SQ34815高頻反激式PoE PD方案

  ◆ 兼容 802.3af/at 規(guī)范

  ◆ 100V、0.45Ω 熱插拔MOS

  ◆ 支持適配器ORing

  ◆ 13W PD輸入功率

  ◆ 自動維持功率特征(AMPS)

  ◆ 原邊反饋谷底導通和自適應PWM/PFM控制

  ◆ 副邊反饋開關頻率可編程及內(nèi)部斜坡補償

  ◆ 集成180V、0.65Ω 反激 MOSFET

  ◆ OLP/OVP/OTP

  ◆ QFN4x5封裝

  03，應用優(yōu)勢

  AMPS功能滿足協(xié)議要求

  當PD設備工作在輕載情況或者切換至適配器供電時，為了避免PSE誤認為PD已經(jīng)移除，PD設備需要從PSE拉最小的負載電流以維持其供電，該最小負載電流在IEEE 802.3協(xié)議中有明確規(guī)定。

  SQ34815配備了自動維持功率特征功能，簡稱AMPS功能，以一個0402封裝的外部電阻來調(diào)節(jié)AMPS電流的大小，輕松實現(xiàn)輕載維持PSE不掉電，以及PoE供電和適配器供電的無縫切換。

  浪涌測試魯棒性熱插拔MOS，無再啟動

SQ34815內(nèi)置的協(xié)議熱插拔MOS，可以非常好的扛住浪涌能量的沖擊，在測試中反激部分始終正常工作，輸出電壓非常穩(wěn)定，不會出現(xiàn)重啟或者掉電。

  PWM / PFM控制以獲得更高效率

  實際的af PD產(chǎn)品，往往大部分時候工作在50%~75%負載(6~10W)條件下，提高中間負載段的效率就變得很有意義。

SQ34815工作在PSR模式時，采用了PWM/PFM相結(jié)合的控制策略，相比傳統(tǒng)固定頻率的工作模式，可以提升約1.8%的半載效率和1.29%的平均效率。

  緊湊封裝內(nèi)實現(xiàn)良好散熱性能

  SQ34815采用了散熱性能良好且緊湊的QFN4*5封裝，在布板面積非常有限的情況在仍然表現(xiàn)出較低的芯片溫升。

  圖片為SQ34815 EVB實測紅外熱像圖，Box1為SQ34815。EVB規(guī)格為PoE輸入，5V2.4A輸出。