ZHCSGU9C June 2017 – November 2018 TPS2373
PRODUCTION DATA.
7.4.1 PoE 概述
以下內容僅幫助理解 TPS2373 的工作原理，而不能代替 IEEE 802.3bt 標準。待定的 IEEE 802.3bt 標準是對 IEEE 802.3-2012 第 33 條 (PoE) 的更新，增加了 4 線對供電、高功率選項、附加 功能 和增強型分級。一般來說，符合 IEEE 802.3-2012 標準的設備稱為 1 型（0-3 類）或 2 型（4 類）設備，而具有更高功率和增強型分類的設備將稱為 3 型（5、6 類）或 4 型（7、8 類）設備。3 型設備還將包括支持 4 線對供電的 0-4 類設備。標準是不斷變化的，在作出設計決定時應始終參考最新標準。
IEEE 802.3bt 標準定義了一種方法，使用這種方法可以確保供電設備 (PSE) 通過電纜安全地為 PD（受電設備）供電，然后在 PD 斷開連接時切斷電源。此過程需要經歷一種空閑狀態和三種工作狀態：檢測、分類和運行。3 型和 4 型 PSE 還使用第四種工作狀態（稱為“連接檢查”）來確定 PD 是具有相同（單接口）還是獨立（雙接口或通常在 IEEE802.3bt 標準中稱為“雙特征”）的分類特征。PSE 在保持電纜斷電狀態（空閑狀態）的同時定期查看是否有設備插入；這種行為稱為檢測，如果是 3 型或 4 型 PSE，那么還包括連接檢查。在檢測和連接檢查過程中使用的低功率水平不太可能會損壞不是為 PoE 設計的設備。如果存在有效的 PD 特征，則 PSE 可能會詢問 PD 所需的功率；這就是所謂的分類。如果 PSE 擁有足夠的容量，它隨后會向 PD 供電。
3 型或 4 型 PSE 需要分別進行 3 型或 4 型的增強型硬件分類。2 型 PSE 需要進行 1 型硬件分類及數據層分類，或者增強型 2 型硬件分類。1 型 PSE 不需要進行硬件分類或數據鏈路層 (DLL) 分類。3 型或 4 型 PD 必須分別進行 3 型或 4 型硬件分類以及 DLL 分類。2 型 PD 必須進行 2 型硬件分類以及 DLL 分類。PD 可能返回默認的 13W 電流編碼類別，或者四個其他選擇之一（如果為 2 型）、六個其他選擇之一（如果為 3 型）以及八個其他選擇之一（如果為 4 型）。DLL 分類在加電完成且以太網數據鏈路建立之后發生。
一旦開始供電，PD 必須呈現維持功率特征 (MPS) 以向 PSE 確保其仍然存在。PSE 會監控其輸出是否存在有效的 MPS，如果丟失 MPS，則會關閉端口。丟失 MPS 會使 PSE 恢復到空閑狀態。Figure 22 顯示了作為 PD 輸入電壓函數的運行狀態。
Figure 22. 運行狀態 PD 輸入端通常是 RJ-45 八引線連接器，被稱為電源接口 (PI)。出于電壓降和運行裕度的考慮，PD 輸入要求與 PSE 輸出要求是不同的。為了簡化實施，不管實際安裝情況如何，該標準都將最大損耗分配給電纜。IEEE 802.3-2008 旨在運行于包括可能已具有 AWG 26 導體的 ISO/IEC 11801 C 類（根據 TIA/EIA-568 為 CAT3）電纜在內的基礎設施之上。IEEE 802.3at 2 型和 IEEE 802.3bt 3 型布線功率損耗分配和電壓降已根據 ISO/IEC11801 D 級（根據 TIA/EIA-568 為 CAT5 或更高，通常具有 AWG 24 導體）進行了調整以適應電阻值為 12.5Ω 的電源回路。Table 6 顯示了該標準的兩個修訂版本分別的主要運行限制。
Table 6. 運行限制的比較
| 標準 | 電源回路
電阻（最大值） |
PSE 輸出
功率（最小值） |
PSE 靜態輸出
電壓（最小值） |
PD 輸入
功率（最大值） |
靜態 PD 輸入電壓 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 功率 ≤ 13W | 功率 > 13W | |||||
| IEEE802.3-2012
802.3at（1 型） |
20Ω | 15.4W | 44V | 13W | 37V – 57V | 不適用 |
| 802.3bt（3 型） | 12.5Ω | 50V | ||||
| 802.3at（2 型）
802.3bt（3 型） |
12.5Ω | 30W | 50V | 25.5W | 37V – 57V | 42.5V – 57V |
| 802.3bt（3 型） | 6.25Ω（4 線對） | 60W | 50V | 51W | 不適用 | 42.5V - 57V |
| 802.3bt（4 型） | 6.25Ω（4 線對） | 90W | 52V | 71.3W | 不適用 | 41.2V - 57V |
PSE 可在 RX 和 TX 線對（對于 10baseT 或 100baseT 為引腳 1–2 和 3–6）之間施加電壓，或在兩個備用線對（4–5 和 7–8）之間施加電壓。施加到 1000/2.5G/5G/10GbaseT 系統中相同引腳組合的電源可在 IEEE 802.3bt 中被識別。1000/2.5G/5G/10GbaseT 系統可以處理所有線對上的數據，因此消除了備用線對的說法。1 型和 2 型 PSE 一次只能對一組線對施加電壓，而 3 型和 4 型 PSE 可以一次對一組或兩組線對加電。PD 使用輸入二極管電橋或有源電橋從任何可能的 PSE 配置中受電。與輸入電橋相關的電壓降會導致 PI 上的標準限值與 TPS2373 規格之間產生差異。
符合標準的 2 型、3 型或 4 型 PD 具有 1 型 PD 所不具備的電源管理要求。這些要求包括以下各項：
- 必須分別解讀 2 型、3 型或 4 型硬件分類。
- 必須在前兩個分類事件中呈現硬件 4 級（適用于 2 型和 4 型 PD 以及具有 4 級或更高級類別的 3 型 PD）。
- 3 型或 4 型單接口 PD 必須在第三個和任何后續分類事件期間呈現 0 至 3 范圍內的硬件類別。
- 必須實現 DLL 協商。
- 如果是 2 型或 3 型單接口 PD，必須有 50ms 時間的行為與 1 型 PD 相似，然后在 PSE 施加工作電壓（加電）時間超過 80ms 之前，流耗必須小于 400mA。這段時間覆蓋了 PSE 浪涌周期（此周期最長為 75ms）。
- 如果是 4 型單接口 PD，應該有 50ms 時間的行為與 1 型 PD 相似，然后在 PSE 施加工作電壓（加電）時間超過 80ms 之前，流耗必須小于 400mA。
- 輸入電壓降至低于 30V 和 10V 的任何時間，流耗不得分別超過 60mA 和 5mA。
- 如果未獲得至少 2 型硬件分類或通過 DLL 獲得許可，則功耗不得超過 13W。
- 如果未收到至少 4 個分類事件或通過 DLL 獲得許可，則功耗不得超過 25.5W。
- 如果未收到至少 5 個分類事件或通過 DLL 獲得許可，則功耗不得超過 51W。
- 必須符合各種工作模板和瞬態模板。
- 選擇性監控適配器是否存在（假設為高功率）。
由于有這些要求，PD 必須能夠動態控制其負載，并監控 TPL 和 TPH 是否出現變化。如果設計項目需要具體了解適配器是否已插入并正常運行，則應單獨監控適配器，通常使用的是光耦合器。