末端跨接法（End-Span）

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　　是在傳輸數據所用的芯線上同時傳輸直流電，其輸電采用與以太網數據信號不同的頻率。相應的Endpoint PSE（末端供電設備）有支持POE功能的以太網交換機、路由器、集線器或其他網絡交換設備。可以預見End-Span會迅速得到推廣，這是由于以太網數據與輸電采用公用線對，因而省去了需要設置獨立輸電的專用線，這對于僅有8芯的電纜和相配套的標準RJ-45插座意義特別重大。

　　五、用于PoE應用的低成本隔離電源問題解析

　　本文描述一種用于 POE （Power-over-Ethernet以太網供電）用電裝置（Powered DevICe-PD）的易用、 低成本 、 隔離電源 。以太網供電是通過已有的CAT-5 Ethernet 纜線為以太裝置提供數據和電源新功能。PoE由IEEE802.3af標準決定。PoE正在迅速得到制造商和用戶（如VoIP電話，無線接入點，保密相機、售貨終端）的喜愛。PoE系統優點是：

　　·低成本—可以消除墻上電源。

　　·靈活的接入點配置—無線接入點不再需要配置在AC電源的周圍（或需要有AC電源線通過）。

　　·遠程管理能力：IP電話和 WLAN接入點可以遠程上電或下電。遠程主機可以確定有多少裝置需要電源和決定哪些裝置應該通電。

　　·較高的可靠性：在開關末端可以用冗余電源。

　　·全球兼容性：PoE建立一個通用全球電源連接器。

　　為了依從IEEEE802.3af PoE標準，Ethernet線上的用電裝置（PD）必須在起動時能被識別，被分類，被控制并滿足隔離要求。按802.3af的隔離要求，一個PD應該在電源接口（PI）線，外部導線和機架地之間提供電氣隔離。隔離必須滿足IEC60950-1:200子項6.2的1500V SELV要求。安裝在塑料殼中的VoIP電話（無外部連接器或纜線）可滿足這種要求。實現隔離的另一種方法是用帶變壓器的電源變換器，它具有1500V隔離和光隔離輸出電壓反鎖。電氣隔離對VoIP電話和WLAN接入點制造商來講是一種應留心的選擇，希望在其用于下游臺式PC的產品中包含另外的Ethernet端口。

　　本文所描述的隔離電源能經Ethernet纜線為PD工作提供系統電壓。電源由下列部分組成：PoE控制器，EMI濾波器，隔離電源變換器和第二變換器。盡管此電源是專門為VoIP電話設計時，但其特性是通用的，并可容易適用于其他PoE應用，此電源的主要設計目標是：低成本、小尺寸、高效率和符合IEEE802.3af標準。此電源的完整電路示于圖1。

　　PoE控制器

　　TPS2370是做為電源設備（ PSE ）和用電裝置（PD）的接口。執行IEEE802.3af標準所需的所用檢測，分類起動電流限制和開關FET控制。當PSE加電壓1.8V~10V到24.9KΩ顯示電阻R2時，檢測Ethernet的存在，當PSE加15V~20V到分類電阻R5時，設置PD的分級。PD的分類電平標記PD需要多小來自Ethernet線路的電源。內部FET和控制電路限制來自Ethernet線路的啟動和穩態電流，用戶可用R4設置啟動電流限制。C10用于消除線路電感引起的啟動振蕩。IEEE802.3af標準限制該輸入電容器大小為0.15mF，D9防止任何耦合進Ethernet線路的瞬變。在此應用中，D1~D4隔離Ethernet電源和外部穩壓48VDC電源。二極管通常也用在Ethernet線路保護極性反向和提供自動極性校正。

　　輸入EMI濾波器

　　PD和隔離電源所產生的噪聲可能干擾所傳輸的數據和連接在同一Ethernet線路上其中PD裝置的工作。IEEE820.3af規定為保證數據完整性在PI/PD接口上所允許的最大紋波。此電源工作在100KHz，而在此頻率峰—峰電壓紋波限制是200 mV。應注意，基頻100 KHz的諧波和 PD也可產生噪聲，這會增加濾涉要求。L1、L2和C3是一個差分濾波器，用于降低隔離電源所產生的電流脈沖，由于雜散電容所致在輸入電源線上也會產生噪聲。L3和L5濾波這些共模電流。IEEE802.3af限制是共模和差分模式紋波。很多PD也必須滿足FCC/EU輻射標準，所以，共模濾法器設計應把此需求考慮進去。

　　隔離電源變換器

　　具有自動驅動同步整流器3.3V輸出的反激變換器用于該設計。同步整流器與肖特基二極管相比，具有非常小的壓降，這可增加效率。為了使用同步整流器在整個初級開關關閉時間具有一個驅動波形，就需要連續電流模式工作。T1是反激變壓器（實際是一個電感器，它儲存能量），MOSFET Q2隨可變占空比和100KHz周期開和關，使T1儲存能量，在Q2導通期間，輸出電容器提供全部負載電流。在Q2 關閉期間， Q1柵板和源極之間的電壓是正的，使其導通。電流流入輸出電容器，重新充電這些電容器并進入3.3V負載。為了穩壓3.3V輸出，測量電壓與 TLV431A并聯穩壓器U5中的基準進行比較。光電隔離器U4提供反饋通路中的隔離。U3是UCC3809 PMW控制器，它控制Q2導通時間，然后調整3.3V輸出。Q2導通時間控制儲存在T1中的能量值，依次調整提供給次級的能量，穩定3.3輸出。

　　在變壓器T1增加另一繞組（用適當的匝數比）產生第二個輸出電壓。肖特基二插管D5，在Q2關閉期間正向偏置，允許電流流入輸出電容器和5V負載。以這種方式所產生的第二個輸出是半穩壓輸出，其容差為8%~10%，這取決于輸入線路和負載。為了得到更好的穩壓，把輸出設置銷微高于所需電壓，并采用低壓降穩壓器（LDO）來提供較高的穩壓性能。LDO可達到1%~2%容差。

　　非隔離電源變換器

　　PD需要另外2個電壓，需要1個可調12V~24V（20mA），用于LCD顯示的偏置。3×3mmQFN封裝的TPS61045高頻升壓變換器U6用于升壓3.3V輸出。DSP芯核電壓需要1.5V（250mA）。TPS62210同步降壓變換器（SOT23-5封裝）U7用于降壓3.3V到1.5V （效率87%）。這兩個IC器件都具有內部電源開關和控制環路補償，這減少了外部元件數，板空間和成本。