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以太网供电技术标准综述( 二 )

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一旦侦测到有效的PD，PSE需要了解PD的用电量，便于系统对电源的治理 。这个过程称为PD分级(IEEE标准规定此过程是可选的) 。这一阶段，PSE利用一个 15.5V~20.5V的探测电压来检测PD的功率级别 。通过从线上吸收一个恒定电流——分级特征信号，PD向PSE表明自己所需的最大功率 。PSE测量这个电流，以确定PD属于哪个功率级别 。分级期间使用的PSE电压源必须限制到100mA，以避免损坏失效的PD，而且它的连接时间不能超过75ms，以对PD功耗加以控制 。表2列出了分级情况及其恒流特征 。
成功侦测和分级后，PSE就可向PD供电了 。供电期间，PSE还要对每个端口的供电情况进行监视，提供欠压和过流保护 。
PSE不能向非PD设备传输电力，同样PSE也不能在PD已经断开后还使电源处于接通状态 。因为供电电缆有可能会插在一个非PD设备上，或引起线缆的短接 。IEEE802.3af标准规定了两种方法让PSE检测PD是否断开，即DC断路检测法和AC断路检测法 。不同的芯片供给商根据系统的实际情况选择了最适合他们系统的检测方法 。
【以太网供电技术标准综述】DC断路法根据从PSE流向PD的直流电流大小，判定PD是否在线 。当电流在给定时间tDIS (300ms~400ms) 内保持低于阈值IMIN (5mA~10mA )时，PSE就认为PD不存在，从而切断电源 。这种方法的缺点是，当PD工作在低功耗模式时，为避免掉线，PD必须周期性地从线上吸取一定的电流 。AC断路法是测量以太网端口的交流阻抗，当没有设备连接到PSE时，端口应该是高阻抗，可能达到几MΩ；而当接有PD时，端口的阻抗会小于26.5kΩ；假如PD消耗大量功率，那么阻抗通常会更低 。端口阻抗(ZPORT)通过加电压(VAC)和测量得到的电流(IAC)来决定，即ZPORT = VAC / IAC。

目前已有多家半导体厂商提供了符合IEEE802.3af规格的PSE控制器 。这些器件在降低系统成本、提供更高可靠性的同时，也加速了以太网供电的广泛普及 。这些控制器为凌特公司(Linear)的LTC4258/59、德州仪器(TI)的TPS2383、以色列PowerDsine公司的 PD64008、美信公司(Maxim)的MAX5922A/B/C及即将上市的MAX5935 。其中Linear的LTC4258/59可以对四路以太网供电端口进行治理，具有自主运行(无需处理器干涉)情况下即可按序处理有任务的功能，对每路都可以单独设置其工作模式(自动、半自动、手动、关闭) 。
3 受电设备PD
首先，PD应能通过信号线或备用线接收电源，通常由二极管对两个电源进行线“或”来实现，因为IEEE规格要求同时只能有一个线对传输电源；同时PD应该能不受电源极性的限制，这通常可以使用整流桥或其它方法来实现自动极性转换 。
当PSE用2.8V~10V之间的电压侦测时，PD必须具有表1所列的输入特性 。PD的输入端口可具有高达1.9V的偏移电压(以容许二极管的压降)和10μA的偏移电流(漏电流) 。
当PSE用15.5V~20.5V之间的电压侦测时，PD需要通过吸收一定的恒流来表明自己所需要消耗的功率(可选)，所以 PSE 能预算PD的功耗，同时也方便PSE对电源的治理 。
探测和分级完成后，PD就会从PSE获得一个44V~57V的电压，这时PD要遵守几条规定 。在端电压升到30V以前，不应该消耗太大的负载电流，以避免与分级特征信号互相干扰；当电压达到42V时，必须处于完全工作状态 。工作状态时PD端口电压应该在36V~57V之间，而当PD的端口电压跌落到30V~36V之间时，PD应该关断端口 。PD工作时不能连续消耗350mA电流或12.95W功率，短时内答应有400mA的浪涌电流 。PD的输入电容必须低于180μF，以便在电源接通时将浪涌电流保持在合理的水平；假如输入电容大于180μF，PD就要主动限制浪涌电流，使它低于400mA 。最后，PD至少要保持10mA的电流且交流阻抗要维持在26.25kΩ或更少，以避免掉线 。

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