IEEE 802.3af 以太网供电 (PoE) 标准于 2003 年 6 月批准通过。此后,诸如 IP 电话与无线 LAN 接入点等众多应用纷纷开始遵从这一最新标准。PoE 市场中新推出了用于以太网线缆两端的几种 PoE电源控制器。例如,TPS2383A 是符合 IEEE 802.3af 标准的控制器,用于线缆的供电设备 (PSE) 端,而 TPS2375 则是 IEEE 802.3af 用电设备 (PD) 控制器,用于线缆的下行端。上述控制器不仅简化了 PoE 设计,而且还使之更为可靠,并符合标准。采用 PoE 之后,越来越多的终端设备都设计为可以直接从以太网线缆/RJ-45 连接器获得电力。但是,IEEE 802.3af 标准限制 PSE 可提供的功率为 15.4W,而用于 PD 的功率为

12.95W。如果应用要求的功率大于IEEE 802.3af 标准允许的量,则设计人员就要以创造性方法推出标准以外的解决方案。幸运的是,目前市场中提供的器件可用于上述类型的设计。我们应当记住,这些解决方案要求 PSE 提供更高的功率,但范围仍保持在以太网线缆和 RJ-45 连接器的最大安全工作电流之内。

高功率用电设备

就符合 IEEE 802.3af 标准的 PD 而言,所采用的最大 DC 电流为 350mA,限流为 450mA。为了从 PSE 获得更高的功率,我们可用热插拔控制器实施标准以外的高功率 PD。我们可采用如图 1 所示的 TPS2490 实施此类解决方案。工作电流与限流都由电流感应电阻器和所选的外部MOSFET进行外部设置。感应电阻器RS设置最大DC限流,且应用应选择外部MOSFET。此外,通过选择电阻分压器 RPROG1 和 RPROG2 来对功率限制特性进行编程,TPS2490 还可用于保护外部MOSFET（见 TPS2490 数据手册）。正如我们所指出的那样,就其从线缆所获得的功率量以及被检测为有效 PD 的情况来看,该解决方案是超出标准之外的。

图1.带有标准以外UVLO的高功率PD

如果我们需要 IEEE 802.3af 标准所定义的有效 PD,那么与 RUV1 及 RUV2并联的等效电阻 RDET 就可被设为约等于 24.9Kohms。这就能够满足标准定义的有效 PD 检测电阻要求了。我们还应注意,选择 RUV1 和RUV2 时应满足所需的通电阈值（见 TPS2490 数据手册）。

为了实现符合IEEE 802.3af标准的打开和关闭输入阈值电压,我们还要添加额外的电路,如图 2所示。该电路还可用于编程打开和关闭阈值,通过调节 RUV1、RUV2 以及 RUV3 的电阻值来达到所需范围。RUV1 和 RUV2 间的分压决定了打开上升阈值电压,而 RUV1 RUV3 与 RUV2 间的分压则决定了输入的关闭阈值电压。

就图 1 与图 2 所示的两个 PD 而言,FET 应为一个 N 通道 MOSFET,带有 100V 的漏极额定电压。它还应具备 20V 的闸极额定电压以及 2A 或更高的漏极额定电流。为了通过 PD 前级 (front stage) 获得更高功率,应选择 RS 的电阻值,这样限流就比最大负载电流高出约 20%。举例来说,如 PD 最大负载（DC/DC 转换器）为 22W（或最小输入电压 44V 上的最大等效负载电流为0.5A）,则限流可设为 0.6A,这就需要把 RS 设为约 83mW。