IEEE 802.3at規(guī)范定義的以太網(wǎng)供電(PoE)是通過一條CAT-5網(wǎng)線安全地傳輸數(shù)據(jù)和電源的方法。由于它支持靈活地在任何地方安裝設(shè)備，沒有在附近尋找交流電源的限制，也不需要電工進行安裝，因此得到了廣泛應(yīng)用。

根據(jù)最初的IEEE 802.3af PoE規(guī)范，受電設(shè)備(PD)獲得的功率只有13W，這就限制了設(shè)備的應(yīng)用范圍，例如IP電話和高清安防攝像機等。在2009年，IEEE 802.3at規(guī)范將支持的功率增大到25.5W。但這還是無法滿足功率要求越來越高的PoE應(yīng)用需求，例如，微微蜂窩基站、802.11ac無線接入點、LED標(biāo)牌和加熱云臺變焦(PTZ)室外攝像機等。

在2011年，凌力爾特公司發(fā)布了新的專有標(biāo)準(zhǔn)LTPoE++，將PoE和PoE+規(guī)范擴展到90W供電，同時還維持與IEEE PoE標(biāo)準(zhǔn)100%的兼容。它支持四種不同的功率等級(38.7W、52.7W、70W、90W)，可以根據(jù)應(yīng)用要求來調(diào)整電源供電。

LTPoE++供電設(shè)備(PSE)采用了更智能的PSE隔離體系結(jié)構(gòu)，以減少元器件數(shù)量，盡量少使用昂貴的外部元器件。全面的電纜放電保護和80V絕對最大值的引腳保證了現(xiàn)場工作的高可靠性。采用外部FET使散熱性能可滿足應(yīng)用需求，提高了系統(tǒng)效率，增強了長期可靠性。LTPoE++體系結(jié)構(gòu)只需要一個PSE和PD控制器，就能夠通過100m CAT-5e電纜提供90W的功率(使用4對線供電)。

系統(tǒng)隔離要求

要實現(xiàn)以太網(wǎng)供電，需要仔細(xì)的選擇體系結(jié)構(gòu)和元器件，以降低系統(tǒng)成本，同時提高性能和可靠性。一個成功的設(shè)計必須滿足IEEE隔離要求，在短路和過流事件時保護Hot Swap FET，或者符合IEEE規(guī)范。PoE規(guī)范清楚地闡述了隔離要求，在PD應(yīng)用電路中，確保斷開接地環(huán)路，維持以太網(wǎng)數(shù)據(jù)完整性并降低噪聲。

傳統(tǒng)的PSE隔離體系結(jié)構(gòu)在主機至PSE控制器接口處隔離數(shù)字接口和電源。光耦合器等數(shù)字隔離單元本質(zhì)上非常昂貴而且不可靠。能夠?qū)崿F(xiàn)隔離功能的IC成本非常高，不支持I2C高速傳送。而且，對PSE邏輯供電的隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器增大了PCB面積和系統(tǒng)成本。

LTPoE++輕松實現(xiàn)隔離

凌力爾特公司的12端口(LTC4270 / LTC4271)和8端口PSE(LTC4290 / LTC4271)芯片組采用了不同的PSE隔離方法，將所有的數(shù)字功能遷移到隔離邊界的主機側(cè)(圖1)。這極大的降低了所需元器件的成本和復(fù)雜性。不再需要單獨的隔離DC/DC電源；LTC4271數(shù)字控制器可以使用主機的邏輯電源。LTC4271使用變壓器隔離通信方法控制LTC4290或LTC4270。低成本和廣泛應(yīng)用的以太網(wǎng)變壓器對可替代6個光耦合器。在協(xié)議中編程實現(xiàn)含有端口管理、復(fù)位和快速端口關(guān)斷功能的I2C通信機制，從而降低了輻射能量，提供1500V的隔離。

圖1：LTC4290 / LTC4271芯片組實現(xiàn)了隔離功能，不需要任何光隔離器以及專用隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器

可靠的電纜放電保護功能

考慮PoE設(shè)計的可靠性非常重要，特別是處理大量的電纜、高電壓、大電流或者高溫的情況。凌力爾特公司設(shè)計了低成本、大吞吐量的電路保護方案，能夠靈活的調(diào)整滿足IEC61000電纜放電電壓要求。只需要一個TVS來保護高電壓模擬電源，而在每一個輸出端口上采用一對低成本箝位二極管(圖2)。端口上的二極管引導(dǎo)有害的浪涌進入電源軌中，它們被浪涌抑制器以及VEE旁路電容吸收掉。浪涌抑制器還有保護PSE控制器不受VEE供電瞬變影響的優(yōu)點。凌力爾特的PSE控制器在所有模擬引腳上還有80V絕對最大額定限制，實現(xiàn)了對瞬變的保護。

圖2：可靠的電纜放電保護

降低功耗

凌力爾特的第四代PSE和PD控制器與IEEE 802.3at規(guī)范完全兼容，而且LTPoE++功率達到了90W，同時通過使用低RDS(ON)外部MOSFET和0.25Ω檢測電阻減小了熱耗散。這對于大功率系統(tǒng)非常重要，在這些系統(tǒng)中散熱設(shè)計和功率損耗的成本非常高，對于功率受限的應(yīng)用也非常重要，這些應(yīng)用要求在功率預(yù)算內(nèi)盡可能提高工作功率。集成了MOSFET的PSE和PD控制器具有較高的RDS(ON)參數(shù)，由于在器件內(nèi)部散熱，因此，很難進行散熱設(shè)計。對一個端口的損害會導(dǎo)致整個芯片受損。

LT4275(圖3)是市場上唯一能夠控制外部MOSFET的PD控制器，極大的降低了PD總熱耗，提高了功效，這對于較大功率應(yīng)用非常重要。這一創(chuàng)新的方法支持用戶調(diào)整MOSFET以滿足應(yīng)用的散熱和效率要求，支持使用30mΩ量級的低RDS(ON) MOSFET。LT4275能夠支持高達90W的功率。