PEM3100系列30W以太網(wǎng)供電增強(qiáng)型（POE+）PD模塊的深度解析

在現(xiàn)代電子設(shè)備集成化和智能化的大潮中，以太網(wǎng)供電（PoE）技術(shù)憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)得到了廣泛應(yīng)用，能夠?yàn)樵O(shè)備提供便捷的供電解決方案。PEM3100系列30W以太網(wǎng)供電增強(qiáng)型（POE+）PD模塊作為一款重要的產(chǎn)品，在滿足IEEE 802.3at標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，為眾多以太網(wǎng)設(shè)備的供電需求提供了高效、可靠的解決方案。今天，我們就來(lái)深入了解一下這款模塊。

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產(chǎn)品概述

PEM3100系列是符合IEEE 802.3at以太網(wǎng)供電增強(qiáng)型（PoE+）標(biāo)準(zhǔn)的受電設(shè)備（PD）電源提取模塊。它可以從CAT5以太網(wǎng)電纜中提取電力，兼容IEEE 802.3at（POE+）和IEEE 802.3af（POE）的供電設(shè)備（PSE）。該系列模塊為第1層分類提供完整的雙事件PoE+和單事件POE簽名，并通過(guò)“AT Detect”引腳支持第2層分類。其高效的DC - DC轉(zhuǎn)換器可提供高達(dá)30瓦的功率，輸出穩(wěn)壓、低噪聲、低紋波，還具備內(nèi)置浪涌電流、過(guò)載和輸出短路保護(hù)功能。這為PTZ攝像機(jī)、WiMAX?塔和接入點(diǎn)、無(wú)線N設(shè)備、RFID閱讀器、POS終端、瘦客戶端終端和IP電話等以太網(wǎng)設(shè)備制造商提供了一種快速、簡(jiǎn)便且經(jīng)濟(jì)高效的“PoE啟用”方法。

產(chǎn)品特性

標(biāo)準(zhǔn)兼容性

完全符合IEEE? 802.3at和802.3af標(biāo)準(zhǔn)，確保與各種PSE設(shè)備的兼容性，為設(shè)備的互聯(lián)互通提供了堅(jiān)實(shí)保障。

功率輸出

可提供高達(dá)30瓦的輸出負(fù)載（30瓦峰值，最大持續(xù)30秒，占空比為10%），滿足多種設(shè)備的供電需求。

功率分類

支持IEEE功率類別4，能夠準(zhǔn)確匹配不同的供電需求，實(shí)現(xiàn)高效的功率分配。

效率與設(shè)計(jì)

具有高效率，采用緊湊的水平安裝封裝，所需外部組件最少，降低了設(shè)計(jì)成本和復(fù)雜度。

分類與隔離

通過(guò)“AT Detect”引腳支持第2層分類，輸入到輸出具有1500伏直流隔離，提高了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

保護(hù)功能

具備過(guò)載保護(hù)和連續(xù)短路保護(hù)功能，當(dāng)超過(guò)最大功率時(shí)，模塊會(huì)進(jìn)入過(guò)流模式，并在過(guò)載條件消除后自動(dòng)恢復(fù)。

輸出特性

輸出紋波和噪聲低，提供12V、18V和24V直流輸出電壓型號(hào)，且輸出電壓可調(diào)，還支持外部輔助電源。同時(shí)，產(chǎn)品符合RoHS 2002/95/EC標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保可靠。

產(chǎn)品選型與參數(shù)

產(chǎn)品選擇

PEM3100系列有PEM3112、PEM3118和PEM3124三個(gè)型號(hào)，分別對(duì)應(yīng)12V、18V和24V的輸出電壓，效率均為85%，固定為功率類別4，連續(xù)輸出功率為24瓦，峰值輸出功率為30瓦。

絕對(duì)最大額定值

• 電源電壓（VCC）：0V ~ 57V DC
• 存儲(chǔ)溫度（TS）：-25°C ~ +100°C
• 輸出電壓（VOUT）：0V到受控輸出電壓（工作或非工作狀態(tài)）

輸入特性

• 輸入電壓（DC）：36V ~ 57V
• 欠壓鎖定（DC）：30V ~ 36V
• 輸入電流（DC）：100mA ~ 600mA
• 最大浪涌電流：650mA
• 工作溫度：-20°C ~ 70°C
• IEEE 802.3at/af功率分類：固定類別4

直流輸出特性

• 線路調(diào)節(jié)：典型值為0.2%
• 負(fù)載調(diào)節(jié)：典型值為0.5%
• 輸出紋波和噪聲：典型值為150mVp - p
• 隔離電壓（DC）：1500V
• 溫度系數(shù)（斜率）：100ppm/°C ~ 300ppm/°C
• 輸出短路持續(xù)時(shí)間：無(wú)限

引腳說(shuō)明

輸入引腳

• EMI：可用于額外的EMI過(guò)濾，通過(guò)安全電容連接到EMO引腳。
• VIN+：連接到輸入橋式整流器的正輸出端。
• VIN-：連接到輸入橋式整流器的負(fù)輸出端。
• ATD：AT檢測(cè)引腳，用于第2層分類。
• RSD：可用于從目標(biāo)設(shè)備遠(yuǎn)程關(guān)閉模塊。
• NC：未連接。
• CPR：遠(yuǎn)程關(guān)閉引腳。

輸出引腳

• +VDC：提供DC/DC轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)壓輸出。
• EMO：可用于額外的EMI過(guò)濾，通過(guò)安全電容連接到EMI引腳。
• OADJ：可調(diào)整輸出電壓。
• -VDC：+VDC輸出的接地返回端。

功能描述

輸入兼容性

PEM3100系列與所有符合IEEE 802.3af / at的供電設(shè)備（PSE）兼容，支持?jǐn)?shù)據(jù)/信號(hào)對(duì)（模式A）或備用對(duì)（模式B）的不同功率注入選項(xiàng)。模塊提供外部輸入橋式整流器，提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性和散熱分布。

工作模式

模塊具有五種工作模式：

1. 復(fù)位：所有模塊塊禁用。
2. 檢測(cè)：對(duì)來(lái)自符合IEEE的PSE的檢測(cè)請(qǐng)求提供有效的POE PD響應(yīng)。
3. 分類：通過(guò)單事件分類（IEEE 802.af）或雙事件物理層（第1層）分類（IEEE 802.3at）向PSE指示功率需求。
4. 空閑：分類后進(jìn)入此狀態(tài)，直到施加全功率輸入電壓。
5. 開(kāi)啟：PD啟用，為DC - DC控制器和本地應(yīng)用電路供電。

PD簽名

當(dāng)連接到符合IEEE 802.3af / at的PSE的Cat 5e或更高等級(jí)以太網(wǎng)電纜時(shí)，PEM3100會(huì)自動(dòng)向PSE呈現(xiàn)受電設(shè)備（PD）簽名，使PSE識(shí)別并供電。

IEEE POE功率分類方法

為了實(shí)現(xiàn)正確的功率分配和管理，IEEE 802.3af和802.3at標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了PD通過(guò)類系統(tǒng)向PSE告知所需功率水平。PEM3100支持雙事件第1層（物理層）分類，通過(guò)檢測(cè)PSE類型（Type 1或Type 2）并通過(guò)ATD引腳指示。同時(shí)，模塊集成了專有數(shù)字濾波器，防止分類階段因噪聲或瞬態(tài)振鈴導(dǎo)致的誤判。

AT檢測(cè)（ATD引腳）

在第2層（鏈路層）分類中，為了從PSE提取超過(guò)15.4W的功率，主機(jī)板控制器需要通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路層確認(rèn)是Type - 2 PD。ATD引腳可通過(guò)光耦合器連接到主機(jī)板，根據(jù)PSE類型控制光耦合器的開(kāi)關(guān)，使主機(jī)板控制器了解PSE的供電能力。

遠(yuǎn)程關(guān)閉（RSD）

PEM3100系列具有遠(yuǎn)程關(guān)閉選項(xiàng)，可用于主機(jī)板需要關(guān)閉模塊的情況。通過(guò)將RSD引腳連接到主機(jī)板的光耦合器，主機(jī)板可以控制模塊的開(kāi)關(guān)。當(dāng)RSD引腳激活時(shí)，模塊輸出關(guān)閉。如果不使用此功能，應(yīng)將RSD連接到Vin -。

隔離

PEM3100模塊滿足IEEE 802.3af / at標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)受電設(shè)備的安全隔離要求，通過(guò)了1500V脈沖測(cè)試。

輸出電壓調(diào)整

模塊的OADJ引腳允許使用1/16W功率額定值或更高、1%公差的電阻來(lái)調(diào)整輸出電壓。電阻應(yīng)連接在OADJ引腳和+VDC或 - VDC引腳之間，但一次只能進(jìn)行一種連接，且輸出電壓變化不得超過(guò)標(biāo)稱電壓的±10%或±1.5V（PEM3124最大為24.5V）。

熱性能

熱量產(chǎn)生

PEM3100模塊在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，其產(chǎn)生的熱量取決于輸出負(fù)載。最大環(huán)境工作溫度為70°C，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮足夠的通風(fēng)和氣流。

散熱措施

可以通過(guò)強(qiáng)制氣流冷卻、使用外部散熱器或電源平面散熱器來(lái)提高模塊的熱性能。模塊提供了輸入和輸出兩個(gè)位置用于添加外部散熱器，電源平面散熱器可通過(guò)將 - VDC輸出引腳連接到主板PCB上的散熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，需要保持OADJ、EMO、+VDC和 - VDC引腳之間的電氣隔離，以確保輸出電壓的穩(wěn)定性。

應(yīng)用說(shuō)明與領(lǐng)域

應(yīng)用說(shuō)明

以太網(wǎng)供電（PoE）技術(shù)允許數(shù)據(jù)電纜在傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)為終端設(shè)備供電，減少了網(wǎng)絡(luò)安裝所需的電線數(shù)量，降低了成本，減少了停機(jī)時(shí)間，便于維護(hù)，并提高了安裝靈活性。PEM3100系列模塊提供了模塊化解決方案，具有第1層IEEE 802.3at / af兼容性簽名和隔離的板載DC/DC轉(zhuǎn)換器，使以太網(wǎng)設(shè)備制造商能夠輕松實(shí)現(xiàn)“PoE啟用”。建議使用符合IEEE 802.3at / af的電源供應(yīng)設(shè)備，并在模塊輸入處提供ESD保護(hù)，以防止過(guò)電壓浪涌損壞模塊。

應(yīng)用領(lǐng)域

PEM3100系列模塊適用于多種領(lǐng)域，包括安全和報(bào)警系統(tǒng)、IP語(yǔ)音電話、訪問(wèn)控制系統(tǒng)、IP攝像機(jī)、顯示器、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器、公共廣播系統(tǒng)、無(wú)線接入點(diǎn)、環(huán)境控制、遙測(cè)和遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測(cè)等。

總之，PEM3100系列30W以太網(wǎng)供電增強(qiáng)型（POE+）PD模塊憑借其豐富的功能特性和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，為以太網(wǎng)設(shè)備的供電提供了可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們需要根據(jù)具體需求合理選擇和使用該模塊，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。你在使用類似模塊時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。