探索PEM3100系列30W以太網(wǎng)供電（PoE+）PD模塊的卓越性能

在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)計中，以太網(wǎng)供電（PoE）技術(shù)因其便捷性和高效性而得到廣泛應(yīng)用。PEM3100系列30W以太網(wǎng)供電（PoE+）PD模塊作為一款先進的產(chǎn)品，為眾多以太網(wǎng)設(shè)備提供了可靠的電源解決方案。下面，我們將深入探討這款模塊的特點、性能及應(yīng)用。

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產(chǎn)品概述

PEM3100系列是完全符合IEEE 802.3at以太網(wǎng)供電（PoE+）標準的受電設(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，無論是IEEE 802.3at（PoE+）還是IEEE 802.3af（PoE）兼容的供電設(shè)備（PSE）都能適配。該模塊具備完整的PoE+雙事件和單事件PoE簽名，用于第1層分類，并通過“AT Detect”引腳支持第2層分類。其高效的DC - DC轉(zhuǎn)換器能夠提供高達30瓦的功率，輸出電壓穩(wěn)定、噪音低、紋波小，還內(nèi)置了浪涌電流、過載和輸出短路保護功能。這為PTZ攝像機、WiMAX塔和接入點、無線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、簡便且經(jīng)濟高效的“PoE啟用”方法。

產(chǎn)品特性亮點

標準兼容性

PEM3100系列完全符合IEEE 802.3at和802.3af標準，這確保了它能夠與各種兼容的PSE設(shè)備無縫協(xié)作，為設(shè)備的穩(wěn)定運行提供了堅實的基礎(chǔ)。

高功率輸出

該模塊能夠提供高達30瓦的輸出負載（30瓦峰值持續(xù)時間最長30秒，占空比為10%），并且屬于IEEE功率類別4，能夠滿足許多高功率設(shè)備的用電需求。

高效節(jié)能

具有高效率的特點，能夠在提供高功率輸出的同時，降低能源損耗，符合現(xiàn)代綠色能源的發(fā)展趨勢。

緊湊設(shè)計

采用緊湊的水平安裝封裝，所需的外部組件最少，不僅節(jié)省了電路板空間，還降低了設(shè)計成本。

分類功能

“AT Detect”引腳支持第2層分類，方便設(shè)備進行更精確的功率管理和分配。

電氣隔離

具備1500伏直流隔離（輸入到輸出），有效保障了設(shè)備的電氣安全。

保護功能

擁有過載保護和連續(xù)短路保護功能，當超過最大功率時，模塊會進入過流模式，并在過載條件消除后自動恢復(fù)，提高了設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。

輸出特性

輸出電壓有12V、18V和24V直流可選，并且支持輸出電壓調(diào)節(jié)，還能支持外部輔助電源，滿足不同設(shè)備的多樣化需求。同時，輸出紋波和噪音低，確保了電源的質(zhì)量。

環(huán)保合規(guī)

符合RoHS 2002/95/EC標準，體現(xiàn)了產(chǎn)品的環(huán)保理念。

產(chǎn)品選型與性能參數(shù)

產(chǎn)品選型

PEM3100系列有不同的型號可供選擇，如PEM3112（12V輸出）、PEM3118（18V輸出）和PEM3124（24V輸出），它們的輸出效率均為85%，固定為IEEE功率類別4，連續(xù)輸出功率為24瓦，峰值功率為30瓦。

絕對最大額定值

• 電源電壓（VCC）：0V ~ 57V DC
• 存儲溫度（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

輸入電壓范圍為36V到57V DC，欠壓鎖定電壓為30V到36V，輸入電流典型值為600mA，最大浪涌電流為650mA，工作溫度范圍為 - 20°C到70°C，IEEE 802.3at/af功率分類為固定類別4。

直流輸出特性

線路調(diào)節(jié)率為0.2%，負載調(diào)節(jié)率為0.5%，輸出紋波和噪音最大為150mVp - p，隔離電壓為1500V，溫度系數(shù)斜率為100到300ppm/°C，輸出短路持續(xù)時間為無限。

引腳說明與功能描述

引腳說明

PEM3100模塊的引腳分為輸入引腳和輸出引腳。輸入引腳包括EMI（用于改善EMI過濾）、VIN+（連接輸入橋整流器的正輸出）、VIN - （連接輸入橋的負輸出）、ATD（AT檢測引腳）、RSD（遠程關(guān)機引腳）、NC（空腳）和CPR（遠程關(guān)機引腳）；輸出引腳包括+VDC（提供DC/DC轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)壓輸出）、EMO（用于改善EMI過濾）、OADJ（可調(diào)節(jié)輸出電壓）和 - VDC（+VDC輸出的接地返回）。需要注意的是，為了保持隔離完整性，應(yīng)始終通過X或Y安全電容連接相應(yīng)的輸入和輸出極，并根據(jù)物理封裝在主板PCB上保持隔離屏障。

功能描述

輸入兼容性

PEM3100系列與所有IEEE 802.3af / at兼容的PSE設(shè)備兼容，支持數(shù)據(jù)/信號對（模式A）或備用對（模式B）的不同功率注入選項。它還提供外部輸入橋整流器，提高了系統(tǒng)設(shè)計的靈活性和散熱分布。

工作模式

該模塊有五種工作模式：復(fù)位、簽名檢測、分類、空閑和開啟。復(fù)位模式下，所有模塊塊被禁用；檢測模式下，模塊向PSE提供有效的POE PD響應(yīng)；分類模式下，模塊通過單事件分類（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；空閑模式在分類后進入，直到施加全功率輸入電壓；開啟模式下，模塊啟用并向DC - DC控制器和本地應(yīng)用電路供電。

PD簽名

當PEM3100連接到符合IEEE 802.3af / at標準的PSE的Cat 5e或更高等級的以太網(wǎng)電纜時，它會自動向PSE呈現(xiàn)受電設(shè)備（PD）簽名，PSE識別后將提供電力。

IEEE POE功率分類方法

為了實現(xiàn)正確的功率分配和管理，IEEE 802.3af和802.3at標準規(guī)定PD通過類系統(tǒng)向PSE告知其所需的功率水平。PEM3100支持雙事件第1層（物理層）分類，通過檢測PSE的類型（Type 1或Type 2），并通過ATD引腳的高低電平來指示。同時，模塊集成了專有數(shù)字濾波器，以防止分類階段因以太網(wǎng)線路上的噪聲或瞬態(tài)振鈴導(dǎo)致的誤判。

AT檢測（ATD引腳）

在第2層（鏈路層）分類中，為了從PSE提取超過15.4W的功率，主機板控制器需要通過數(shù)據(jù)鏈路層確認它是Type - 2 PD。ATD引腳可以通過光耦合器連接到主機板，當連接到Type - 2 PSE時，ATD引腳變?yōu)楦唠娖剑?a href="http://m.sdkjxy.cn/yuanqijian/guangou/" target="_blank">光耦合器導(dǎo)通，主機板控制器可以據(jù)此確認PSE能夠提供超過15.4W的功率。

遠程關(guān)機（RSD）

PEM3100系列具備遠程關(guān)機功能，可用于主機板需要關(guān)閉模塊的情況。通過將RSD引腳連接到主機板（需通過光耦合器以保持1500V隔離屏障），主機板可以通過將RSD引腳從低電平拉到高電平來關(guān)閉模塊。如果不使用該功能，應(yīng)將RSD連接到Vin - 。

隔離

該模塊滿足IEEE 802.3af / at標準中對PD的安全隔離要求，通過了1500V的沖擊測試，確保了設(shè)備的電氣安全。

輸出電壓調(diào)節(jié)

PEM3100系列的OADJ引腳允許使用1/16W功率額定值或更高、1%公差的電阻來調(diào)節(jié)輸出電壓。電阻應(yīng)連接在OADJ引腳和+VDC或 - VDC引腳之間，但一次只能進行一種連接，并且輸出電壓的變化不得超過標稱電壓的±10%或±1.5V（取較低值）。

熱性能與散熱措施

熱生成

與任何功率組件一樣，PEM3100模塊在工作時會產(chǎn)生熱量。其產(chǎn)生的熱量大小取決于所需驅(qū)動的輸出負載，最大環(huán)境工作溫度為70°C。在設(shè)計階段，必須考慮足夠的通風和氣流，以確保模塊的正常運行。

散熱措施

可以通過強制氣流冷卻模塊、使用外部散熱器或電源平面散熱器來提高模塊的熱性能，這兩種方法也可以結(jié)合使用。模塊提供了輸入和輸出各一個位置用于添加外部散熱器，同時，主板上的電源平面散熱器是一種相對簡單的散熱方法，可將PEM3100的部分熱量帶走。需要注意的是，為了確保正確的輸出電壓，必須保持OADJ引腳、EMO引腳、+VDC引腳和 - VDC引腳之間的電氣隔離。此外，為了更好地散熱，應(yīng)將PEM3100焊接在電源平面上，避免使用插座，因為插座可能會產(chǎn)生電壓尖峰。在極端情況下，還可以使用導(dǎo)熱膠將額外的散熱器粘貼在主變壓器上。

應(yīng)用注意事項與領(lǐng)域

應(yīng)用注意事項

以太網(wǎng)供電（PoE）技術(shù)允許通過數(shù)據(jù)電纜為終端設(shè)備提供電力，減少了網(wǎng)絡(luò)安裝所需的電線數(shù)量，降低了成本，減少了停機時間，便于維護，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現(xiàn)“PoE啟用”。在使用時，強烈建議使用符合IEEE 802.3at / af標準的電源供應(yīng)設(shè)備，以防止對模塊造成損壞，因為模塊缺乏輸出級熱保護。同時，系統(tǒng)設(shè)計師必須在PEM3100輸入處提供ESD保護，如SMAJ58A（單向）或SMAJ58CA（雙向）TVS二極管，以防止過電壓浪涌損壞，并確保系統(tǒng)的EMC合規(guī)性。

應(yīng)用領(lǐng)域

PEM3100系列模塊適用于多種領(lǐng)域，包括安全和報警系統(tǒng)、IP語音電話、訪問控制系統(tǒng)、IP攝像機、顯示器、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器、公共廣播系統(tǒng)、無線接入點、環(huán)境控制、遙測和遠程環(huán)境監(jiān)測等。

綜上所述，PEM3100系列30W以太網(wǎng)供電（PoE+）PD模塊以其豐富的特性、可靠的性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，為以太網(wǎng)設(shè)備的設(shè)計和開發(fā)提供了一個優(yōu)秀的電源解決方案。電子工程師在設(shè)計相關(guān)設(shè)備時，不妨考慮這款模塊，以提高設(shè)備的性能和競爭力。大家在實際應(yīng)用中是否遇到過類似模塊的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。