使用以太网电源及用电设备的接口实例

由DPA423G构成通用以太网电源（PSE）及用电设备（PD）的接口电路如图8-5所示。该电源的输入电压范围是+36～72V，默认的额定输出功率为6.6W（3.3V、2A），默认的峰值输出功率为8.3W（3.3V、2.5A），电源效率为78%。该电源可对所有级别（0级、1级、2级和3级）的PD进行检测和分级。它是通过电阻来设定分级电流的，对于0级，还需去掉电路中的部分元器件。以太网电源（PSE）及用电设备（PD）的分级详见表8-1。有关以太网电源接口电路的工作原理可参阅本章实例三。

表8-1 以太网电源（PSE）及用电设备（PD）的分级

以太网连接器包含若干个线对。根据IEEE-802.3af国际标准，采用端跨（end-point）的PSE可通过数据线对（1-2、3-6）或备用线对（4-5、7-8）为PD供电。图8-5中标明了PSE的数据线对及备用线对。若采用中跨（mid-span）的PSE，则只能使用双绞线闲置的备用线对（4-5、7-8）供电，且不能在千兆连线上使用PSE。VD₁～VD₈为隔离二极管。

R₁₃为检测电阻，通过检测电流来确认该以太网用电设备是否需要供电。由VT₂、VT₃和R₁₄构成350μA的电流源，给IC₄（TL431）提供偏流。分级电流源由VT₃构成。当输入电压低于11V时，VD_Z2截止（相当于开路），通过VT₂、VT₃和R₁₅禁止分级电路工作。当输入电压达到+57V时，可将分级电路的功耗不超过150mW（含检测电阻的功耗）。

PSE电源采用反激式拓扑结构。由DPA423G提供PWM控制、电源启动、过电流/过电压及过热保护功能。利用MOSFET（V）构成开关电路，可控制电源的开启或关断。当输入电压超过27V时，稳压管VD_Z3被反向击穿，将电压钳位在27V上，使MOSFET导通，将电源开启；与此同时钳位电压还使VT₅导通，进而将分级电流源关闭，以降低其功耗。

由C₁、L₁和C₂构成输入端的EMI滤波器。R₂为输入欠电压值/过电压阈值设定电阻，所设定的欠电压阈值为33V，过电压阈值为86V。R₃为从外部设定极限电流的电阻。DPA423G所默认的极限电流I_LIMIT=1.16A（典型值），但通过外部电阻可减小极限电流值。使I′_LIMIT=K_II_LIMIT。K_I为极限电流的衰减因数，K_I=25%～100%。取R₃=8.66kΩ时，所设定的漏极极限电流I′_LIMIT=0.85I_LIMIT=0.85×1.16A=0.99A。稳压管VD_Z1可将漏极电压钳位在安全范围以内。

VD₉为输出整流管，采用SL42型4A/20V的肖特基二极管。输出滤波电容C₆～C₈采用低等效串联电阻（ESR）的钽电容，以减小开关纹波和降低功耗。输出扼流圈L₂和陶瓷电容器C₉，用于降低输出端的高频噪声及纹波。(www.xing528.com)

图8-5 通用以太网电源(PSE)及用电设备(PD)的接口电路

精密光耦反馈电路由光耦合器PC357和可调式精密并联稳压器TL431组成。输出电压经R₁₁和R₁₂取样后，与TL431内部2.5V基准电压进行比较，产生误差电压，再通过PC357去改变DPA423G的输出占空比，实现稳压目的。C₁₁为频率补偿电容，C₁₂为软启动电容，可防止在启动过程中输出端发生电压过冲。偏置绕组经过VD₁₀和C₁₀整流滤波后，给PC357提供偏置电流。由VT₁、VD₁₀和R₄～R₆组成输出过电压保护电路。

设计要点：

（1）高频变压器采用ER14.5型铁氧体磁心。一次绕组用ϕ0.16mm漆包线分两层绕10×2匝；将二次绕组夹在这两层中间，用ϕ0.33mm漆包线双股并绕2匝。偏置绕组用ϕ0.16mm漆包线绕8匝。一次绕组的电感量L_P=120μH（允许偏差±10%），最大漏感量L_P0=3μH，谐振频率超过7.5MHz。

（2）隔离二极管VD₁～VD₈均采用DL4002型玻璃钝化整流二极管，不得用普通硅整流管1N4002代替。

（3）一次侧钳位二极管VD_Z1，应采用SMAJ150A型150V的瞬态电压抑制器（TVS）。