什么是POE？用于供電設備（PSE）的PoE方案DH2184 Demo板分析

一、什么是POE？

POE（Power Over Ethernet）指的是在現有的以太網Cat.5布線基礎架構不作任何改動的情況下，在為一些基于IP的終端（如IP電話機、無線局域網接入點AP、網絡攝像機等）傳輸數據信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術。

POE也被稱為基于局域網的供電系統（POL, Power over LAN）或有源以太網（Active Ethernet），有時也被簡稱為以太網供電，這是利用現存標準以太網傳輸電纜的同時傳送數據和電功率的最新標準規范，并保持了與現存以太網系統和用戶的兼容性。

一個完整的PoE系統包括供電端設備（PSE, Power Sourcing Equipment）和受電端設備（PD, Power Device）兩部分。

PSE設備是為以太網客戶端設備供電的設備，同時也是整個POE以太網供電過程的管理者；而PD設備是接受供電的PSE負載，即POE系統的客戶端設備

二、關于DH2184 Demo板

DH2184是一款用于供電設備（PSE）的以太網供電（PoE）器件。

DH2184-Demo具有八端口特點，DH2184是符合IEEE802.3 at PoE PSE控制器。Demo由一個母板和包含兩個DH2184器件的子板組成。DH2184-Demo提供一個針對DH2184器件子板的多端口基礎平臺接口，2個I2C通信接口COM和UART接口，一個用于MCU程序燒寫的SWIM接口。八個網口都通過浪涌測試。

1）特性：

• DH2184 PSE器件缺省為自動模式運行，所以無需通過I2C連接的操作員界面

• 八個兼容 IEEE802.3 at 標準的端口，支持100BASE-T的Type -1和Type -2設備

• 單個端口最高支持30W

• 通過Sifos PSA IEEE 802.3 at/af標準認證

• 板上 3.3V 穩壓器和片上集成3.3V LDO

• COM和UART兩個I2C接口

• 端口運行狀態發光二極管指示

• 支持對微控制芯片（MCU）程序燒錄

• 八網口均通過共模4KV、差摸2KV浪涌測試

2）應用范圍：

• 以太網交換機和路由器

• 監視盤式錄像機（VDR）

• 高功率PoE

• PoE直通系統

3）工作模式和波形圖

DH2184提供四種工作模式以適用不同的系統需求。默認情況下，自動模式允許芯片采用默認配置自動運行，無需任何軟件操作。半自動模式將對連接到端口上的設備進行檢測和分級，但不會對其進行供電，直到被軟件指令要求上電。手動模式允許軟件全權控制芯片，對系統診斷非常有用。關斷模式將終結所有操作并安全地關閉端口電源。

4）可靠性實測

對DH2184 Demo板進行超1000小時的Burnout測試，每顆MOSFET均經過超過120000次的開閉測試，所有功能、性能及關鍵參數均復測正常；所有端口通過差模2KV、共模4KV的浪涌測試，測試后功能、性能及關鍵參數均復測正常。

5）Sifos標準化實測

DH2184 Demo通過Sifos IEEE 802.3 af/at 標準測試，并提供配套參考設計及參考代碼，方便工程人員快速設計。

6）溫升實測

DH2184 Demo在不同負載下的溫升測試如表中所示。在實驗室封閉環境，無主動散熱裝置下，環境溫度28℃時，四通道總的等效輸出功率為150W（單通道功率達37.5W）時，殼溫在70℃，溫升約42℃；四通道總的等效輸出功率為96W（單通道功率為24W）時，殼溫在54.3℃，溫升約26.3℃。

表1：DH2184-Demo電壓軌流要求

*注：板級電流受限于走線過能力及防護器件，直接由板級+POWER接線柱端供電允許的最大電流為6000mA，單個輸出端口允許的最大電流為2000mA；由適配器供電的流通路，允許最大為電流為3000mA。如果電流超過允許的最大流，設計將無法保證Demo板可以持續正常工作。

圖1顯示MCU燒寫程序的設置，使用SWIM接口可從電腦上下載程序到MCU，SWIM 接口包含3.3V電源，下載程序時由PC 下載器提供3.3V，Demo 板不需要接其它的電源。

圖1：MCU 燒寫程序的設置

圖2和圖3顯示DH2184-Demo 的基本測試設置。圖2需要的是一個直流穩壓源，輸出電壓滿足44~57V，輸出電流能力不小于2A。圖3需要滿足44~57V/3A 直流輸出的適配器。此外，兩者均需要以太網連接線和符合IEEE 802.3 af/at 標準的PD 負載。子板上J5、J7、J16、J18用跳線帽連接。

圖2：使用DC 電源的基本測試設置圖3：使用DC適配器的基本測試設置

圖4顯示使用COM的基本設置。

圖4：使用COM的基本測試設置

圖5顯示使用UART的基本設置。

圖5：使用UART的基本測試設置

三、結論

目前可以提供：

• DH2180 4口國產PSE（包MOS）DEMO板；

• DH2184 Demo板用戶指南；

• 線路原理圖；

• DEMO板BOM；

• PCB Layout參考；

多種方案，歡迎隨時交流溝通。思睿達聯系人：何工 18923426660，E-mail：manjie@threeda.com，歡迎來電咨詢，申請樣品。感謝！