可提供13W到70W功率的PoE+電路設(shè)計(jì)指南

3.3V、30W DC/DC轉(zhuǎn)換器

30W PD的DC/DC轉(zhuǎn)換器如圖4所示，用于PoE的電源轉(zhuǎn)換有兩種主要架構(gòu)：反激和正激轉(zhuǎn)換器。反激轉(zhuǎn)換器需要的器件數(shù)最少、成本最低，但峰值電流較高，因此需要更大的輸出電容和/或兩級(jí)濾波器，以減小輸出電壓紋波。

圖4：30W PD的DC/DC轉(zhuǎn)換電路原理圖。

對(duì)于單輸出、大電流轉(zhuǎn)換器，推薦使用具有同步整流的單端正激變換器，這種架構(gòu)非常適合PoE應(yīng)用，具有高效、低EMI、成本低等優(yōu)勢(shì)，本設(shè)計(jì)選擇了這種架構(gòu)。由于同步整流正激變換器的原理在MAX5941B*估板的數(shù)據(jù)手冊(cè)中進(jìn)行了詳細(xì)描述，這里不再贅述。

測(cè)試結(jié)果

為了*估DC/DC轉(zhuǎn)換器性能，我們進(jìn)行了大量測(cè)試，圖5給出了電源電壓為48V時(shí)測(cè)得的效率與輸出電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線，這里沒有考慮兩個(gè)二極管橋整流器(D4，D5)的功耗(如果考慮這些因素，效率下降約5%)

圖5：準(zhǔn)PoE+ PD效率與輸出電流的關(guān)系。

圖4所示PD電源的輸出紋波(圖6)是在最差工作條件下測(cè)試的：57V輸入電壓、9A負(fù)載。所得結(jié)果(大約50mV)基本符合PoE+應(yīng)用的要求，例如802.11n接入點(diǎn)、大功率VoIP視頻電話以及監(jiān)控?cái)z像頭等。增加一個(gè)低ESR陶瓷電容有助于得到更低的輸出紋波，轉(zhuǎn)換器的波特圖(圖7)顯示相位裕度為45o，增益裕度為10dB，具有較好的響應(yīng)能力。

圖6：準(zhǔn)PoE+ PD的輸出紋波。

對(duì)于一些特定應(yīng)用，你只需用PD接口的前級(jí)(圖2)配合用戶已有的DC/DC轉(zhuǎn)換器工作即可。針對(duì)這種要求，你可以選擇Maxim的PD控制器系列(MAX5940B)產(chǎn)品，配合外部MOSFET和MAX15000 DC/DC控制器使用。

圖7：最大輸入電壓和輸出電流下DC/DC轉(zhuǎn)換器的波特圖。

本文小結(jié)

在IEEE 802.3at標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之前，本文提供的PD電路(圖2)是解決PoE+應(yīng)用供電問題的一個(gè)快速、低成本和靈活的方案。它滿足該標(biāo)準(zhǔn)的電流要求(草案0.9版)，并保持了與當(dāng)前IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)的后向兼容性。采用同步整流正激DC/DC轉(zhuǎn)換器可以獲得高效、低EMI以及低成本的設(shè)計(jì)。如果連接PSE和PD的電纜能夠承載足夠的電流，電路中的MAX5941B控制器能夠輕松升級(jí)PD設(shè)計(jì)，輸出功率可以達(dá)到甚至超過70W。