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以太网供电(PoE)设备控制电路设计深度解析与电路图分析

以太网,作为一种广泛应用的局域网技术,起源于Xerox公司的创新。它采用了一种名为载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)的协议,通过同轴电缆实现10mbps数据传输速率。随后,IEEE802.3标准在1980年基于以太网技术进一步开发出来,使得“以太网”这一术语逐渐泛指所有采用CSMA/CD协议的局域网。
随着技术的演进,以太网2.0版本由数字设备公司、Intel公司和Xerox公司共同开发,与IEEE802.3标准兼容。以太网不仅限于传统的数据传输,还发展出了供电设备(PSE解决方案,这种设备能够自动管理多个端口,无需额外元件即可检测并分类受电设备(PD),满足IEEE 400-ms TPON标准。这种技术在以太网交换、路由器、住宅区网关、POE传递系统、无线回传等领域有着广泛应用。
TPS23861是一款易于操作且灵活的IEEE802.3 PSE解决方案。它能够自动管理四个端口,无需外部控制。该设备可以自动识别并分类具有有效信号的用电设备,根据其用电需求决定电源的供给。TPS23861支持直流断开,其外部FET架构使得设计人员能够在产品尺寸、效益和成本之间找到平衡。此外,其独特的引脚输出设计使得2层PCB设计成为可能,这不仅提供了优异的散热性能和精度,还降低了构建成本。
以太网和IEEE802.3标准的实现通常依赖于接口卡或主电路板上的电路。以太网电缆协议规定了使用收发器将电缆连接到物理网络设备上,收发器负责物理层的核心功能,包括冲突检测。IEEE802.3标准提供了多种电缆规范,其中10Base5与以太网最为相似。在这种规范中,连接电缆被称为连接单元接口(AUI),而网络连接设备被称为介质访问单元(MAU),而非传统的收发器。
在以太网设备的设计中,控制器(也称为适配器或网卡)起着关键作用。它通常插入主板的PCI扩展槽中,通过安装网卡附带的驱动程序,实现网络连接。没有网卡,计算机将无法连接到网络。值得注意的是,现代主板通常都集成了网卡,使得用户无需额外安装。
随着以太网技术的发展,其应用场景也在不断扩展。从最初的局域网到现在的智能家居工业自动化数据中心等,以太网都扮演着重要角色。以太网技术的不断进步,不仅提升了数据传输的速率和效率,还推动了相关设备的小型化和智能化,为现代社会的信息传输提供了坚实的基础。

  以太网是Xerox公司发明的基带LAN标准。它采用带冲突检测的载波监听多路访问协议(CSMA/CD),速率为10Mbps,传输介质为同轴电缆。而IEEE802.3标准是在最初的以太网技术基础上于1980年开发成功的。现在,以太网一词泛指所有采用CSMA/CD协议的局域网。以太网2.0版由数字设备公司、Intel公司和Xerox公司联合开发,它与IEEE802.3兼容。以太网IEEE802.3a供电设备 (PSE)解决方案,不需要外接元件能自动管理四个802.3端口,可以自动检测受电设备 (PD)和分类,满足IEEE 400-ms TPON 标准。主要用在以太网交换和路由器、住宅区网关、PoE传递系统、无线回传、监测NVR和DVR等。

以太网供电(PoE)设备控制电路设计深度解析与电路图分析

  TPS23861是一种易于使用,灵活的IEEE802.3 PSE解决方案。它会自动管理四个802.3(通过接口),无需任何外部控制。 TPS23861可以自动检测具有有效信号的用电设备(PD),并根据分类和用电能力,来决定电源的要求。其2 PD类型可以进行两事分类。该TPS23861支持直流断开,其外部FET架构使得设计人员能够兼顾产品尺寸、效益和解决方案的成本。独特的引脚输出成全了2层PCB设计(通过逻辑分组、I2C,以及电源引脚上下差异的清除)。这也提供了较佳的散热性能和Kelvin的精度,以及低构建成本。

  以太网供电设备控制电路设计详解 —电路图天天读(154)

  图3 TPS23861自动四端口工作电路图

  以太网供电设备控制电路设计详解 —电路图天天读(154)

  图4 TPS23861带端口重置的两端口自动模式应用电路图

  以太网和IEEE802.3通常由接口卡(网卡)或主电路板上的电路实现。以太网电缆协议规定用收发器将电缆连到网络物理设备上。收发器执行物理层的大部分功能,其中包括冲突检测及收发器电缆将收发器连接到工作站上。IEEE802.3提供了多种电缆规范,10Base5就是其中的一种,它与以太网最为接近。在这一规范中,连接电缆称作连接单元接口(AUI),网络连接设备称为介质访问单元(MAU)而不再是收发器。

  以太网供电设备控制电路设计详解 —电路图天天读(154)

  图5 TPS23861四端口自动模式应用电路图

  以太网供电设备控制电路设计详解 —电路图天天读(154)

  图6 TPS23861八端口半自动模式工作电路图

  以太网控制器也称以太网适配器,就是我们通常称的“网卡”。安装方法即是插在机器主板的PCI扩展槽里,一般为白色,然后安装所购买网卡中内附的驱动光盘即可。不装网卡的话你是无法连接网络的。不过现在一般主板都有集成网卡。

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