来源：电子产品世界 作者：袁李 王平等

    引言

    以太网电源技术标准ieee 802.3af对路由器、交换机和集线器等网络设备通过以太网电缆向ip电话、安全系统以及wlan接入点等设备提供电源的方式进行了规定。

    德州仪器公司先后推出了电源管理芯片tps2383和tps2384，它们兼容802.3af标准，可以通过一条标准的以太网线缆提供直流电源并传输数据，可以广泛应用于以太网交换机、路由器、集线器等中跨设备，也可以和上述设备集成在一起更加方便应用。本设计丰要基于tpsz384设计出符合正iee802.3af标准的供电设备。

    ieee802.3af标准

    ieee802.3af标准定义了一种允许通过以太网在传输数据的同时输送48v直流电源的方法，它将以太网供电(poe)技术引入到现有的网络基础设施中，和原有的网络设备相兼容，它最大能提供12.95w的功率，传输距离为100m。

    poe由两部分组成：供电设备(pse)和受电设备(pd)。pse负责将电源注入以太网线缆，并实施功率的规划和管理。ieee802.3af标准定义了端接式和中跨式两种类型的pse，端接式pse是支持poe的以太网交换机、路由器、集线器或其他网络设备，这种设备在cat-5线缆的信号线对或备用线对上传输电源；中跨式pse是专门用于电源管理的设备，不进行数据交换，它通常和数据交换没备放在一起协同工作，以完成以太网供电的功能。pse主要完成对pd的侦测、分级、供电、断电等功能，pd负责在网络终端设备中分离出48v电源和数据信号，并将48vdc电源变压为通常情况下终端设备工作所需的5vdc。在pse对pd进行侦测、分级时，pd应做出相应的反应，同时，在pse供电过程中，pd通过维持功率特征发送持续工作信号。

    硬件体系结构与组成

    在poe系统中，pse足主要部分。pse除了完成上述电源管理功能外，在一些特殊应用场合，还必须能够提供各路pd的实时工作参数，并且可以通过运行于pc 上的终端监控程序来监控整个系统。pse系统分为硬件和软件两部分，图1为供电系统的硬件体系结构图。

    系统主要由电源模块、电源转换电路、tps2384及其外围电路、msp430f148及其外围电路、cp2102及其外围电路组成。单片机msp430f148通过i2c-bus对tps2384内部寄存器进行读写，从而完成电源管理功能；通过模式设置信号线来设置1ps2384的工作模式；通过出错中断信号线获得来自于tps2384的出错中断信号，从而通过复位信号线对tps2384产生有效的低电平复位脉冲信号。同时，msp430f148通过内部uart模块，经过cp2102桥接为usb接口后完成与pc 上终端监控程序的通信，这样就可以对系统进行直观的监控，并且当系统识别到没有与pc建立连接时会自主运行，系统各部分硬件的具体功能如下：

    电源部分

    电源部分主要为系统中各个器件提供工作电压，系统工作时需要+48v、+5v和+3.3v三种电压，cp2102需要的+5v由pc的usb接口提供，其它器件由电源模块输出的+48v或经过转换后提供工作电压。

    电源模块：采用220v转+48v的开关电源模块，由于一个tps2384可以对四个以太网口进行供电管理，i2c-bus上可以挂载多个tps2384，因此，可以根据实际情况来选择电源模块的功率。tps2384工作时只需要外部单独的+48v供电，这直接由电源模块提供；

    电源转换电路：本设计采用电源转换芯片lm2575hvs-5.0将+48v转换为+5v，经过ams1117-3.3将+5v转换为msp430f148工作时所需要的+3.3v。

    以太网供电管理器部分

    tps2384是美国德州仪器公司推出符合ieee802.3af规范的以太网供电管理器，tps2384运行时内部工作所需要的10v、6.3v和3.3v由外部的+48v产生。tps2384内部有一个15位的a／d转换器，用来测量每个口的电阻、电压、电流。tps2384具有标准的i2c-bus，msp430f148通过i2c通信完成高级电源管理功能。tpsz384具有三种工作模式：自动模