摘要:随着网络中IP电话、网络视频监控以及无线以太网设备的日益广泛,通过以太网本身提供电力支持的要求也越来越迫切。多数情况下,终端设备需要直流供电,而终端设备通常安装在距离地面比较高的天花板或室外,附近很难有合适的电源插座,即使有插座,终端设备需要的交直流转换器也难
前言
随着网络中IP电话、网络视频监控以及无线以太网设备的日益广泛,通过以太网本身提供电力支持的要求也越来越迫切。多数情况下,终端设备需要直流供电,而终端设备通常安装在距离地面比较高的天花板或室外,附近很难有合适的电源插座,即使有插座,终端设备需要的交直流转换器也难有位置安置。另外,在很多大型的局域网应用中,管理员同时需要管理多个终端设备,这些设备需要统一的供电和统一的管理,由于供电位置的限制,给供电管理带来极大的不便,以太网供电PoE则正好解决了这个问题。
PoE(Power over Ethernet)是指通过网线传输电力的一种技术,它允许IP电话、无线AP、安全网络摄像头和其它基于IP的终端,通过现有的CAT-5以太网基础设施接受与数据并行的电力。PoE将数据和电源集成在同一根线上,确保现有结构化布线安全的同时,保证现有网络的正常运作,最大限度地降低成本。
而PoE技术的核心则是PoE芯片,这种芯片负责将电能和数据信号融合在单一的以太网电缆中,让一根网线不仅向终端传输数据包,还提供终端运行时所需电能,相较于传统的方案来说简化了布线设置,还降低了设备的安装和维护成本。
而一个完整的以太网供电系统由链路部分、PD(受电设备)和 PSE(供电设备)组成,PSE通过向网络电缆施加电压来向PD供电。
PoE标准的发展历程
整个PoE技术演进的历程就是供电功率不断升高的过程,为了规范和促进PoE供电技术的发展,解决不同厂家供电和受电设备之间的适配性问题,IEEE标准委员会先后发布了三个PoE标准:IEEE 802.3af标准、IEEE 802.3at标准、IEEE 802.3bt标准。
从IEEE 802.3af的15W,再到IEEE 802.3at的30W以及目前最高的IEEE 802.3bt 90W,PoE供电功率的不断提升让PoE适配的应用不断增多。尤其是90W/71.3W(发送/接收)标准出来以后,扩展负载输入端功率范围的好处是显而易见的,HMI、5G微基站等新的终端设备都开始PoE进行供电。
JoulWatt杰华特POE芯片盘点
充电头网汇总了杰华特推出的多款POE芯片,并将相关参数汇总成上表所示,让各位有一个更加深入的了解,接下来也将详细介绍一下这些芯片。
杰华特JW87251
JW87251是一款四通道供电设备(PSE)控制器,专为符合 IEEE 802.3at 标准的以太网供电(PoE)系统设计,具有四个独立的 PSE 通道。该控制器支持 LT PoE++ 高功率模式,通过修改外置采样电阻,每个端口最多可输出 200W 电力,并完全符合 IEEE 802.3at 协议规范。
该芯片具备自动检测具有有效签名的受电设备(PD)的功能,能通过分类过程确定电力需求,并启动供电,同时支持 PoE++ 兼容 PD 的三事件分类机制(3-event classification)。另外JW87251 支持自动和半自动两种工作模式,并通过一个 1MHz 的 I²C串行接口独立配置8 位可编程 ILIM(电流限制) 和 7 位可编程 ICUT(过流保护) 阈值从而实现智能电源管理和监控。JW87251内置 14 位电压与电流监控 ADC,帮助客户实时读取电流与电压数据,进一步实现精确的功率管理。
另外,JW87251采用紧凑型 38 引脚 QFN 封装(5mm × 7mm),在 PoE 应用中优化了空间利用,从而满足5G基站对高功率密度的要求。
杰华特JWH7232
JWH7232是一款高度集成的IEEE 802.3af/at兼容PoE受电端(PD)接口芯片,内部集成检测、分类、上电浪涌抑制及工作电流限流功能,并搭载100 V热插拔MOSFET以实现安全可靠的PD开关控制。芯片采用主侧调节(PSR)反激拓扑,支持输出二极管补偿,在无需次级取样电路的情况下可实现精准的输出电压控制;其开关频率最高可调至500 kHz,并通过频率抖动技术有效降低EMI,同时具备输出过载、过压和热关断后的自恢复保护机制,有效提升系统在异常工况下的稳定性与可靠性。
JWH7232封装采用28脚QFN(4 mm × 5 mm)形式,极大地节省了PCB空间并简化了外部元件布置。其内置辅助适配器ORing电源输入,可灵活实现PoE与本地适配器的冗余供电切换,适用于安防摄像机、无线接入点及各类物联网终端等多种802.3af/at PD场景。不仅大幅降低系统设计复杂度,还能在保持高转换效率的同时满足小型化、低成本和高可靠性的应用需求。
杰华特JWH7241/A
JWH7241/JWH7241A 系列芯片是针对于 IEEE 802.3af/at PoE 供电设备(PD)而设计的高度集成解决方案,内置符合标准的检测、分类、吸收费控(inrush)以及工作电流限制功能,完美兼容并简化了 PoE PD 接口电路的实现。
芯片集成一颗耐压 100 V 的热插拔 MOSFET,不仅可以在上电瞬间有效抑制浪涌电流,还能在正常工作中提供高达 840 mA 的持续输出电流。此外,JWH7241 版本尤其支持外部适配器的 ORing 功能,可实现 PoE 与适配器电源的无缝切换,极大地提升系统供电的可靠性与灵活性。两款器件均具备欠压保护和过温保护功能,确保在异常工况下的安全性和系统稳定性,并且采用ESOP8 封装现,适合空间有限的工业和消费电子场景。
JWH7241/JWH7241A 可与外围 PWM 控制器、滤波电容及整流二极管等组件配合,轻松构建出符合 IEEE 802.3af/at 规范的 PoE PD 接收端。该芯片广泛适用于网络摄像头、无线接入点(WLAN AP)、物联网终端等需要以太网供电的设备,不仅可以有效降低物料清单(BOM)成本,还可以简化 PCB 布局与散热设计。凭借完整的标准支持、高效的电流管理及多重保护机制,JWH7241/JWH7241A 能够为各类 PoE 设备提供安全、可靠且经济的供电方案。
杰华特JWH7242
JWH7242是一款严格遵循IEEE 802.3af标准的PoE受电端(PD)接口芯片,集成了完整的检测、分类、上电浪涌限流及工作电流限制功能,并内置100 V热插拔MOSFET以实现对以太网供电接口的安全快速切换。同时,芯片支持辅助适配器ORing电源输入,在PoE供电不可用时能够无缝切换至外部适配器供电,极大地提升了系统供电的灵活性和可靠性。JWH7242提供SOT23-5和ESOP8两种封装形式,在保持极简外部电路的同时,兼顾了PCB布局的空间优化和散热性能。
在性能保护方面,JWH7242内置840mA工作电流能力,并具备欠压保护与过温保护机制,可在输入电压异常或环境温度过高时自动限流或关断。其标准应用场景涵盖安防监控摄像机、无线接入点及各类物联网终端,为对可靠性和小型化有严格要求的工业与消费级产品提供了可靠的解决方案。
杰华特JWH7290
JWH7290 是一款符合 IEEE 802.3at 标准的单通道供电设备(PSE)控制器,专为以太网供电(PoE)系统设计。该芯片具备自动检测受电设备(PD)有效签名的能力,可根据分类信息判断功率需求并自动供电,同时支持三事件分类机制(3-event classification),以兼容LT PoE++ 受电设备,通过修改外置采样电阻,其最大端口输出功率可达 90W。
JWH7290 采用灵活的外置MOSFET架构,使设计人员在体积、效率与方案成本之间进行优化选择,适用于高性能、高可靠性供电应用。芯片还支持负载断开检测功能,提升系统稳定性。在控制方式上,JWH7290 兼容自动与半自动模式,通过 1MHz 的 I²C 串行接口实现智能电源管理,支持电压与电流的实时读取功能,并提供可编程的过流保护阈值(ICUT)和电流限制阈值(ILIM),为系统设计提供更高的灵活性与安全性。该器件广泛适用于企业级交换机、工业控制、安防监控及其他高功率 PoE 应用场景。
杰华特JWH7294
JWH7294 是一款高度集成的 IEEE 802.3bt 兼容PSE转换器,专为符合 802.3af、802.3at 及最新 802.3bt 标准的 PD供电而设计。器件内部集成八路高压 MOSFET,每路 MOSFET 均具有 200 mΩ 的超低导通电阻及无损耗的电流检测功能,并内置专用 MCU,能够在器件侧完成电流、电压的实时监控与管理,大幅简化电路设计与 PCB 布局复杂度。通过集成化的设计,JWH7294 不仅提升了供电效率,减少了功率损耗,还降低了BOM成本,为企业级 PoE 交换机及路由器等设备提供了稳定可靠的解决方案。
在功能层面,JWH7294 提供四个 bt 端口,每端口包含两路输出通道,可通过高达 1 MHz 的 I²C 串行接口对各通道的输出电流、电压进行读回,并可编程设定过流保护(ICUT)和电流上限(ILIM)阈值,实现灵活的电源管理。此外,器件对所有可能的故障工况均具备完善的保护机制。JWH7294 采用 56 引脚 QFN(8 mm × 8 mm)封装,可满足现代网络设备对高密度、低功耗及高可靠性的需求,适用于企业级交换机、路由器及商业 PoE 应用场景。
杰华特JWH7295
JWH7295是一款高度集成的IEEE 802.3at符合性电源设备(PSE)转换器,专为为802.3af及802.3at受电端(PD)提供稳定可靠的供电而设计。芯片内部集成八路高压MOSFET开关,每路开关的导通电阻仅200 mΩ,并配备高精度无损耗电流检测电路与片上MCU,极大地简化了传统PoE电源设计的复杂度与PCB布线难度。JWH7295采用56引脚8 mm × 8 mm QFN封装,不仅节省了电路板空间,还可在多种工业及商用以太网交换机和路由器中实现高密度供电布局,满足单端口最高35 W的输出功率需求。
JWH7295提供高达1 MHz的I²C串行接口,支持电压与电流的实时读回,并可通过命令精确定义过流门限(ICUT)和限制电流(ILIM)值;此外,芯片还内建高可靠性的四点PD检测机制,并具备过温保护功能,在各种故障及过载条件下均能迅速响应、自动限流或关断,确保系统长期稳定运行。该芯片还可与JWH7295FW配合使用,无需外部MCU即可完成完整PoE供电管理,充分满足高集成度、低功耗和行业级安全标准(IEC 62368-1:2018)的应用需求。
杰华特JWH72964
JWH72964 是一款面向 IEEE 802.3at 标准的高集成度四通道 PoE PSE(Power Sourcing Equipment)转换器,内部集成四颗 300 mΩ 低导通电阻高压 MOSFET,每路均配备无损耗的精准电流检测单元,能够自动识别并匹配符合 1-Event 与 2-Event 分类规范的 PD,在完成有效签名检测后快速、安全地为负载供电。芯片在标准模式下可实现全自动检测、分类及供电,同时支持半自动模式,借助高达 1 MHz 的 I²C 串行接口进行精细化的电源管理,可简化 PCB 布局并降低设计复杂度。JWH72964 对所有可能的故障与超载场景内置完善保护机制,并提供高达每端口 35 W 的持续输出能力,满足各种高功率 PoE 应用需求。
在电源监控与调节方面,JWH72964 搭载 14 位分辨率的电压与电流监测 ADC,可实时读回各通道的工作状态,并可通过 I²C 对过流(ICUT)与电流上限(ILIM)阈值进行编程设定,实现灵活的故障保护与能耗优化。器件采用 5 mm × 5 mm 的 32 引脚 QFN 封装,兼具高密度安装与良好散热特性,非常适用于 NVR/DVR、企业级交换机、路由器及中功率 PoE 中继器等对功率密度与可靠性有严格要求的网络设备。
充电头网总结
在当今万物互联的大趋势下,以太网供电(PoE)技术正从配套性解决方案迅速演变为网络基础设施中的核心组成。随着智能家居、物联网终端、5G小基站以及高清视频监控等新兴应用的爆发式增长,对供电灵活性、部署便捷性和系统稳定性的要求日益提高。PoE技术通过“数据信号+电力”二合一的方式,简化了布线、降低了工程成本,并为大规模网点的集中管理和维护提供了可能,从而推动了整个网络设备行业的创新与升级。
在这一波技术迭代中,杰华特所推出的 JWH7232、JWH7241/A、JWH7242 等系列 PD(受电端)芯片,以及面向 PSE(供电端)的 JWH7294、JWH7295、JWH72964、JWH72978 等产品,贯穿了从 15W 到 90W 以上的全功率段覆盖,既满足了传统 IP 电话、无线 AP、小型摄像头的低功率需求,又顺应了 HMI、5G 微基站等高功率应用的市场趋势。其高度集成的保护机制、精确的电流检测与灵活的 I²C 管理接口,不仅为设备厂商提供了“开箱即用”的解决方案,也在系统可靠性、散热和体积优化方面树立了新的行业标杆。
来源:充电头网