全球网路管理解决方案的领导供应商都希望简化下一代VoIP产品的电源转换电路设计，为此，Power Integrations（PI）针对电话应用开发出一款分散式乙太网路供电（PoE）介面电路元件，能让OEM厂商达成他们的设计与成本目标。

随着具备PoE功能的集线器、路由器与交换器渐成市场上的标准设备，许多OEM厂商开始设计PoE的无线网路存取点、Vo​​IP电话和保全系统闭路式摄影机，以便能透过连接至通讯网路的CAT-5电缆线取得电源。

乙太网路受电设备（Powered Devices）的DC/DC电源转换电路必须将其电源需求传送给供电设备（Power Sourcing Equipment；PSE），以让供电设备能如(图一)所示。透过电缆线提供适当电源，转换器必须对电缆线传来的电压进行降压及稳压，同时容忍CAT-5乙太网路电源传输造成的线电压降（特别是电源负载很大时），而这将产生几个设计上的问题。

《图一 透过电缆线提供适当电源》

简单、可靠又符合成本效益的PD电源解决方案

在考量客户为使介面与电源转换电路设计，能支援Class2和3等受电设备所设定的元件用料成本目标之后，PI以其DPA-Switch高整合电源转换IC系列之一的元件为基础发展DC /DC电源转换器设计，以便为客户提供高可靠性的解决方案。DPA-Switch元件可以简化设计流程，而分散式介面电路则能降低成本，它们的结合使得OEM厂商可在不牺牲产品功能性、可靠性和稳定性的情况下达成目标，而元件数量的减少有助于降低整体解决方案的成本，同时改善DC/DC电源转换电路的额定MTBF和可靠性。

只需20美分成本的弹性化解决方案

设计人员只需几颗分散的元件就能设计IEEE 802.3af相容的PD/PSE介面。以下介绍的解决方案不仅成本只需20美分，更具备灵活的弹性，只要改变一个电阻值就能让受电设备自行分类为Class 0、1、2或3设备。

DPA-Switch系列IC将一个高频功率MOSFET、一个脉冲宽度调变（PWM）控制器和多种保护功能整合为一颗CMOS晶片，能简化DC/DC电源转换电路的设计流程并减少元件数量。 DPA-Switch系列可提供不同功率规格的MOSFET，只需变更使用的IC就能改变输出功率。

为因应VoIP电话的应用需求，PI选择该公司的DPA423P元件来设计DC/DC电源转换电路。由于VoIP电话只需3.3V的输出功率和最大仅2A的电流，因此PI采用返驰式（flyback）转换器架构如(图二)。以将成本减至最低。刚开始时，VR31和VR32会将装置分类（Classification）和PWM电路关闭，直到特征辨识阶段（signature phase）成功完成为止。在完成特征辨识之后，传送到受电设备的电压会上升直到齐纳二极体VR31开始导通，接着定电流源会启动以提供分类电流讯号让供电设备读取，其类别是根据R34的电阻值决定。等到装置分类顺利结束后，电压会继续上升并经由VR32电阻让Q35导通，电源转换电路也开始运作，而定电流分类电路可经由电阻R35关闭以减少耗电。

输入电容会一分为二（C1和C2），以便形成简单的pi（π）滤波器来滤除差模（differential mode）的传导性电磁干扰。电阻R4和R6会降低MOSFET的内部限流值，并让最大负载循环周期随输入电压而调整，以提供真正的最大（输出）功率限制。这种方法不仅可简化转换器的设计，同时也代表电压和电流较小（30V、4A）的萧特基二极体（Schottky diode）可使用于输出整流器。此外，电阻R5会启动U1的输入电压过低锁定（UVLO）和过电压关机功能，而R21、R22、R23和Q20则会延长UVLO功能的停滞时间，以因应IEEE802.3af乙太网路电源应用可能出现的电压骤降问题。

DPA-Switch还可提供自动重新启动功能，只要输出电压超出稳压范围，就会将电源供应输出功率限制在满负载的4％左右，不必让元件本身承担VDD电源的功耗，能同时为电源供应和负载提供强大可靠的保护。

《图二 转换器架构》

结语

采用PoE技术的PD解决方案必须符合IEEE 802.3af标准的要求才能达到真正的普及化。 PI提供的简便PD设计已通过IEEE 802.3af权威机构—美国新罕布什尔大学操作互通性联盟（University of New Hampshire Interoperability Consortium；UNH-IOC）的验证，测试结果显示此项设计不仅符合IEEE 802.3af的规格要求，同时能正确支援目前所有的PSE设备。