ZHCAD66 September   2023 AM2434 , AM6442 , DP83TD510E

 

  1.   1
  2.   2

数据线供电 (PoDL) 也称为 SPoE(单线对以太网供电),将单线对以太网 (SPE) 与电源整合在一根电缆上,无需添加额外的线路。IEEE 802.3cg 中的标准化 10 BASE-T1L 不仅在工厂自动化领域,而且在楼宇自动化领域也越来越受到关注。该标准不仅规定了数据通信,还扩展了 IEEE 802.3bu 来定义 PoDL 的实现方式。

PoDL(总体来看)与大家所熟知的用于标准以太网的成熟 PoE(以太网供电)有一些相似之处,但二者细节有所不同。两者都支持增强以太网连接的方法,并且还包含检测和分级等机制。实际工作中需要通过这些方法和机制来区分支持 PoDL(或 PoE)的设备和无法安全地支持该功能的设备,这样可以防止损坏连接的设备。

它们的实现方式有所不同。PoE 电源设备 (PSE) 通过测量连接的供电设备 (PD) 的电阻来确定分级时,PoDL PSE 需要 PD 侧设置一个齐纳二极管。分级也以不同的方式实现。PoE 使用简单的模拟实现,而 PD 充当恒定电流阱,其中电流定义功率等级。PoDL 使用串行通信分级协议 (SCCP) 在 PSE 和 PD 之间实现数字低速数据交换。除了这些步骤之外,PoDL 系统还包括 PoE 系统中不存在的预偏置阶段。有关 PSE 实现的详细信息,请参阅如何实现符合 IEEE 802.3cg 或 802.3bu 标准的 PoDL PSE 应用简报。有关 PD 的详细信息,请参阅 IEEE 802.3cg 10BASE-T1L 数据线供电设备设计应用手册。

可以使用采用数据线供电的四端口单线对以太网参考设计10BASE-T1L 采用数据线供电的单线对以太网传感器参考设计来设置完整的 PoDL 系统。


GUID-20230830-SS0I-LH3S-WRSF-LQMPHFFFJRTQ-low.svg

图 1 TIDA-010262(左)和 TIDA-010261(右)

为简单起见,图 1 中的方框图仅显示了 SPE 和 PoDL 相关模块。左侧显示了 PSE 侧 (TIDA-010262),该设计根据 IEEE 802.3cg 使用 10 个 BASE-T1L 实现了四个端口,并支持 PoDL(包括用于分级的 SCCP)。TIDA-010262 支持所有 24V 功率等级 10-12,功率高达 12W,具有可调电流限制。一个 MSPM0G1107 MCU 用于实现四个端口的数字部分,包括状态机处理和 SCCP 通信。每个端口都包含 PSE 的模拟部分、以太网 PHY 以及整合电源和数据的耦合网络 (CDN)。有关更多信息,请参阅采用数据线供电的四端口单线对以太网参考设计

右侧显示了 PD (TIDA-010261)。这实现了相应的 PD,支持功率等级 12。SCCP 通信由 MSP430FR2476 处理。与 PSE 侧类似,CDN 将电源和数据分开,并将它们分别馈送到 PD 电路和以太网 PHY。有关更多信息,请参阅 10BASE-T1L 采用数据线供电的单线对以太网传感器参考设计


GUID-20230830-SS0I-DFWT-KGLV-N6HBH0MBRFKF-low.jpg

图 2 适用于 10BASE-T1L 的 PoDL 系统实现

图 2 中显示的完整系统是适用于 10BASE-T1L 的 PoDL 系统的示例实现。它们不仅可用于工厂自动化传感器或执行器,还可用于楼宇自动化。