基于MAX5980芯片的POE網絡交換機設計方案

　　48V直流輸入由開關電源提供。電源通過網絡端口輸出，提供給后端的受電設備。場效應管是整個電源輸出的控制回路中的關鍵元件。回路中場效應管的源極接0.25歐姆取樣電阻，然后再返回到芯片。

　　輸出電流經場效應管，通過取樣電阻采樣，監測輸出回路的電流。芯片可以隨時通過SENSE端口進行取樣，讀取后端PD設備的負載特征。經過判斷，芯片可控制場效應管的G極做出各種控制響應。

　　根據802.3at協議的定義和芯片的功能設計，芯片將根據不同的采樣數據進行判斷，然后再進行檢測，分級，端口電壓啟動，過流保護，欠壓和過壓保護等動作。從而實現整個芯片系統的運行。

　　在調試過程中，在48V輸入端并接了2個0.1uf的電容，用來抑制電源的紋波系數，增強抗干擾能力，提高電源的可靠性。同時，在48V的端還選用了SMIB58瞬態抑制管，用于防止大電流的沖擊，避免器件受損。

　　MAX5980的1、2、3腳為外接串行總線的接口線，本文中不采用I2C串行總線，根據設計文獻要求，必須將這3根線接地。

　　芯片的5、6、7、8腳作為器件的從地址的位置編碼端，在設計中也必須接地。

　　根據IEEE802.3af協議對PSE和PD之間接口定義的連接標準，POE的網絡交換機的端口接線方法有兩種接法，如圖2、圖3所示。

　　圖2為A型接法，其中的RJ45端口在承擔傳輸輸入輸出信號的同時還需要傳輸直流電，1、2芯線為正極輸出，3、6芯線為負極輸出。

　　圖3為B型接法，圖3所示的RJ45的4、5，7、8芯線用做PSE的直流電源的輸出。其中的4、5芯線連接電源的正極，7、8芯線連接電源的負極。

　　由于在RJ45的端口定義中，4、5，7、8芯線不承擔信號傳輸的功能，因此，在PSE的設計中需要考慮的電氣特性相對簡單。本文中選擇了B型接法作為系統設計的電源輸出，這也將為之后的與交換機芯片合成帶來方便。

　　MAX5980的取樣關鍵在于輸出電路取樣電阻的測試精度，因此，在具體的PCB布線設計時采用了開爾文檢測的布線方式，從而保證了電路的測試精度。這點在具體的布線布局和設計中尤為重要。每個取樣電阻都采用1206的封裝，可以減少因電路的走線帶來的采樣偏差。

　　四、交換芯片的配合應用

　　本系統采用IP175C芯片作為以太網網絡交換機的處理器。該芯片是專門為小型的企業和家庭級的以太網交換機設計的處理芯片，芯片已經長期使用，狀態情況良好，性能穩定，業界評價很高，是與MAX5980相配合的理想的交換芯片。

　　有關IP175C芯片這部分本文不再進行展開描述，重點對修正部分進行必要的闡述。

　　為保證MAX5980的工作穩定，IP175C的工作電壓必須從MAX5980的輸入端接入，通過LM2594降壓至IP175C所需的工作電壓。同時，網絡交換機和PSE的端口指示電路的供電電壓也必須從MAX5980的輸入端接入。

　　以太網的數據信號，經過IP175C處理器進行交換處理，信號從RJ45端口輸出，接口電路如圖4所示。