简介

与传统交流电源相比，以太网供电（PoE）电源可以通过现有以太网电缆同时供电并传输数据。通过将电源线与数据线集成在一起，PoE 应用能够实现高性价比以及灵活的安装。随着应用对电力需求的不断增长，PoE 解决方案在众多行业中迅速普及。

本系列的两篇文章将探讨如何为 PoE-bt 应用设计有源钳位正激控制器。本文为上篇，介绍PoE 应用以及正激变换器拓扑和有源钳位的基础知识。

以太网供电 (POE) 的发展历程

图 1 显示了 PoE 功能的演变历程。最初的PoE出现于2003年，它只能为设备提供最大13W的功率，称之为802.3af协议。但13W终究无法满足日益增长的功率需求，因此2009 年，802.3at 协议应运而生。该协议改进了电压和电流规格，提供高达 25.5W 的功率。最近的802.3bt 协议于 2019 年发布，它提供高达 71W 的功率，以应对PoE 应用蓬勃的发展。

大多数 PoE 解决方案都由两部分组成：受电设备 (PD) 和供电设备 (PSE)（见图 2）。虽然PSE和PD都从交流电源获取电力，但PSE 的行为类似电源，而PD则纯粹消耗电力。为确保PSE能为PD供电，PoE通过一个握手流程防止PD连接到协议不兼容的PSE设备上，从而保护PD免受损坏。

典型的PSE设备包括网络交换机和路由器，而典型PD设备则包括IP 电话、安全摄像头和基站。MPS 提供满足802.3af/at/bt协议的全面解决方案，这些方案涵盖协议、DC/DC 控制器、集成协议和电源 IC，并针对不同功率级别的应用。例如MP80xx 系列产品，均为高度集成且兼容802.3af/at/bt协议的DC/DC变换器和控制器。

以 MP6005为例，这是一款支持当前所有PoE 协议设计的DC/DC 控制器，它采用低端有源钳位电路，可同时用于反激和正激拓扑并从PSE 传输功率。

拓扑结构比较

PoE 应用中常采用隔离电路来提高安全性与可靠性。反激和正激变换器的隔离电路通常都具有低于100W的功率。图 3 显示了基本反激拓扑（左）和基本正激拓扑（右）的常见隔离电路。

与反激变换器相比，正激变换器在变压器的开关过程中不需要能量存储。因此，由于功率器件上的电流应力较小，所以效率更高。但是，正激变换器需要更多的开关器件，因而成本更高。

正激变换器非常适合具有低电压和大输出电流的应用。而且，正激变换器还常常添加原边有源钳位电路和副边同步整流电路以进一步提高其效率。表 1对有源钳位反激变换器和正激变换器之间的尺寸和成本进行了比较。

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