Zasilacz PoE 5/12 V 30 W

Układ bazuje na module Ag5712 Silvertel, którego budowę wewnętrzną przedstawiono na rysunku 1.

Rysunek 1. Schemat blokowy Ag5712 (za notą Silvertel)

Ag5712 pozwala spełnić wymogi IEEE802.3 PoE, przy utrzymaniu pełnej kompatybilności z IEEE802.3bt, IEEE802.3at i IEEE802.3af. Ag5712 jest wstępnie skonfigurowany jako urządzenie typu 2 klasy 4, umożliwia pobieranie do 30 W mocy z PSE, przy nominalnym napięciu wyjściowym 12 V i sprawności do 89%. Wbudowana przetwornica zabezpieczona została przed przeciążeniem oraz zwarciem wyjścia, a także przegrzaniem.

Schemat zasilacza przedstawiono na rysunku 2. Zasilanie z routera, switcha lub inżektora PoE+ wraz z sygnałami transmisji doprowadzone jest typowym okablowaniem Cat5 do gniazda ETHPoE. Same przebiegi cyfrowe nie podlegają żadnym modyfikacjom i są bezpośrednio wyprowadzone na gniazdo ETH, które należy połączyć z interfejsem sieciowym urządzenia (lub pozostawić niepodłączone, jeżeli używamy tylko trybu zasilania). Modułowe gniazdo ETHPoE typu WE 7498210002 wyposażone jest w transformatory separacyjne dla kanałów transmisji RX/TX oraz dwa mostki prostownicze umożliwiające zastosowanie obu schematów transmisji zasilania, zarówno przez pary sygnałowe, jak i przez pary niewykorzystane w interfejsie 100M. Zasilanie z PoE+ – po zabezpieczeniu przez transil TVS1 i dodatkowej filtracji zakłóceń poprzez FB1...FB6 – doprowadzone zostaje do modułu PS. Wyjście T2D służy do sygnalizacji typu współpracującego PSE. Jeżeli moduł podłączony został do PSE zgodnego z PoE+, T2D ustawiane jest w stan niski (co sygnalizuje tym samym dostępność pełnej mocy modułu). Transoptor IS1 separuje sygnał od potencjału pierwotnej strony przetwornicy, zaś dioda LD3 sygnalizuje zgodność z PoE+. Jeżeli PSE jest niezgodne z PoE+, wówczas wyjście T2D ustawiane zostaje w stan wysoki, jednocześnie informując współpracujący układ o ograniczeniu dostępnej mocy do 12 W. Sygnał POEG dostępny jest na złączu PoEG. Rezystory RN, RP służą do korekcji napięcia wyjściowego przetwornicy, zgodnie z notą aplikacyjną.

Rysunek 2. Schemat ideowy zasilacza

Wlutowując rezystor RN=68 kΩ, obniżamy napięcie przetwornicy do 10,8 V, natomiast wlutowując zworę w miejsce RP – podnosimy napięcie wyjściowe do 12,8 V.

Napięcie wyjściowe 12 V – po dodatkowej filtracji za pomocą elementów CE1...3, L1, C4 – doprowadzone jest do złącza V12, a dioda LD1 sygnalizuje jego obecność na zaciskach wspomnianego gniazda śrubowego. W celu uzyskania napięcia 5 V zastosowana została przetwornica obniżająca U1 typu ADP2303-5, której napięcie wyjściowe dostępne jest na złączu V5, a jego obecność sygnalizuje dioda LD2.

Zasilacz zmontowano na dwustronnej płytce drukowanej, a rozmieszczenie elementów przedstawiono na rysunku 3. Montaż nie wymaga opisu, kondensatory C9, C10 nie są lutowane.

Rysunek 3. Rozmieszczenie elementów modułu

Zmontowany moduł prezentuje fotografia 1.

Fotografia 1. Zmontowany moduł

Moduł nie wymaga uruchamiania – po podłączeniu do PSE PoE+ należy jedynie sprawdzić obecność napięć 5 V i 12 V sygnalizowanych przez LD1/2, podczas gdy LD3 sygnalizuje zasilanie z PoE+. Należy pamiętać o sumarycznej obciążalności maksymalnej zasilacza wynoszącej 24 W (szczytowo 30 W). W każdym przypadku trzeba zapewnić odpowiednie chłodzenie modułu oraz – przy pracy z obciążeniem zbliżonym do granicznego – zapewnić cyrkulację powietrza. Każdorazowo zalecane jest wykorzystanie sygnału PoEG do ograniczania poboru mocy urządzeniu docelowym, aby zapewnić niezawodną współpracę także z PSE o mniejszej mocy (standard PoE af).

Jeżeli wszystko pracuje poprawnie, moduł można wykorzystać we własnej aplikacji.

Adam Tatuś, EP