为以太网供电工业安全摄像头节省更多功耗
工业环境中的视频监控包括部署分布在整个工厂车间的大量摄像头，这些摄像头与 poe 网络连接，通过单根电缆提供数据和电源。此类应用中使用的大量相机引发了对每个用电设备（pd）功耗的担忧，这可以通过一系列低功耗工作模式来解决。
介绍
对工业视频监控设备的需求（图1）正在迅速增长。企业可以从使用为客户和员工提供更高安全性的视频系统中受益。它们帮助检测盗窃并监控员工，以确保他们遵守安全准则。视频监控的新增长领域是嵌入式视觉系统，包括增强现实以及高级行为、面部、手势和物体识别。从模拟到数字以太网供电 （poe） 网络监控摄像机的迁移可实现可扩展性并增强视频监控系统的功能。在典型的 poe 网络中，一组 ip 摄像机汇聚在网络录像机 （nvr） 上，该录像机 （nvr） 连接到路由器进行互联网访问。然后可以将 poe 交换机添加到网络中，以容纳更多摄像机。但是，部署多个摄像头会产生需要解决的功耗问题。在此设计解决方案中，我们将讨论用于poe应用的用电设备（pd）如何通过一系列工作模式和更高的功耗降低来实现更高的系统效率。
以太网供电 （poe） 是指通过以太网电缆中继电力的技术，传统上，以太网电缆仅用于传输数据。通过ieee 802.3af/at标准，供电设备（pse）可以向下游电源接收器（称为“用电设备”或pd）传输高达30w的功率，同时支持1000-base-t数据流。2017年，ieee802.3bt标准被制定，以开发一个更加自主，强大和高效的poe框架，该框架允许10g-base-t数据传输，功率输出高达90w。该设计解决方案将讨论如何使用符合ieee 802.3af/at/bt标准的pd实现额外的节能效果。
维护电源签名 （mps）
即使单个pd以最小负载运行，它仍然会消耗工作功率。当在整个poe系统中为所有pd添加这种功率时，会增加大量的待机功率，并降低整个应用的效率。例如，消耗30ma电流的48vpd端口接近1.5w的功耗。为了对低负载下的此类功率损耗保持全面问责，ieee标准定义了保持功率签名（mps）方案。
为避免与pse断开连接，pd应在某些导通时间和关断时间内保持一定水平的平均电流，这在ieee 802.3af/at/3bt中定义。
用电设备示例的应用电路
图2所示为max5995a/max5995b pd的典型应用电路。我们将使用此 pd 来展示如何为 poe 应用节省电力。来自 pse 的输入电源通过 v 提供给此设备dd和 v党卫军输出功率通过 v 输送dd和rtn。墙上适配器电源可以通过wad和rtn连接，以在本地供电。
该器件具有一个专用 led 引脚，可通过编程在器件处于 mps、睡眠或超低功耗休眠模式时源出直流电流（这些模式将在后面详细讨论）。led电流的大小可以根据连接到/sl引脚的rsl电阻值进行控制。驱动 /sl 引脚允许进入睡眠模式。将 /ulp 引脚驱动为低电平，然后将 /sl 引脚拉低，可进入超睡眠模式。/wk 引脚用于退出任何睡眠和超低功耗睡眠模式。电阻器 （r德特= 24.9ko） 从 det 到 vdd实现单特征 pd 检测。两个外部电阻器，r里昂证券/r中信银行，从 clsa/clsb 连接到 v党卫军将分类签名设置为pse，并定义从pd请求的功耗。
图2.max5995a/max5995b的应用电路
表 1 显示了与 mps 功能相关的规格，其中最小电流适用于智能 mps 功能。这定义为24ma （imps_fall），退出模式的最大阈值为28.7ma （imps_rise).mps 签名的高低时间定义为 tmps_high和 tmps_low分别。请注意，tmps_high/吨mps_low= 84ms/228ms ~27% 占空比，典型值。此外，当设备处于 mps 模式时，无法激活睡眠或超低功耗睡眠模式。
维护电源签名 象征 部件号 最小值 典型值 麦克斯 单位
poe mps 电流上升阈值 我mps_rise max5995b/max5995c 28.7 马
poe mps 电流下降阈值 我mps_fall max5995b/max5995c 24 马
poe mps 电流阈值迟滞 我mps_hys max5995b/max5995c 4.3 马
poe mps 时间高点 我mps_high max5995a/max5995b默认，max5995c默认auc浮动 80 84 90 马
poe mps 时间低 我mps_low max5995a/max5995b默认，max5995c默认auc浮动 217 2228 240 马
该器件包括智能 mps 功能，当输入电流小于约 24ma 的典型阈值时，该功能以 27% 占空比（典型时间段为 312ms）调制输入电流。这样的方案有助于实现以下好处：
通过按照特定模式调制电流，max5995b可将平均直流电流降低到10ma以下，从而降低功耗。
在极低负载电流（或空载）下，max5995b的智能mps功能可确保平均直流电流保持到足以防止与pse完全断开。如图3所示，max5995b通过在312ms的总周期内保持84ms的非脉动直流电流来实现这一点。
max5995b支持的led驱动器提供250hz的周期性电流脉冲（幅度由/sl和v之间的电阻设置）党卫军引脚），当设备进入睡眠或超低功耗睡眠模式时。在ic内部，超低功耗休眠和mps模式都使用相同的电路，导致mps波形在低电平期间产生250hz的脉动。图3显示了器件进入mps模式时负载电流（i负荷） 减小，使输入电流降至 mps 阈值以下。电流进入vdd观察到引脚开始产生mps模式，并且在mps的低电平期间可以看到led电流波形。请注意，负载连接在 v 之间dd和rtn。电流进入vdd引脚不是负载电流的反射。
图3.max5995b在低工作电流下进入mps模式。
图4显示，当负载电流增加到i以上时mps_rise阈值，mps 模式关闭，vdd当前不再显示该模式。
图4.当工作电流超过mps门限时，max5995b退出mps模式。
休眠和超低功耗休眠模式可节省功耗
max5995a/max5995b的休眠模式和超低功耗休眠模式允许pd系统进一步降低功耗，将pg拉低以禁用下游dc-dc转换器，同时仍保持mps电流和pse连接。这些省电模式可由一些外部应用驱动的标准触发，或者仅用于在空闲操作期间关闭系统。
睡眠模式
可以通过将 /sl 引脚驱动为低电平在设备上进入睡眠模式。一旦进入休眠模式，该器件将解除电源就绪 （pg） 引脚的置位，最终可能会禁用 dc-dc 转换器输出。进入睡眠模式后，led 引脚开始根据连接在 /sl 引脚上的 rsl 电阻器提供电流。该器件将输入电流保持在足以防止与 pse 断开连接的最低直流电平。图5显示了演示此行为的波形。
图5.在max5995b上进入睡眠模式。
下拉漏极开路输入 /wk 引脚可命令器件退出休眠模式并重新使能 dc-dc 转换器输出。此外，退出模式时 led 电流关闭。图6显示了退出睡眠模式时出现的波形。
图6.max5995b退出休眠模式
超低功耗休眠模式
除休眠模式外，max5995b还支持超低功耗休眠模式，进一步降低功耗。与睡眠模式一样，超低功耗睡眠模式对 pg 引脚进行取消置位，led 引脚根据连接的 rsl 电阻器输出恒定电流。此外，超低功耗休眠模式激活 mps 功能以调制输入电流，并比休眠模式更能降低功耗。
要进入超低功耗休眠模式，需要将 /sl 引脚拉低，而 /ulp 引脚已被拉低。图7所示为max5995b进入超低功耗休眠模式。五世dd输入电流波形显示 mps 模式。
图7.在max5995b上进入超低功耗休眠模式。
要退出超低功耗睡眠模式，请下拉 /wk 引脚，如图 8 所示。
图8.退出max5995b的超低功耗休眠模式。
当设备处于 mps 模式时，无法激活睡眠和超睡眠模式。
结论
当多个pd设备运行时，省电模式可以大大降低整个poe系统的功耗并提高电源效率。max5995b为ieee 802.3bt pd，用于poe应用，并具有功耗降低模式，可实现更高的系统效率。通过智能mps等特性，max5995b在低负载条件下实现省电模式，同时仍与pse保持连接。此功能有助于提高整个 poe 系统的整体效率。
max5995b的休眠和超低功耗休眠特性允许由系统主机通过专用的/sl和/ulp引脚激活。这进一步降低了 poe 系统中的功耗。通过max5995b的休眠模式，可以命令器件关断连接到pd的有源负载。超低功耗休眠模式用于实现休眠模式的功能，同时通过在 mps 模式下运行来节省更多电量。
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以太网供电 （poe） 是指通过以太网电缆中继电力的技术，传统上，以太网电缆仅用于传输数据。通过ieee 802.3af/at标准，供电设备（pse）可以向下游电源接收器（称为“用电设备”或pd）传输高达30w的功率，同时支持1000-base-t数据流。2017年，ieee802.3bt标准被制定，以开发一个更加自主，强大和高效的poe框架，该框架允许10g-base-t数据传输，功率输出高达90w。该设计解决方案将讨论如何使用符合ieee 802.3af/at/bt标准的pd实现额外的节能效果。
维护电源签名 （mps）
即使单个pd以最小负载运行，它仍然会消耗工作功率。当在整个poe系统中为所有pd添加这种功率时，会增加大量的待机功率，并降低整个应用的效率。例如，消耗30ma电流的48vpd端口接近1.5w的功耗。为了对低负载下的此类功率损耗保持全面问责，ieee标准定义了保持功率签名（mps）方案。
为避免与pse断开连接，pd应在某些导通时间和关断时间内保持一定水平的平均电流，这在ieee 802.3af/at/3bt中定义。
用电设备示例的应用电路
图2所示为max5995a/max5995b pd的典型应用电路。我们将使用此 pd 来展示如何为 poe 应用节省电力。来自 pse 的输入电源通过 v 提供给此设备dd和 v党卫军输出功率通过 v 输送dd和rtn。墙上适配器电源可以通过wad和rtn连接，以在本地供电。
该器件具有一个专用 led 引脚，可通过编程在器件处于 mps、睡眠或超低功耗休眠模式时源出直流电流（这些模式将在后面详细讨论）。led电流的大小可以根据连接到/sl引脚的rsl电阻值进行控制。驱动 /sl 引脚允许进入睡眠模式。将 /ulp 引脚驱动为低电平，然后将 /sl 引脚拉低，可进入超睡眠模式。/wk 引脚用于退出任何睡眠和超低功耗睡眠模式。电阻器 （r德特= 24.9ko） 从 det 到 vdd实现单特征 pd 检测。两个外部电阻器，r里昂证券/r中信银行，从 clsa/clsb 连接到 v党卫军将分类签名设置为pse，并定义从pd请求的功耗。
图2.max5995a/max5995b的应用电路
表 1 显示了与 mps 功能相关的规格，其中最小电流适用于智能 mps 功能。这定义为24ma （imps_fall），退出模式的最大阈值为28.7ma （imps_rise).mps 签名的高低时间定义为 tmps_high和 tmps_low分别。请注意，tmps_high/吨mps_low= 84ms/228ms ~27% 占空比，典型值。此外，当设备处于 mps 模式时，无法激活睡眠或超低功耗睡眠模式。
维护电源签名 象征 部件号 最小值 典型值 麦克斯 单位
poe mps 电流上升阈值 我mps_rise max5995b/max5995c 28.7 马
poe mps 电流下降阈值 我mps_fall max5995b/max5995c 24 马
poe mps 电流阈值迟滞 我mps_hys max5995b/max5995c 4.3 马
poe mps 时间高点 我mps_high max5995a/max5995b默认，max5995c默认auc浮动 80 84 90 马
poe mps 时间低 我mps_low max5995a/max5995b默认，max5995c默认auc浮动 217 2228 240 马
该器件包括智能 mps 功能，当输入电流小于约 24ma 的典型阈值时，该功能以 27% 占空比（典型时间段为 312ms）调制输入电流。这样的方案有助于实现以下好处：
通过按照特定模式调制电流，max5995b可将平均直流电流降低到10ma以下，从而降低功耗。
在极低负载电流（或空载）下，max5995b的智能mps功能可确保平均直流电流保持到足以防止与pse完全断开。如图3所示，max5995b通过在312ms的总周期内保持84ms的非脉动直流电流来实现这一点。
max5995b支持的led驱动器提供250hz的周期性电流脉冲（幅度由/sl和v之间的电阻设置）党卫军引脚），当设备进入睡眠或超低功耗睡眠模式时。在ic内部，超低功耗休眠和mps模式都使用相同的电路，导致mps波形在低电平期间产生250hz的脉动。图3显示了器件进入mps模式时负载电流（i负荷） 减小，使输入电流降至 mps 阈值以下。电流进入vdd观察到引脚开始产生mps模式，并且在mps的低电平期间可以看到led电流波形。请注意，负载连接在 v 之间dd和rtn。电流进入vdd引脚不是负载电流的反射。
图3.max5995b在低工作电流下进入mps模式。
图4显示，当负载电流增加到i以上时mps_rise阈值，mps 模式关闭，vdd当前不再显示该模式。
图4.当工作电流超过mps门限时，max5995b退出mps模式。
休眠和超低功耗休眠模式可节省功耗
max5995a/max5995b的休眠模式和超低功耗休眠模式允许pd系统进一步降低功耗，将pg拉低以禁用下游dc-dc转换器，同时仍保持mps电流和pse连接。这些省电模式可由一些外部应用驱动的标准触发，或者仅用于在空闲操作期间关闭系统。
睡眠模式
可以通过将 /sl 引脚驱动为低电平在设备上进入睡眠模式。一旦进入休眠模式，该器件将解除电源就绪 （pg） 引脚的置位，最终可能会禁用 dc-dc 转换器输出。进入睡眠模式后，led 引脚开始根据连接在 /sl 引脚上的 rsl 电阻器提供电流。该器件将输入电流保持在足以防止与 pse 断开连接的最低直流电平。图5显示了演示此行为的波形。
图5.在max5995b上进入睡眠模式。
下拉漏极开路输入 /wk 引脚可命令器件退出休眠模式并重新使能 dc-dc 转换器输出。此外，退出模式时 led 电流关闭。图6显示了退出睡眠模式时出现的波形。
图6.max5995b退出休眠模式
超低功耗休眠模式
除休眠模式外，max5995b还支持超低功耗休眠模式，进一步降低功耗。与睡眠模式一样，超低功耗睡眠模式对 pg 引脚进行取消置位，led 引脚根据连接的 rsl 电阻器输出恒定电流。此外，超低功耗休眠模式激活 mps 功能以调制输入电流，并比休眠模式更能降低功耗。
要进入超低功耗休眠模式，需要将 /sl 引脚拉低，而 /ulp 引脚已被拉低。图7所示为max5995b进入超低功耗休眠模式。五世dd输入电流波形显示 mps 模式。
图7.在max5995b上进入超低功耗休眠模式。
要退出超低功耗睡眠模式，请下拉 /wk 引脚，如图 8 所示。
图8.退出max5995b的超低功耗休眠模式。
当设备处于 mps 模式时，无法激活睡眠和超睡眠模式。
结论
当多个pd设备运行时，省电模式可以大大降低整个poe系统的功耗并提高电源效率。max5995b为ieee 802.3bt pd，用于poe应用，并具有功耗降低模式，可实现更高的系统效率。通过智能mps等特性，max5995b在低负载条件下实现省电模式，同时仍与pse保持连接。此功能有助于提高整个 poe 系统的整体效率。
max5995b的休眠和超低功耗休眠特性允许由系统主机通过专用的/sl和/ulp引脚激活。这进一步降低了 poe 系统中的功耗。通过max5995b的休眠模式，可以命令器件关断连接到pd的有源负载。超低功耗休眠模式用于实现休眠模式的功能，同时通过在 mps 模式下运行来节省更多电量。
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