ZHCAD66 September 2023 AM2434 , AM6442 , DP83TD510E
數(shù)據(jù)線供電 (PoDL) 也稱為 SPoE（單線對(duì)以太網(wǎng)供電），將單線對(duì)以太網(wǎng) (SPE) 與電源整合在一根電纜上，無需添加額外的線路。IEEE 802.3cg 中的標(biāo)準(zhǔn)化 10 BASE-T1L 不僅在工廠自動(dòng)化領(lǐng)域，而且在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域也越來越受到關(guān)注。該標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了數(shù)據(jù)通信，還擴(kuò)展了 IEEE 802.3bu 來定義 PoDL 的實(shí)現(xiàn)方式。
PoDL（總體來看）與大家所熟知的用于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的成熟 PoE（以太網(wǎng)供電）有一些相似之處，但二者細(xì)節(jié)有所不同。兩者都支持增強(qiáng)以太網(wǎng)連接的方法，并且還包含檢測(cè)和分級(jí)等機(jī)制。實(shí)際工作中需要通過這些方法和機(jī)制來區(qū)分支持 PoDL（或 PoE）的設(shè)備和無法安全地支持該功能的設(shè)備，這樣可以防止損壞連接的設(shè)備。
它們的實(shí)現(xiàn)方式有所不同。PoE 電源設(shè)備 (PSE) 通過測(cè)量連接的供電設(shè)備 (PD) 的電阻來確定分級(jí)時(shí)，PoDL PSE 需要 PD 側(cè)設(shè)置一個(gè)齊納二極管。分級(jí)也以不同的方式實(shí)現(xiàn)。PoE 使用簡(jiǎn)單的模擬實(shí)現(xiàn)，而 PD 充當(dāng)恒定電流阱，其中電流定義功率等級(jí)。PoDL 使用串行通信分級(jí)協(xié)議 (SCCP) 在 PSE 和 PD 之間實(shí)現(xiàn)數(shù)字低速數(shù)據(jù)交換。除了這些步驟之外，PoDL 系統(tǒng)還包括 PoE 系統(tǒng)中不存在的預(yù)偏置階段。有關(guān) PSE 實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱如何實(shí)現(xiàn)符合 IEEE 802.3cg 或 802.3bu 標(biāo)準(zhǔn)的 PoDL PSE 應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)。有關(guān) PD 的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱 IEEE 802.3cg 10BASE-T1L 數(shù)據(jù)線供電設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)。
可以使用采用數(shù)據(jù)線供電的四端口單線對(duì)以太網(wǎng)參考設(shè)計(jì)和 10BASE-T1L 采用數(shù)據(jù)線供電的單線對(duì)以太網(wǎng)傳感器參考設(shè)計(jì)來設(shè)置完整的 PoDL 系統(tǒng)。
圖 1 TIDA-010262（左）和 TIDA-010261（右）
為簡(jiǎn)單起見，圖 1 中的方框圖僅顯示了 SPE 和 PoDL 相關(guān)模塊。左側(cè)顯示了 PSE 側(cè) (TIDA-010262)，該設(shè)計(jì)根據(jù) IEEE 802.3cg 使用 10 個(gè) BASE-T1L 實(shí)現(xiàn)了四個(gè)端口，并支持 PoDL（包括用于分級(jí)的 SCCP）。TIDA-010262 支持所有 24V 功率等級(jí) 10-12，功率高達(dá) 12W，具有可調(diào)電流限制。一個(gè) MSPM0G1107 MCU 用于實(shí)現(xiàn)四個(gè)端口的數(shù)字部分，包括狀態(tài)機(jī)處理和 SCCP 通信。每個(gè)端口都包含 PSE 的模擬部分、以太網(wǎng) PHY 以及整合電源和數(shù)據(jù)的耦合網(wǎng)絡(luò) (CDN)。有關(guān)更多信息，請(qǐng)參閱采用數(shù)據(jù)線供電的四端口單線對(duì)以太網(wǎng)參考設(shè)計(jì)。
右側(cè)顯示了 PD (TIDA-010261)。這實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的 PD，支持功率等級(jí) 12。SCCP 通信由 MSP430FR2476 處理。與 PSE 側(cè)類似，CDN 將電源和數(shù)據(jù)分開，并將它們分別饋送到 PD 電路和以太網(wǎng) PHY。有關(guān)更多信息，請(qǐng)參閱 10BASE-T1L 采用數(shù)據(jù)線供電的單線對(duì)以太網(wǎng)傳感器參考設(shè)計(jì)。
圖 2 適用于 10BASE-T1L 的 PoDL 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
圖 2 中顯示的完整系統(tǒng)是適用于 10BASE-T1L 的 PoDL 系統(tǒng)的示例實(shí)現(xiàn)。它們不僅可用于工廠自動(dòng)化傳感器或執(zhí)行器，還可用于樓宇自動(dòng)化。