자  료  실

**** PoE Design Guide ****

IEEE802.3af PoE module을 설계하는 경우 아래와 같은 몇가지 주의 하여야 할 사항이 있습니다.
이러한 설계 주의 사항만 유의하여 설계를 하시면 추후 문제 사항이 발생하지 않을 것입니다.

1.PoE Input protection 회로

IEEE802.3af를 만족하지 않은 PSE와 연결되거나 RJ-45 Cable 연결 시 70Vdc가 넘는 전원이 공급
되어질 경우 PD의 PoE module이 Damage를 받을 수 있습니다.
특히 UTP cable의 Spare Line으로 연결되는 부분은 Data-line의 ESD protection과 같은 보호회로가
전혀 없습니다. 이렇게 PSE로 부터의 다양한 Damage에 대비하기 위해서 최소한의 SMAJ58CA와 같은
TVS Diode를 이용하여 Over voltage를 막을 수 있도록 합니다. 바로 적용하지 않더라도 추후를 위해
TVS diode를 위한 패턴을 PCB에 준비하여 주시는 것도 좋은 방법입니다.
자세한 내용은 http://www.silvertel.com/apps-notes.htm를 이용하시기 바랍니다.
ANX-POE-PROTECTION 파일보기
TVS Diode 파일보기

2. Feedback Loop Stability용 Capacitor 설계

PoE 모듈의 VDC+에 권고한 470uF Capacitor는 단순한 Noise등을 위한 것이 아니라, Feedback Loop
회로의 일부분으로서 Feedback stability를 수행하기 위한 부품입니다.
Loop step changes와 Feedback loop stability를 위해서는 470uF/10uF/10uF Capacitor를 VDC+의
가장 근접한 위치에 놓여야 합니다. Ripple의 감소를 위해서 외부에 3개의 Capacitors를 설치하는 것이
제안합니다.

3. PoE 지원 Magnetics ( Data Transformer )

IEEE802.3af/ at를 구현하기 위해서는 PoE를 지원하는 Magnetic을 사용하여야만 합니다. 일반 Magnetic도
외부 Port가 나와 있는 것처럼 보이지만, 실제로 내부에서 물리적으로 연결이 되어 있지않습니다.
따라서 Data-sheet 첫 페이지에 PoE지원 또는 IEEE802.3af/ at를 지원한다는 내용일 있는지 확인합니다.

4. Data Termination 처리 예제

Data Transformer를 거쳐서 나온 PoE 48Vdc의 Termination 예제입니다. 4개의 출력 단자마다 저항 75R과
Capacitor 0.1uF을 각각 직렬 연결 처리해 주시면 됩니다.
이렇게 하는 이유는 PSE Switch에서 PD를 항상 Detection할 때, 쉽게 PD를 찾을 수 있는 깨끗한 Line
상태를 만들어 주기 위하여 다음과 같이 Line Termination을 하는 것입니다.

5. PoE와 외부 상용 전원을 공용 설계시

PoE의 ADJ기능을 이용하여 PoE의 최종 전원이 외부 전원 보다 높게 설정하여 사용하는 방법입니다.
1차 PoE 전원, 2차 외부 상용 전원 or 1차 외부 상용 전원, 2차 PoE 전원으로 사용할 경우에
따라서 http://www.silvertel.com/apps-notes.htm/AN9050-1v1-3.pdf, AN9405-1v1-0.pdf.
AN9405-2v1-0.pdf 등의 External Power application을 참조하시면 됩니다.
만약 PoE를 1차 전원으로 사용하고 외부 Adapter를 2차 전원으로 사용하실 경우 아래와 같이 PoE의
ADJ 기능을 이용하여 PoE VDC+의 출력을 높여서 아래의 그림과 같이 회로를 구성하셔도 문제가 없습니다.




Ag9405-2BR의 출력을 5.5Vdc로 맞출 경우: R = 220ohms
Ag9412-2BR의 출력을 12.5Vdc로 맞출경우: R = 27Kohms

Ag9605-2BR의 출력을 5.5Vdc로 맞출 경우: R = 20Kohms
Ag9612-2BR의 출력을 12.5Vdc로 맞출경우: R = 20Kohms

Ag9512-38/42 module의 경우에는 외부에서 VDC+ 전원을 조절할 수 있는 ADJ핀이 고정되어 있기 때문에
외부 Adapter 전원과 동시에 사용할 경우, PoE 전원이 Main이 될 수 있도록 외부 DC 입력 전원이 12.0Vdc를
넘지 않게 조절하셔야 합니다.

6. PoE module 출력의 최소 부하 요건-PD detection signature

PoE 모듈은 37~57V 사이의 받은 전원을 Switching 방식을 이용하여 3.3V, 5V, 12V로 전압강하합니다.
최대한 효율을 유지하기 위하여 250KHz로 DC/DC Swiching Converting합니다.
Voltage Level Dropping Switching을 하기 위해서는 출력 측에 아래와 같은 값의 최소 부하가 요구됩니다.
PSE에서는 MPS(Maintain Power Signature) 방식을 이용하여 PD가 일정한 양의 전류를 소모하는지 여부를
확인합니다. 만약 PD측에서 Load 사용이 없을 경우 PD가 존재하지 않다고 판단하여, PSE가 Power 공급을
중단합니다. PSE에서 Power를 공급과 중단을 반복할 때, PD 측에서는 전원이 On/Off가 반복되고 약한
소음이 발생할 수 있습니다.

DC Characteristics	Typ	Units
Ag9200 Series	100	mA
Ag9403/ Ag9405	200	mA
Ag9412	100	mA
Ag9512	150	mA
Ag9600	100	mA

PSE가 PD를 검출하기 위하여 MPS(Maintain Power Signature)이라는 방식을 이용합니다.
PSE의 PD detection signature는 다음과 같습니다. 초기 아래와 같이 최고 10V 이내의 전압을
PD에 공급합니다.
이 때 PD를 검출하는 MPS 방법에는 AC와 DC를 이용하는 두 가지 방식이 있습니다.
AC를 이용하는 방법은 Line의 Impedance를 검출하는 것이며, 이 때 Impedance가 검출되지 않으면 PD가
없는 것올 간주하고 Power공급을 중단합니다. 두 번째 MPS 방법은 DC를 이용하는 방법입니다. PD가
PSE로 부터 사용하는 전류의 양을 보고 결정을 합니다. 5mA~10mA의 전류를 소모하지 않는다면 PD가 없는
것으로 간주하고 Power 공급을 중단합니다. 따라서 모듈 출력단에 최소 부하를 요구하는 이유이기도 합니다
아래의 그림은 초기 PSE가 PD detection signature하는 그림입니다. PSE 생산업체마다 다를 수 있습니다.
참고로만 활용하시기 바랍니다.




IEEE802.3af의 규격에서 정한 PD detection signature조건이나 MPS 조건을 만족시키지 못한다면, 아래와
같이 PSE가 PD로 전원을 공급/ 중단을 반복하기 때문에 Power LED가 On/Off되고 약한 Noise가 발생하는
원인이 됩니다.

7. Isolation Barrier

Ag8000, Ag81000 시리즈는 1500Vdc Isolation 기능이 구현되지 않은 제품입니다 Ag9000, Ag9200,
Ag9400, Ag9500등의 제품에서 부터 Isolation 기능이 구현되었습니다. Isolation 기능이 없는 PoE Mddule을
사용할 경우 PSE와 PD간의 Ground voltage Level차가 발생하는 등의 몇가지 문제가 발생할 수 있습니다.
아래의 Isolation 관련 Application Note를 참조하시기 바랍니다.

Isolation Barrier Application Note 파일보기
      

8. PoE module 온도 관련 자료

Ag9600 시리즈를 상온에서 측정한 자료입니다.

Ag9600 PoE module의 온도 관련 자료 보기

Ag5100 PoE+용 module입니다. 일반 PoE 모듈보다 많은 Power를 처리하기 때문에 발생하는 온도가
높습니다. 발열 온도가 높은 부품은 71C'에 이르는 것도 있습니다. 따라서 Ag5100 PoE+ 모듈을 설계할
때는 온도를 효과적으로 방출하기 위한 설계가 다음과 같이 요구 됩니다.

-. PoE module의 위치는 System PCB의 제일 높은 곳에 위치하게 합니다.
    방출되는 열의 동선을 가장 짧게 합니다.

-. Pin header의 높이와 바닥면의 부품의 높이가 같게 설계되어 있습니다.
   최대한 바닥의 부품 들이 PCB에 밀착될 수 있도록 설계를 합니다.

-. PoE 모듈을 Case의 열방출 구멍에 가깝게 배치를 합니다.

Ag5100 PoE module의 온도 관련 자료 보기

9. Ag9500 PoE module의 Connectors

Ag9512-38(38*38mm)과 Ag9512-42(42*42mm)에 사용된 연호전자(http://www.yeonho.com/)
커넥터는 1.25mm Pitch connector인 12505WR-04 제품을 사용하였습니다. IP-Camera Main
board에는 Housing Connector 12505HS-04와 Terminal 12505TS를 사용하시면 됩니다.

12505WR-04 Connector 파일보기
12505HS-NN Connector 파일보기
12505TS Connector 파일보기

10. Evaluation Board manual

각 제품별 Evaluation Board의 메뉴얼입니다.
자세한 내용은 http://www.silvertel.com/Evaluation_Boards.htm을 이용하시기 바랍니다.

PoE EVM board 메뉴얼 파일보기

SLIC Ag117x EVM board 메뉴얼 파일보기
SLIC Ag117x EVM board 회로도 파일보기

COIC Ag2130S EVM board 메뉴얼 파일보기
COIC Ag2130S EVM board 회로도 파일보기

11. PoE module에 적용된 Bridge Rectifier

아래의 규격에 맞는 제품을 사용하시면 됩니다.

MBS10 Data-sheet 파일보기
S1ZB60 Data-sheet 파일 보기

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