PowerTelnet

회로 설계 참고를 위한 Silvertel사 각 Module의 EVM board 회로도 지원 가능합니다. 연락 주시면 보내 드리도록 하겠습니다.

1-1.PoE Input protection 회로

57V가 넘는 과전압이 인가되어 Module이 파손되는 것을 막기 위하여 SMAJ58CA와 같은 Tranzorb(TVS) diode를 이용하여 보호 회로를 반드시구성해야 합니다. ESD noise가 많은 설치 환경에서 외부 ESD 누적으로 인해서 PD module이 Damage를 받아 Module 불량이 발생할 수 있습니다, 따라서모든 입력 라인에 TVS diode를 설치합니다. 만약 높은 ESD Tolerance를 원하신다면 용량이 큰 SMBJ58CA나 SMCJ58CA등을 보드 크기를 고려해서 설계하시는 것이 좋습니다.
가능하시면 SMAJ58CA와 제품 크기 차이가 많이 나지 않는 SMBJ58CA급 이상 제품을 사용하시는 것을 추천해 드립니다.

ANX-POE-PROTECTION Application note 파일보기
SMAJ58CA TVS Diode(3.99mm*4.5mm) 예제보기
SMBJ58CA TVS Diode(4.06mm*4.75mm) 예제보기
SMCJ58CA TVS Diode(6.6mm*7.1mm) 예제보기

1-2.PoE EMI protection 회로

PoE의 EMI를 효과적으로 방지하기 위하여 PoE 모듈의 Noise가 입력될 수 있는 Data-line/ Spare-line 모든 입력 라인에 최대 2,200ohms/ 100MHz의 Impedance matching을 합니다. 1,000ohm Ferrite beads (IEEE802.3af MMZ29S012S102A, IEEE802.at MPZ2012S102A) 3개를 모든 라인에 설치합니다. PoE 출력단에 Commom mode filter는 출력 다음에 연결되는 부분이 Noise에 민감한 경우 설치를 합니다.
각기 다른 환경에 따라서 Ferrite Beads 3개가 모두 필요하지 않을 수 있습니다. EMI Test를 하면서 1개 혹은 2개로 문제가 해결될 수도 있습니다.
또한 EMI noise 개선이 더 필요한 경우를 대비해서 아래와 같이 Ferrite bead 전단에 10nF capacitor와 4.7nF/2KV V-Capacitor의 PCB Pattern만 미리 구성하시고, EMI noise가 높게 나올 때 부품을 추가해서 대응하시면 됩니다. Bead와 함께 동작해서 Noise감소에 성능을 발휘합니다.
EMI noise를 줄이기 위해 Common mode choke를 추가할 경우 최대 100uH까지 추가할 수 있습니다.

ANX-POE-EMI-Considerations Application note 파일보기
af 용 Ferrite Bead 제품 예제 보기
at용 Ferrite Bead 제품 예제 보기

1-3.POE 모듈 출력 Load step change용 Capacitor

SiverTel의 POE PD module은 Output 단자에는 Load step change를 제어하고 Output ripple을 줄이기 위한 C1이 가장 가까운 위치에 설치되어야 합니다. 만약 Load step change C1이 없을 경우 PD module이 정상동작하지 못하고 칙칙거리는 잡음이 날 수 있습니다.
470uF은 여러개의 작은 용량의 AL CAP으로 구성해도 전체 용량만 만족하면 문제없습니다.

Step load change capacitor는 일명 Bulk Capacitor라고도 불리는 Cap이며, PD module 출력 부하가 변경될 때 초기 부하 과도전류(Initial load transient)가 변하게 되는데, 이 Cap들이 순간적인 부하 변경(Instantaneout load change)을 줄여주는 기능을 합니다. 따라서 DC/DC converter가 Regulation을 유지하는데 필요한 응답 시간을 줄여 줄 수 있습니다.
만약 Bulk capacitor가 부하의 변경 양보다 부족하다면, DC/DC converter는 Regulation을 할 수가 없어, Turn off 상태가 될 수 있습니다.

개발 제품의 크기가 작아지면서 내부의 온도가 급격히 올라 갈 수가 있습니다. 특히 내부 FAN장치가 없어 공기 흐름이 없는 경우 내부 온도는 상당히 높은 온도까지 올라가게 됩니다. 일반 전해 콘덴서를 이런 고온에서 사용하게 되면 예상한 것 보다 훨신 짧은 기간에 전해 콘덴서 내부 기름이 말라 버리는 Drying out 현상이 발생합니다. 특히 Outdoor 제품인 경우 동작 온도 환경을 고려해야 합니다.
105C 3,000hr or 5,000hr 동작 조건의 전해 콘덴서를 사용하시거나 비슷한 spec의 Solid polymer cap을 사용하시는 것이 도움이 됩니다.
Silvertel engineer는 Solid polymer cap의 온도 특성이 일반 전해 cap보다는 좋지만, Leakage current rating이 전해 cap보다 높아서 미리 노이즈 발생 등의 충분한 Test를 하신 후에 적용을 결정하시라고 권해 드립니다. 가격과 수급의 용이함은 업체 마다 다르기 때문에 거래하시는 업체에 문의 하시는 것이 진행하시기 바랍니다.

1-5.PoE용 Data-termination 설계

이 회로의 기능은 Emmission양의 감소, Data line상의 안전성 지원, PSE가 PD signature를 진행할 때 방해하지 않고 Data-line 절체 등의 기능을 합니다. 가능한 회로에 추가하시기 바랍니다.
설계 시 주의할 점은 가능한 Shield Ground 에 연결이 되어야 합니다. Shield Ground가 없을 경우에는 Digital Ground에 연결하시면 됩니다.
아래의 파란색 사각형은 Layout 설계시 주의할 부분입니다. PCB Size 때문에 부품 들의 간격을 좁게 설계할 수 있습니다. 이렇게 되면 Isolation barrier 외부(Field Ground)의 1nF 2KV Capacitor PAD와 내부에 있는 저항의 PAD 거리가 가까워서 빨간 화살표 처럼 경우 높은 ESD pulse test 때 ESD가 건너 넘어갈 수 있습니다.

Data Termination Application note 보기
Isolation Barrier 설계 Application note 보기

1-6.Bridge Diode 선택

용량이 작은 af급 12W module을 사용시 MBS2 0.8A나 SMBC110H 1A의 Diode를 사용해도 크게 문제가 생기지는 않습니다. 그러나 at급 24W이상을 사용하실 경우에는 제품 내부 온도가 상승하면 Diode의 Reverse leakage current가 증가 되면 Diode의 동작 마진이 줄어 들어서 Noise가 발생하거나 심할 경우 Short circuit이 발생할 수도 있습니다. 이러한 경우를 대비해서 여유있게 큰 용량의 Diode를 선택하셔야 합니다. 1A Bridge Diode 보다는 최소 2A Bridge diode를 사용하시고, 더 큰 용량의 PoE module 제품을 사용하실 경우 3A SMA diode SS36처럼 단품으로 Bridge diode를 구성해서 발열에 대비하셔야 합니다

1A SMD type 60W Bridge diode 예제 보기
2A SMD type 60W Bridge diode 예제 보기
3A SMA type 60W Bridge diode 예제 보기

1-7.POE Minimum Load

SilverTel PD module은 PWM Switching으로 모듈 입력 측의 Power를 출력 측으로 보냅니다. 이 때 PWM Switching을 위한 최소의 출력 Load가 필요합니다. 출력 부하가 부족하면 정상적인 PWM Switching인 Continuous mode가 아닌 Pulse mode로 동작하게 됩니다. Pulse mode 파형이 "0"에 접근할 때 PSE가 MPS(Maintenance Power Signature) 10mA이하라고 판단해서 PSE voltage를 차단할 수 있습니다.
그 후 PSE는 다시 PD와 연결하고 MPS 조건이 맞지 않아 Power 차단하는 과정을 반복하게 됩니다. Pulse mode로 동작시 Audible noise(칙칙칙과 같은 소음) 가 발생할 수 있습니다.

Product name	Minimum Load
Ag9703/ Ag9705/ Ag9712	200mA/ 200mA/ 100mA
Ag9803/ Ag9805/ Ag9812	200mA/ 200mA/ 100mA
Ag9900	100mA
Ag5200	200mA
Ag5300	200mA
Ag5810	No need
Ag5800	No need

만약 Processor의 Booting 시간이 너무 긴 경우에도 Minimum load 조건이 만족하는지 확인해야 합니다. CPU Booting 중에도 PSE의 MPS조건이 맞지 않으면 PSE가 PSE voltage를 차단할 수 있고, Signature/Classification을 계속 반속할 수 있습니다.

Booting때의 Current를 아래의 Figure-1 처럼 평탄한 Continuous mode로 소모하는 것이 아니라 Figure-2처럼 급격한 Pulse mode로 Current 소모한다면, MPS sensing이 민감한 PSE와 연동시 문제가 발생할 수 있습니다. 자세한 내용은 아래 첨부의 Application note를 참고하시기 바랍니다.

ANX-POE-Minimum-Load Application note 파일보기

1-8.외부 Adapter power 동시 구현 방법

외부 Adapter 전원과 PoE power가 동시 인가시 PoE power를 Main power로 구현하시면 위의 1-7에서 SiverTel PD module은 Minimum load 조건을 고려하실 필요가 없습니다. 그러나 Adapter power를 Main power로 구현해야 하는 경우에는 PoE output 단에 FET와 Watt 저항으로 Load 회로를 구현해서 PD module이 무부하 상태가 되지 않게 해야 합니다.

AN5100-2-Gating-output-with-external-supply applicaion note 파일보기

1-9.PHY 입력 보호 회로

PHY device가 일반적인 상황에서 ESD Damage를 받을 수 있습니다. 그 경우를 대비해서 Silvertel에서는 아래와 같이 3.9V TVS diode를 PHY input 단자에 설치하는 것을 추천 드립니다. 하지만 꼭 Silvertel에서 추천하는 제품을 사용하시는 것보다 PHY solution 업체가 소개하는 제품이나, 쉽게 구하실 수 있는 제품을 선택하시는 것이 좋습니다.



ANX-POE-PHY-Protection-circuit applicaion note 파일보기

1-10.PD module 방열을 위한 방법

제품 내부에 FAN이 없는 구조의 제품이라면 PoE Module 자체의 온도를 줄이기 위한 좋은 방법 중에 하나는 Thermal PAD를 PCB나 제품 Case에 부착하는 방법입니다. Silvertel이 사용한 제품은 Ultra soft 0.100"th라고 합니다.
하지만 양산을 위해서 두꺼운 Thermal pad를 사용하기 어려운 경우에는 PCB 하단의 발열이 가장 높은 부품과 PCB 사이 에 8mm x 8mm (1.4T) 정도의 Thermal pad를 붙이시는 것이 효율적입니다.





Ultra Soft GAP Pad Data-sheet 예제 보기

1-11. PoE용 Data-Transformer(Magnetic) 구별 방법

PoE 설계를 하기 위해서는 PoE를 지원하는 Data-Transformer를 사용해야 합니다. 하지만 Data-sheet 상의 Schematic만으로 아래의 그림과 같이 일반 Data transformer와 PoE용 Data transformer의 구조가 비슷하기 때문에 이것 만으로는 구별하기 쉽지 않습니다.



Data transformer가 PoE 기능을 지원하는 것을 확인하기 위해서는 Data-sheet 상에 PoE를 지원한다는 문구나 DC Current capability가 350mA 혹은 720mA라고 표시되어 있는지를 확인하시고 사용하시면 됩니다.

제품 운용시 내부 온도가 상승하면 Data transformer의 Current capability 성능이 저하될 수 있습니다. 충분히 여유있는 용량의 제픔을 검토 사용하시는 것을 추천드립니다.




IEEE802.3af(12W)와 IEEE802.3at(24W)를 지원하는 PoE Data transformer의 차이점은 DC Current capability의 차이에 따른 Data transformer내부 코일의 굵기 차이입니다.

10/100용 at급 Data transformer data-sheet예제 보기(ATPL-458R)
1G용 at급 Data transformer data-sheet예제 보기(ATPL-478R)

1-12.60W Ag5510의 PSE compatibility list

Silvertel에서 60W PD module Ag5510을 개발하고 시중에 나와 있는 60W PSE Switch와 연동 Test를 한 제품의 목록입니다.
Ag5510은 IEEE802.3bt 규격이 나오기 전의 제품이어서 bt PSE의 "bt Classification"에 응답하는 기능이 없습니다. 따라서 bt PSE와 연결하면 Ag5510는 at급 PD로 인식이 되어서 24W continuous/ 30W Max로 연결이 Setting이 됩니다.

Ag5510 Compatibility PSE list 파일보기

1-13.LLDP(PSE), DLL(PD) Interface Protocal

일부 PSE Switch 생산 업체(CISCO, HP, D-Link등)는 at Type2 Claasification을 MAC계층에서 링크 계층의 여러 가지 시스템 정보를 교환하고 연결성 검색을 수행하는 프로토콜인 링크 계층 탐색 프로토콜 LLDP(Link Layer Discovery Protocal)를 이용해서 Type 2 Event classification을 확인하는 방식을 사용합니다. 아래의 그림처럼 Ag5200/Ag5300은 Type 2 Event 입력을 감지하면 AT-DET 출력핀을 통해서 CPU에게 신호를 전달하고, CPU는 LLDP를 통해서 PSE Switch에게 Type 2 Event classificaion 신호를 전달합니다. 그 후 PSE는 at 30W power가 전달되도록 합니다. af급 PoE에는 해당사항이 없습니다.



Data Link Layer Classification 자료 보기
ANX-POE-AT-Detect-explained 자료 보기

1-14.PoE 구성도 예제

PSE Switch의 위치에 따라 End-span PSE, Mid-span PSE 등으로 구분합니다.

2. Telephony Design Guide

2-1.Ringing SLIC Feature 비교

SLIC module Ag1170과 Ag1171의 성능 비교 Table입니다. 다른 환경에 따라 성능이 다르게 나올 수 있습니다.

SLIC Feature	Description	Ag1170	Ag1171
Package Availability	Device format	21pin DIL or 14pin SIL	14pin SIL
Number of SLICs	Number of channels per module	1	1
Single +5V Supply	No need for other supplies	+5Vor+3.3V	+3.3V~+5V
2W Impedance	Impedance the SLIC presents to the line.	600R (Prog)	600R
Balance Impedance	Fixed echo cancellation	600R (Prog)	600R
DC Battery Voltage	Voltage for the telephone	Internal	Internal
Battery Switch	Used for switching between battery and ringing to the line	Auto	Auto
DC On Hook	Voltage at Tip/Ring when idle	48V	48V
Loop Current (constant)	Constant current supplied to the line when off hook	24mA	24mA
2-4W gain	Amplification of signal from Tip/Ring to Vout	0dB	0dB
4-2W gain	Amplification of signal from Vin to Tip/Ring	0dB	0dB
Meter Pulse Injection	Used for metered calls, eg. Phone boxes.	Yes	Yes
On-board ringing	SLIC generates ringing – separate ringing generator isn’t required	Yes	Yes
Ringing voltage	Maximum ringing voltage which can be generated by the SLIC	63Vrms	63Vrms
Ringing Capability	Number of telephones that can be rung at one time	5 telephones	3 telephones
Idle Power	Power consumption when on-hook	450mW	450mW
Thermal Cut-off	Power reduction to reduce stress	Yes	Yes
Short-circuit Protection	Protects against line faults	Yes	Yes
Tip/Ring Reversal	Voltage polarity reversal used for signalling	Yes	Yes
On Hook Transmission	Used for on-hook signalling (CLID)	Yes	Yes
Max Loop Length	Maximum line the SLIC can drive	3km	1km

2-2.COIC, PSTN Interface module Feature 비교

COIC module Ag2120과 Ag2130의 성능 비교 Table입니다. 다른 환경에 따라 성능이 다르게 나올 수 있습니다.

COIC Feature	Description	Ag2120	Ag2130
Package Vailability	Device format	21pin DIL or 20pin SIL	20pin SIL
Number of Trunks	Number of channels per module	1	1
Single +5V Supply	No need for other supplies	+5Vor+3.3V	+5Vor+3.3V
2W Impedance	Impedance the Trunks presents to the line	Prog	Prog
Balance Impedance	Fixed echo cancellation	Prog	Prog
DC Mask	Current Specifications	Prog	Prog
Isolation Barrier	To meet regulatory safety requirements	Integral	Integral
Loop Switch	To take the device off-hook and start drawing loop current	Integral	Integral
2-4W gain	Amplification of signal from Tip/Ring to Vout	0dB	0dB
4-2W gain	Amplification of signal from Vin to Tip/Ring	0dB	0dB
CMRR	Common mode rejection (minimum)	70dB	70dB
CMOL	Common mode overload (minimum)	250Vrms	250Vrms
Ringing detect	Detects ringing signal on the line	Yes	Yes
Dummy ringer	Ringer load – Country specific	Not Required	Not Required
Idle Power	Power consumption when on-hook	20mW	20mW
Diode bridge	To handle line polarity reversals	Integral	Integral
Overvoltage protection	Protects against line faults	External	External
Reversal detect	Detects tip-ring polarity reversal - used for signalling	Yes	No
On Hook Reception	Used for on-hook signalling (CLID)	Yes	Yes
Loop current detect	Confirmation that loop current is flowing	Yes	No

3. RoHS and Reach 규격

SilverTel에서는 RoHS 규격(EU RoHS2)과 관련하여 물질을 사용하지 않습니다. Silvertel도 다른 유럽 제조 회사와 같이 RoHS Test report를 제공하지 않고 RoHS 물질을 사용하지 않는다는 내부 선언문을 대신 제공하고 있습니다.

Silvertel의 RoHS and REACH certificate file 보기

4. Conflict Minerals Declaration

SilverTel은 세계적으로 문제가 되고 있는 희귀 광물을 사용하지 않습니다.

Conflict Mineral 관련 자료 보기