探索MAX5969A/MAX5969B:IEEE 802.3af/at 合規的受電設備接口控制器
在以太網供電(PoE)系統的設計中,選擇合適的受電設備(PD)接口控制器至關重要。今天,我們就來深入探討一下Maxim Integrated推出的MAX5969A/MAX5969B,這兩款控制器為PoE系統中的PD提供了完整的接口解決方案,能夠很好地滿足IEEE 802.3af/at標準的要求。
文件下載:MAX5969B.pdf
一、產品概述
MAX5969A/MAX5969B為PoE系統中的受電設備(PD)提供了全面的接口,使其符合IEEE 802.3af/at標準。它具備檢測簽名、分類簽名以及集成隔離功率開關和浪涌電流控制功能。在浪涌期間,能將電流限制在180mA以內,待隔離功率MOSFET完全導通后,再切換到更高的電流限制(720mA - 880mA)。同時,該設備具有寬滯后和長消隱時間的輸入欠壓鎖定(UVLO)功能,可補償雙絞線電纜的電阻壓降,確保在電源開關時無干擾過渡。而且,其輸入能夠承受高達100V的電壓。
二、關鍵特性
2.1 標準合規性
嚴格符合IEEE 802.3af/at標準,這意味著它能夠與市場上眾多符合該標準的供電設備(PSE)兼容,為PoE系統的設計提供了便利。
2.2 2 - 事件分類
支持IEEE 802.3at標準規定的2 - 事件分類方法,當被Type 2供電設備(PSE)探測時,會提供相應信號。這種分類方式有助于PSE更準確地管理功率分配,提高系統的效率。
2.3 簡化的墻式適配器接口
能夠檢測墻式適配器電源的連接,并實現從PoE電源到墻式電源適配器的平滑切換。這一特性為設備提供了更多的供電選擇,增強了系統的靈活性。
2.4 寬范圍的PoE分類
支持PoE分類0到5,滿足不同功率需求的設備。通過連接不同阻值的外部電阻(RCLS),可以設置不同的分類電流,從而實現不同的功率分類。
2.5 高耐壓能力
輸入絕對最大額定值為100V,能夠適應較為復雜的電源環境,提高了設備的可靠性。
2.6 完善的保護功能
具備過溫保護、電流限制和折返功能,能夠有效保護設備免受過熱和過流的損害,延長設備的使用壽命。
三、電氣特性
3.1 檢測模式
在檢測模式下,PSE會在1.4V - 10.1V范圍內施加兩個電壓,并記錄電流測量值,通過計算ΔV / ΔI來確保24.9kΩ簽名電阻的存在。此時,MAX5969A/MAX5969B的輸入偏移電流小于10μA,大部分內部電路處于關閉狀態。
3.2 分類模式
| PSE根據PD的功耗對其進行分類,通過連接從CLS到VSS的外部電阻(RCLS)來設置分類電流。不同的分類對應不同的電流范圍,具體如下表所示: | CLASS | POWER USED (W) | RCLS (Ω) | VIN (V) | CLASSIFICATION CURRENT (mA) |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0.44 - 12.95 | 619 | 12.6 - 20 | 0 - 4 | |
| 1 | 0.44 - 3.94 | 117 | 12.6 - 20 | 9 - 12 | |
| 2 | 3.84 - 6.49 | 66.5 | 12.6 - 20 | 17 - 20 | |
| 3 | 6.49 - 12.95 | 43.7 | 12.6 - 20 | 26 - 30 | |
| 4 | 12.95 - 25.5 | 30.9 | 12.6 - 20 | 36 - 44 | |
| 5 | > 25.5 | 21.3 | 12.6 - 20 | 52 - 64 |
3.3 功率模式
當輸入電壓(VIN)超過欠壓鎖定閾值(VON)時,MAX5969A/MAX5969B進入功率模式。此時,內部n通道隔離MOSFET導通,浪涌電流限制內部設置為135mA(典型值)。當RTN電壓接近VSS且浪涌電流低于浪涌限制時,隔離MOSFET完全導通,電流限制切換到800mA。
3.4 欠壓鎖定
MAX5969A/MAX5969B的開啟UVLO閾值(VON)為35.4V/38.6V,關閉UVLO閾值(VOFF)為31V。當輸入電壓高于VON時,設備進入功率模式;當輸入電壓低于VOFF超過tOFF_DLY時,MOSFET關閉。
3.5 電源良好輸出
下游DC - DC控制的使能引腳可能會從PG到VSS吸收高達375μA的電流。在設計時,需要確保下游控制器能夠處理該電流,或者添加電路以滿足使能引腳的絕對最大額定值。
3.6 熱關斷保護
當結溫超過+140°C的熱關斷閾值時,MAX5969A/MAX5969B會關閉內部功率MOSFET和2EC電流吸收器。當結溫降至+112°C以下時,設備進入浪涌模式,然后返回功率模式。
四、引腳描述
| PIN | NAME | FUNCTION |
|---|---|---|
| 1 | VDD | 正電源輸入,需在VDD和VSS之間連接一個68nF(最小)的旁路電容。 |
| 2 | DET | 檢測電阻輸入,需從DET到VDD連接一個24.9kΩ的簽名電阻。 |
| 3 | N.C. | 無連接,內部未連接。 |
| 4 | I.C. | 內部連接,無需連接。 |
| 5 | VSS | 負電源輸入,連接到集成隔離n通道功率MOSFET的源極。 |
| 6 | RTN | 隔離MOSFET的漏極,連接到集成隔離n通道功率MOSFET的漏極,并連接到下游DC - DC轉換器的地。 |
| 7 | WAD | 墻式電源適配器檢測器輸入,當VDD - VSS超過標記事件閾值時,啟用墻式適配器檢測。當WAD到RTN的電壓大于9V時,檢測到墻式電源適配器。 |
| 8 | PG | 開漏電源良好指示輸出,在浪涌期間,PG吸收230μA電流以禁用下游DC - DC轉換器,直到熱插拔MOSFET開關完全導通。 |
| 9 | 2EC | 低電平有效2 - 事件分類檢測或墻式適配器檢測輸出,當檢測到Type 2 PSE或墻式適配器時,2EC會啟用1.5mA的電流吸收器。 |
| 10 | CLS | 分類電阻輸入,從CLS到VSS連接一個電阻(RCLS)以設置所需的分類電流。 |
| EP | 暴露焊盤,內部通過電阻路徑連接到VSS,必須外部連接到VSS,用于優化功率耗散。 |
五、應用信息
5.1 與12V適配器的操作
在使用12V墻式電源適配器時,需要注意PCB布局。應將輸入電容、分類電阻和瞬態電壓抑制器盡可能靠近MAX5969A/MAX5969B放置;對于功率耗散設備,如MAX5969A/MAX5969B和外部二極管,使用大的SMT組件焊盤;高功率路徑使用短而寬的走線;可以參考MAX5969評估套件的布局。
5.2 典型應用電路
文檔中給出了典型應用電路,包括隔離2 - 事件分類輸出、與RJ - 45橋和整流器的連接、DC - DC轉換器的連接等。這些電路為工程師提供了實際設計的參考。
六、總結
MAX5969A/MAX5969B是一款功能強大的PoE受電設備接口控制器,具有多種特性和完善的保護功能,能夠滿足不同應用場景的需求。在設計PoE系統時,工程師可以根據具體需求選擇合適的型號,并注意PCB布局和電氣特性的匹配,以確保系統的高效、穩定運行。大家在實際應用中是否遇到過類似控制器的使用問題呢?歡迎在評論區分享你的經驗和見解。
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