MAX5995A/B/C：IEEE 802.3bt 合規的受電設備接口控制器

在當今的網絡和智能設備領域，Power - Over - Ethernet（PoE）技術憑借其便利性和高效性，成為了數據傳輸和設備供電的重要解決方案。MAX5995A/B/C 系列產品作為 IEEE 802.3bt 合規的受電設備（PD）接口控制器，集成了 91W 高功率 MOSFET，為 PoE 系統中的 PD 提供了全面且強大的功能支持。

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一、產品概述

MAX5995A/MAX5995B/MAX5995C 能夠為受電設備提供完整的接口，使其符合 IEEE 802.3af/at/bt 標準。這些設備具備檢測簽名、分類簽名以及集成隔離電源開關，并帶有啟動浪涌電流控制功能。在啟動期間，設備將電流限制在 135mA（典型值），當隔離功率 MOSFET 完全增強后，切換到更高的電流限制（1800mA 至 2400mA，典型值）。

該系列產品還具有多事件分類、智能 MPS（MAX5995B/MAX5995C）、自動分類（MAX5995C）等特性，以及具有寬滯后和長去毛刺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，并確保在電源開關條件下無毛刺過渡。此外，設備能夠承受最高 100V 的輸入電壓。

二、應用領域

• IEEE 802.3bt 受電設備：如 VOIP 電話、IP 安全攝像頭、無線接入點、小型蜂窩基站、照明設備和樓宇自動化系統等。這些設備都可以通過 PoE 技術實現數據傳輸和供電的一體化，提高系統的集成度和可靠性。
• 其他應用：在一些對電源管理和功率分配有較高要求的場景中，MAX5995A/B/C 也能發揮重要作用，為設備提供穩定的電源供應和高效的功率管理。

三、產品特性與優勢

（一）標準合規性

完全符合 IEEE 802.3af/at/bt 標準，確保了產品在 PoE 系統中的兼容性和互操作性，能夠與各種符合標準的電源設備（PSE）無縫對接。

（二）分類與指示功能

• 類型 1 - 4 PSE 分類指示：支持多事件分類方法，可根據不同的分類事件向 PSE 傳達 PD 的功率需求，同時提供信號指示 PSE 的類型，幫助 PSE 更有效地分配功率。
• 外部墻式適配器指示輸出：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，為設備提供了靈活的電源選擇。

  （三）低功耗模式

• 睡眠模式和超低功耗睡眠模式（MAX5995A/MAX5995B）：在睡眠模式下，設備通過拉低 PG 信號禁用下游 DC - DC 轉換器，同時保持內部 MOSFET 開啟并生成維持功率簽名（MPS）電流，以維持與 PSE 的連接，從而降低整體 PD 系統的功耗。超低功耗睡眠模式進一步降低了功耗，同時仍能滿足標準要求的脈沖 MPS 電流。
• 智能 MPS（MAX5995B/MAX5995C）：自動檢測端口電流，當端口電流低于 24mA（典型值）時自動進入 MPS 模式，高于 28.7mA（典型值）時退出 MPS 模式，確保在低功率待機模式下仍能維持與 PSE 的連接，避免電源斷開。

  （四）保護功能

• 浪涌電流限制：在啟動期間限制浪涌電流，保護設備免受過大電流的沖擊，確保設備的安全啟動。
• 正常運行電流限制和折返保護：在正常運行時，根據不同的事件檢測設置不同的電流限制，當出現過載情況時，通過電流折返保護降低隔離 MOSFET 的功耗，提高設備的可靠性。
• 欠壓鎖定（UVLO）：設置了開啟和關閉的 UVLO 閾值，當輸入電壓高于開啟閾值時進入功率模式，低于關閉閾值且持續時間超過去毛刺時間時關閉 MOSFET，確保設備在合適的電壓范圍內工作。
• 過溫保護：當結溫超過 150°C 時，關閉內部功率 MOSFET、LED 驅動器和 MEC 電流吸收器，當溫度下降到 120°C 以下時，重新進入啟動模式和功率模式，保護設備免受過熱損壞。

  （五）其他特性

• LED 驅動器（MAX5995A/MAX5995B）：在睡眠模式和超低功耗睡眠模式下，LED 引腳以 250Hz 的頻率和 25% 的占空比提供周期性電流脈沖，電流幅度可通過連接在 SL 引腳的電阻進行編程，方便用戶進行狀態指示。
• 多事件功率電平指示（MEC）：通過 MEC 引腳向系統用戶傳達可用功率電平，采用獨特的編碼方法指示高于 12.95W 的功率水平，幫助用戶了解 PSE 分配給 PD 的功率情況。
• 自動分類（MAX5995C）：允許 PSE 確定連接的 PD 的實際最大功耗，在第一類事件期間，PD 在 76ms（最小）至 87ms（最大）內將電流降至分類簽名“0”，并可通過連接在 AUC 引腳的電阻編程 MPS 電流的占空比，進一步降低 MPS 模式下的功耗。

四、電氣特性

（一）檢測模式

輸入偏移電流在輸入電壓為 1.4V 至 10.1V 時最大為 10μA，有效差分輸入電阻在該電壓范圍內為 23.95kΩ 至 25.5kΩ。這些特性確保了在檢測過程中能夠準確地識別 PD 的存在。

（二）分類模式

分類禁用閾值為 22V 至 23.6V，分類穩定時間為 0.2ms。不同的分類電阻值對應不同的分類電流，PSE 通過測量這些電流來對 PD 進行分類，以實現高效的功率分配。

（三）功率模式

輸入電源電壓范圍最大為 60V，輸入電源電流在內部 MOSFET 電流為 0 時典型值為 0.25mA，最大為 0.75mA。開啟電壓為 34.3V 至 36.6V，關閉電壓為 30V，開啟/關閉滯后為 4.2V。浪涌到運行模式延遲時間在特定條件下為 90ms 至 102ms，隔離功率 MOSFET 的導通電阻在不同溫度和電流條件下有所不同。

（四）其他特性

包括 RTN 泄漏電流、電流限制（浪涌電流限制、正常運行電流限制、折返條件下的電流限制）、邏輯信號（WAD 檢測閾值、PG 吸收電流、MEC 脈沖寬度和吸收電流等）、睡眠模式和超低功耗睡眠模式的邏輯閾值和電流等電氣特性，這些特性共同保證了設備在各種工作條件下的穩定運行。

五、引腳配置與功能

（一）引腳配置

MAX5995A/B 和 MAX5995C 采用 16 引腳的 TQFN - EP 封裝，引腳布局略有不同，但主要功能引腳基本一致。這些引腳包括檢測電阻輸入（DET）、正電源輸入（VDD）、分類電阻輸入（CLSA、CLSB）、負電源輸入（VSS）、隔離 MOSFET 漏極（RTN）、墻式電源適配器檢測輸入（WAD）、電源良好指示輸出（PG）、多事件分類或墻式適配器指示輸出（MEC）、LED 驅動器輸出（LED）、睡眠模式使能輸入（SL）、喚醒模式使能輸入（WK）、自動分類編程引腳（AUC，僅 MAX5995C 有）和超低功耗睡眠使能輸入（ULP，僅 MAX5995A/B 有）等。

（二）引腳功能

• 檢測電阻輸入（DET）：連接一個 24.9kΩ 的簽名電阻到 VDD，用于 PSE 檢測 PD 的存在。
• 分類電阻輸入（CLSA、CLSB）：通過連接不同阻值的電阻到 VSS，設置分類電流，以滿足不同的 PD 分類需求。
• 墻式電源適配器檢測輸入（WAD）：當輸入電壓超過標記事件閾值時，檢測墻式電源適配器的連接，若檢測到墻式電源適配器，內部隔離 MOSFET 關閉，MEC 輸出特定模式指示。
• 電源良好指示輸出（PG）：在啟動期間拉低以禁用下游 DC - DC 轉換器，直到內部隔離 MOSFET 完全開啟。在睡眠模式和超低功耗睡眠模式下也會拉低，在過熱事件時同樣拉低，恢復正常后拉高。
• 多事件分類或墻式適配器指示輸出（MEC）：通過不同的占空比模式指示 PSE 分配給 PD 的 5 種不同功率水平，在隔離 MOSFET 完全開啟后至輸入電壓低于 UVLO 閾值期間有效，睡眠模式和超低功耗睡眠模式下關閉。
• LED 驅動器輸出（LED）：在睡眠模式、超低功耗睡眠模式和 MPS 模式下，以 250Hz 的頻率和 25% 的占空比提供周期性電流脈沖，電流幅度可通過連接在 SL 引腳的電阻編程。
• 睡眠模式使能輸入（SL）：在 MAX5995B 中，下降沿使設備進入睡眠模式；在 MAX5995A 中，下降沿后 SL 引腳電壓需保持低于閾值 6s 才能進入睡眠模式。
• 喚醒模式使能輸入（WK）：下降沿使設備退出睡眠模式或超低功耗睡眠模式，恢復正常運行。
• 自動分類編程引腳（AUC，僅 MAX5995C 有）：通過連接不同阻值的電阻到 VSS，編程 MPS 電流的占空比，以進一步降低 MPS 模式下的功耗。
• 超低功耗睡眠使能輸入（ULP，僅 MAX5995A/B 有）：內部通過 50kΩ 上拉電阻連接到內部 5V 偏置，與 SL 引腳配合使用，使設備進入超低功耗睡眠模式。

六、工作模式

（一）檢測模式

當輸入電壓在 1.4V 至 10.1V 之間時，設備進入檢測模式。PSE 通過在該電壓范圍內施加兩個電壓并測量電流，計算 ΔV/ΔI 來確保 24.9kΩ 簽名電阻的存在。在檢測模式下，大部分內部電路關閉，偏移電流小于 10μA。

（二）分類模式

輸入電壓在 12.5V 至 20.5V 時，設備進入分類模式。PSE 根據 PD 的功率消耗對其進行分類，通過連接在 CLSA 和 CLSB 引腳的外部電阻設置分類簽名，定義 PD 所需的功率消耗。不同的電阻值對應不同的分類電流，PSE 根據這些電流信息來確定 PD 的功率需求。

（三）功率模式

當輸入電壓超過開啟閾值（VON）時，設備進入功率模式。內部 n 溝道隔離 MOSFET 開啟，連接 VSS 到 RTN，同時限制浪涌電流。在 MOSFET 完全開啟后，切換到正常運行電流限制。電源良好輸出（PG）在浪涌期間保持低電平，直到功率 MOSFET 完全開啟，以禁用下游 DC - DC 轉換器。

（四）功率降級模式

當 PD 請求的功率水平在 PSE 處不可用時，進入功率降級模式。在該模式下，PSE 將提供其分類指示的功率，例如 3af PSE 即使連接了 Class 4 PD 也只發出單事件。

（五）多事件指示（MEC）

MEC 引腳通過獨特的編碼方法向系統用戶傳達 PSE 分配給 PD 的功率水平。不同的事件數量對應不同的最大功率授予，通過脈沖寬度和占空比的組合來表示。MEC 在隔離 MOSFET 完全開啟后至輸入電壓低于 UVLO 閾值期間有效，睡眠模式和超低功耗睡眠模式下關閉。

（六）睡眠和超低功耗睡眠模式（MAX5995A/MAX5995B）

在睡眠模式下，設備拉低 PG 信號禁用下游 DC - DC 轉換器，同時保持內部 MOSFET 開啟并生成 MPS 電流，以維持與 PSE 的連接。LED 驅動器輸出周期性電流脈沖，電流幅度可通過 SL 引腳的電阻編程。超低功耗睡眠模式進一步降低了功耗，通過設置 ULP 引腳為低電平并配合 SL 引腳操作進入該模式。

（七）自動分類（MAX5995C）

在自動分類模式下，PSE 能夠確定連接的 PD 的實際最大功耗。在第一類事件期間，PD 在 76ms 至 87ms 內將電流降至分類簽名“0”，并可通過連接在 AUC 引腳的電阻編程 MPS 電流的占空比，以進一步降低 MPS 模式下的功耗。

七、熱關斷保護

MAX5995A/MAX5995B/MAX5995C 具備熱關斷保護功能，當結溫超過 150°C 時，關閉內部功率 MOSFET、LED 驅動器和 MEC 電流吸收器。當溫度下降到 120°C 以下時，設備重新進入啟動模式和功率模式，確保設備在過熱情況下的安全運行。

八、墻式電源適配器檢測與操作

設備能夠檢測墻式電源適配器的連接，當輸入電壓超過標記事件閾值時，開啟墻式適配器檢測。當檢測到墻式電源適配器（WAD 到 RTN 的電壓大于 9V）時，內部隔離 MOSFET 關閉，MEC 輸出特定模式指示，分類電流禁用，智能 MPS 比較器關閉，優先使用墻式電源適配器供電。

九、典型應用電路

文檔中給出了 MAX5995A/B 和 MAX5995C 的典型應用電路，包括與 RJ - 45 和整流橋的連接、DC - DC 轉換器的使能、分類電阻的連接、墻式電源適配器的檢測等部分。這些電路展示了如何將 MAX5995A/B/C 集成到實際的 PoE 系統中，為工程師提供了設計參考。

十、訂購信息

MAX5995A/B/C 提供了不同的型號，涵蓋了 - 40°C 至 + 85°C 和 - 40°C 至 + 125°C 兩種溫度范圍，采用 16 引腳的 TQFN - EP 封裝。部分型號支持智能 MPS、睡眠/超低功耗模式、SL 引腳的 6s 濾波延遲和自動分類等功能，用戶可以根據實際需求選擇合適的型號。

MAX5995A/B/C 系列產品憑借其豐富的功能、高效的功率管理和可靠的保護機制，為 PoE 系統中的受電設備提供了優秀的解決方案。無論是在網絡通信、安防監控還是智能照明等領域，都能發揮重要作用，幫助工程師設計出更加穩定、高效的 PoE 系統。你在實際應用中是否遇到過類似產品的使用問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。