ZHCSM53 October   2020 TPS23731

PRODUCTION DATA  

  1. 特性
  2. 应用
  3. 说明
  4. 修订历史记录
  5. 器件比较表
  6. 引脚配置和功能
  7. 规格
    1. 7.1 绝对最大额定值
    2. 7.2 ESD 等级
    3. 7.3 建议运行条件
    4. 7.4 热性能信息
    5. 7.5 电气特性:直流/直流控制器部分
    6. 7.6 电气特性 PoE
    7.     14
    8. 7.7 典型特性
  8. 详细说明
    1. 8.1 概述
    2. 8.2 功能模块图
    3. 8.3 特性描述
      1. 8.3.1  CLS 分级
      2. 8.3.2  DEN 检测和使能
      3. 8.3.3  APD 辅助电源检测
      4. 8.3.4  内部导通 MOSFET
      5. 8.3.5  T2P 和 APDO 指标
      6. 8.3.6  直流/直流控制器特性
        1. 8.3.6.1 VCC、VB、VBG 和高级 PWM 启动
        2.       27
        3. 8.3.6.2 CS、斜坡补偿电流和消隐
        4. 8.3.6.3 COMP、FB、EA_DIS、CP、PSRS 和无光耦合器反馈
        5. 8.3.6.4 FRS 频率设置和同步
        6. 8.3.6.5 DTHR 和频率抖动,用于扩频应用
        7. 8.3.6.6 转换开关的 SST 和软启动
        8. 8.3.6.7 转换开关的 SST、I_STP、LINEUV 和软停止
      7. 8.3.7  开关 FET 驱动器 - GATE
      8. 8.3.8  EMPS 和自动 MPS
      9. 8.3.9  VDD 电源电压
      10. 8.3.10 RTN、AGND、GND
      11. 8.3.11 VSS
      12. 8.3.12 外露散热焊盘 - PAD_G 和 PAD_S
    4. 8.4 器件功能模式
      1. 8.4.1  PoE 概述
      2. 8.4.2  阈值电压
      3. 8.4.3  PoE 启动序列
      4. 8.4.4  检测
      5. 8.4.5  硬件分级
      6. 8.4.6  维持功率特征 (MPS)
      7. 8.4.7  高级启动和转换器运行
      8. 8.4.8  线路欠压保护和转换器运行
      9. 8.4.9  PD 自保护
      10. 8.4.10 热关断 - 直流/直流控制器
      11. 8.4.11 适配器 ORing
  9. 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计要求
        1. 9.2.1.1 详细设计过程
          1. 9.2.1.1.1  输入电桥和肖特基二极管
          2. 9.2.1.1.2  输入 TVS 保护
          3. 9.2.1.1.3  输入旁路电容器
          4. 9.2.1.1.4  检测电阻,RDEN
          5. 9.2.1.1.5  分级电阻,RCLS。
          6. 9.2.1.1.6  APD 引脚分压器网络,RAPD1、RAPD2
          7. 9.2.1.1.7  设定频率 (RFRS) 和同步
          8. 9.2.1.1.8  偏置电源要求和 CVCC
          9. 9.2.1.1.9  APDO、T2P 接口
          10. 9.2.1.1.10 输出电压反馈分压器,RAUX、R1、R2
          11. 9.2.1.1.11 传导发射的频率抖动控制
  10. 10电源相关建议
  11. 11布局
    1. 11.1 布局指南
    2. 11.2 布局示例
    3. 11.3 EMI 遏制
    4. 11.4 散热注意事项和 OTSD
    5. 11.5 ESD
  12. 12器件和文档支持
    1. 12.1 文档支持
      1. 12.1.1 相关文档
    2. 12.2 支持资源
    3. 12.3 商标
    4. 12.4 静电放电警告
    5. 12.5 术语表
  13. 13机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

PD 自保护

IEEE802.3bt 新增了有关 3 类和 4 类运行模式的 PSE 输出限制要求,以便涵盖更高功率的应用和 4 线对应用。2 类、3 类和 4 类 PSE 必须符合已指定最小和最大拉电流边界的输出电流与时间关系模板。每个 2 线对的峰值输出电流可能高达 50A(持续 10μs)或 1.75A(持续 75ms),而通过 4 线对输电时,总峰值电流将是这些值的两倍。因此,相对于 IEEE 802.3-2012,该标准更加需要对 PD 设备进行可靠保护。

PD 部分有以下自保护功能。

  • 热插拔开关电流限制
  • 热插拔开关折返
  • 热插拔过热保护

TPS23731 的内部热插拔 MOSFET 借助限流和抗尖峰脉冲式折返功能来防止输出故障和输入电压阶跃。高应力条件包括转换器输出短路、VDD 到 RTN 短路或输入线路上的瞬变。导通 MOSFET 出现过载时将触发限流功能,结果使 VRTN-VSS 上升。如果 VRTN 上升到大约 14.8V 以上且持续时间超过大约 1.8ms,则电流限值将恢复到浪涌限值,并且关闭转换器,但这种情况下没有适用的最小浪涌延迟周期 (84ms)。1.8ms 抗尖峰脉冲功能可防止瞬变使 PD 复位,但前提是恢复处于热插拔和 PSE 保护范围内。图 8-14 显示了一个从 15V PSE 上升电压阶跃恢复的示例。热插拔 MOSFET 进入电流限制范围,过冲至相对较低的电流,恢复到 925mA 全电流限制,并为输入电容器充电,同时转换器继续运行。因为 VRTN-VSS 在 1.8ms 抗尖峰脉冲时间之后低于 14.8V,MOSFET 不会进入折返。

GUID-015925DC-7342-4651-A689-6C0DFEB13A58-low.gif图 8-14 对 PSE 阶跃电压的响应

PD 控制器具有热传感器,可用于保护内部热插拔 MOSFET。启动状态或 VDD 至 RTN 短路等状态会在 MOSFET 中引起高功耗。过热关断 (OTSD) 功能会关闭热插拔 MOSFET 和分级稳压器,它们将在器件冷却后重新启动。PD 过热事件消失后,PD 会在浪涌阶段重新启动。

在供电运行期间将 DEN 拉至 VSS 会导致内部热插拔 MOSFET 关闭。此特性允许 PD 使用次级侧适配器 ORing 来实现适配器优先级。注意同步转换器拓扑,它可实现双向供电。

在以下情况下会强制关闭热插拔开关:

  • VAPD 高于 VAPDEN(大约为 1.5V)
  • VDEN ≤ VPD_DIS(当 VVDD-VSS 处于运行范围内时)
  • PD 过热
  • VVDD-VSS < PoE UVLO(约 32V)