ZHCSCE7J March   2014  – October 2026 TPS23861

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 时序要求
    7. 5.7 开关特性
    8. 5.8 典型特性
  7. 6 详细说明
    1. 6.1 概述
      1. 6.1.1 详细引脚说明
      2. 6.1.2 I2 C 详细引脚说明
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1  检测电阻测量
      2. 6.3.2  物理层分级
      3. 6.3.3  分级和检测字段
      4. 6.3.4  故障之后的寄存器状态
      5. 6.3.5  断开
      6. 6.3.6  断开阈值
      7. 6.3.7  快速关断模式
      8. 6.3.8  传统器件检测
      9. 6.3.9  VPWR 欠压和 UVLO 事件
      10. 6.3.10 计时器可延迟中断支持
      11. 6.3.11 A/D 转换器 I2C 接口
      12. 6.3.12 当设置 AUTO 位时独立运行
      13. 6.3.13 I2C 从器件地址和 AUTO 位编程
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 关闭
      2. 6.4.2 手动
      3. 6.4.3 半自动
      4. 6.4.4 自动
      5. 6.4.5 按钮上电响应
      6. 6.4.6 检测和分级故障的 TSTART 指示器
      7. 6.4.7 器件上电初始化
    5. 6.5 寄存器映射 – I2C-可寻址
      1. 6.5.1  中断寄存器
      2. 6.5.2  中断使能寄存器
      3. 6.5.3  电源事件寄存器
      4. 6.5.4  检测事件寄存器
      5. 6.5.5  故障事件寄存器
      6. 6.5.6  启动/ILIM 事件寄存器
      7. 6.5.7  电源事件寄存器
      8. 6.5.8  端口 n 状态寄存器
        1. 6.5.8.1 端口 1 状态寄存器
        2. 6.5.8.2 端口 2 状态寄存器
        3. 6.5.8.3 端口 3 状态寄存器
        4. 6.5.8.4 端口 4 状态寄存器
      9. 6.5.9  电源状态寄存器
      10. 6.5.10 I2C 从器件地址寄存器
      11. 6.5.11 运行模式寄存器
      12. 6.5.12 断开使能寄存器
      13. 6.5.13 检测/分级使能寄存器
      14. 6.5.14 端口功率优先级寄存器
      15. 6.5.15 时序配置寄存器
      16. 6.5.16 通用屏蔽 1 寄存器
      17. 6.5.17 检测/分级重启寄存器
      18. 6.5.18 电源使能寄存器
      19. 6.5.19 复位寄存器
      20. 6.5.20 传统检测模式寄存器
      21. 6.5.21 双事件分级寄存器
      22. 6.5.22 中断计时器寄存器
      23. 6.5.23 断开阈值寄存器
        1. 6.5.23.1 位描述
      24. 6.5.24 ICUTnm CONFIG 寄存器
        1. 6.5.24.1 ICUT21 CONFIG 寄存器
        2. 6.5.24.2 ICUT43 CONFIG 寄存器
        3. 6.5.24.3 位描述
      25. 6.5.25 温度寄存器
      26. 6.5.26 输入电压寄存器
      27. 6.5.27 端口 n 电流寄存器
        1. 6.5.27.1 端口 1 电流寄存器
        2. 6.5.27.2 端口 2 电流寄存器
        3. 6.5.27.3 端口 3 电流寄存器
        4. 6.5.27.4 端口 4 电流寄存器
      28. 6.5.28 端口 n 电压寄存器
        1. 6.5.28.1 端口 1 电压寄存器
        2. 6.5.28.2 端口 2 电压寄存器
        3. 6.5.28.3 端口 3 电压寄存器
        4. 6.5.28.4 端口 4 电压寄存器
      29. 6.5.29 PoE Plus 寄存器
      30. 6.5.30 固件版本寄存器
      31. 6.5.31 I2C 看门狗寄存器
      32. 6.5.32 器件 ID 寄存器
      33. 6.5.33 冷却/栅极驱动寄存器
      34. 6.5.34 端口 n 检测电阻寄存器
        1. 6.5.34.1 端口 1 检测电阻寄存器
          1. 6.5.34.1.1 端口 2 检测电阻寄存器
          2. 6.5.34.1.2 端口 3 检测电阻寄存器
          3. 6.5.34.1.3 端口 4 检测电阻寄存器
      35. 6.5.35 端口 n 检测电压差分寄存器
        1. 6.5.35.1 端口 1 检测电压差寄存器
        2. 6.5.35.2 端口 2 检测电压差寄存器
        3. 6.5.35.3 端口 3 检测电压差寄存器
        4. 6.5.35.4 端口 4 检测电压差寄存器
      36. 6.5.36 保留寄存器
  8. 7 应用和实施
    1. 7.1 PoE 简介
    2. 7.2 应用信息
      1. 7.2.1 开尔文电流检测电阻器
      2. 7.2.2 未使用端口上的连接
    3. 7.3 典型应用
      1. 7.3.1 具有外部端口复位功能的双端口自动模式应用
        1. 7.3.1.1 设计要求
      2. 7.3.2 四端口自动模式应用
        1. 7.3.2.1 设计要求
      3. 7.3.3 使用 MSP430 微控制器的八端口半自动模式应用
        1. 7.3.3.1 设计要求
      4. 7.3.4 详细设计过程
        1. 7.3.4.1 电源引脚旁路电容器
        2. 7.3.4.2 各端口的元件
        3. 7.3.4.3 系统级元件(未在原理图中显示)
      5. 7.3.5 应用曲线
    4. 7.4 系统示例
      1. 7.4.1 过流和过载保护
      2. 7.4.2 浪涌保护
      3. 7.4.3 ICUT 电流限值
      4. 7.4.4 折返保护 (ILIM)
      5. 7.4.5 开尔文电流检测电阻器
    5. 7.5 电源相关建议
      1. 7.5.1 VDD
      2. 7.5.2 VPWR
      3. 7.5.3 VPWR-RESET 时序
    6. 7.6 布局
      1. 7.6.1 布局指南
        1. 7.6.1.1 端口电流开尔文检测
      2. 7.6.2 布局示例
        1. 7.6.2.1 元件放置和布线准则
          1. 7.6.2.1.1 电源引脚旁路电容器
          2. 7.6.2.1.2 各端口的元件
  9. 8 器件和文档支持
    1. 8.1 文档支持
      1. 8.1.1 相关文档
    2. 8.2 接收文档更新通知
    3. 8.3 支持资源
    4. 8.4 商标
    5. 8.5 静电放电警告
    6. 8.6 术语表
  10. 9 Revision History
  11. 10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

传统器件检测

可在传统检测模式寄存器中 LEGMOD 字段的控制下,在端口 n 上识别不符合 IEEE 802.3at 标准的传统 PD。支持两种传统检测模式。当 LEGMODn = 10 时,端口 n 将进行探测,、以符合 IEEE 802.3at 标准(基于电阻测量),然后是基于电容的传统器件检测方案。当 LEGMODn= 01 时,端口 n 仅执行基于电容的检测方案。这使主机能够在尝试测量电容值之前探测潜在的传统 PD,而无需对 PD 电容进行预充电。

为了测量电容,会将固定电荷注入电源接口 (PI),并在端口 n 检测电压差值寄存器中测量和报告电荷引起的电压差。电容与电压差成反比。根据后续鉴定将电压差与阈值进行比较,以接受高于 6µF 的电容值。

端口 n 检测电压差分寄存器由 I2C 可寻址寄存器空间中的两个连续字节组成。这些寄存器共同包含电压差的 12 位无符号表示以及一个名为 VDSn 的 4 位状态字段。当 VDSn = 0001 时,电压差值表示有效测量值。电容测量可能会由于电容过小或过大,或者由于位于二极管后面而无法放电的输入电容而失败。这些情况会在 VDSn 字段以及端口 n 状态寄存器的 DETECT Pn 字段中报告。请参阅表 6-5。

表 6-5 电容测量特性和功能
参数条件值单位
最小可测量电容最大 500kΩ 并联电阻;端口上最大测量电压为 16.5V6.1μF
最大可测量电容最小 17kΩ 并联电阻100μF
最大可测量电容最小 10kΩ 并联电阻67μF
标称端口充电电流540μA
标称测量时间150ms
端口上用于开始测量的最小电压0.4V
端口用于开始测量的最大电压2.4V
端口放电期间的持续时间首次放电尝试250ms
端口放电期间的持续时间第二次放电尝试500ms
测量开始或结束时端口处的最大电压16.5V

与 PD 输入端电容并联的电阻会影响电容测量算法精度。并联电阻会导致端口上的电容看起来更高。这一事实反映在表 6-5中。可以使用低至 17kΩ 的并联电阻来测量高达 100μF 的电容,而如果并联电阻低至 10kΩ,则可以测量高达 67μF 的电容。

端口上的电压必须在 0.4V 至 2.4V 范围内,才能开始电容测量。在 PSE 处测量的该电压包括电容路径中任何二极管上的压降。如果测量的电压过高(由于 PD 电容上的电荷),TPS23861 会尝试通过在端口上施加 100kΩ 负载来对端口放电。第一次放电尝试持续时间为 250ms;第二次尝试为 500ms。

备注:

如果电容位于二极管的另一侧,则可能无法快速对 PD 电容放电。

如果电容测量算法在两次尝试后无法将端口放电至低于 2.4V,则该算法会终止测量端口电容的尝试,并在端口 n 检测电压差寄存器的 VDSn 字段中报告无法达到 2.4V 以已进行第一次测量 状态。在端口 n 状态寄存器中报告状态电容测量无效:测量的 Δv 不足。在端口 n 检测电压差寄存器的 VDSn 字段中报告状态在超时之前无法将 PD 输入电容放电至 2.4V。主机可选择延长放电时间并重试。

在半自动模式下由于负载重复充电而执行传统检测时,可能会获得不稳定的结果。如果容性负载位于二极管后面或与高电阻并联,则电容器最终可能会充电超过 2.4V,并且电容测量失败。当没有有关负载的信息,或在半自动模式下负载输入电容充电超过 2.4V 时,建议使用手动模式进行传统检测。

如果端口开路或端口上存在小电容,则在施加电容测量电流时,端口电压会迅速上升。通过内部钳位将端口上的电压限制在大约 18V。在端口 n 状态寄存器的 DETECT Pn 字段中报告电容测量无效:检测超过钳位电压的测量值 的状态。根据小电容的大小,在端口 n 检测电压差寄存器的 VDSn 字段中报告状态第一次测量超过 VDet-clamp (min) 或第二次测量超过 VDet-clamp (min)。

如果端口上存在大电容或短路,则端口电压不会在端口充电时间内发生足够的变化,从而确保测量的可靠性。在这种情况下,在端口 n 状态寄存器中报告状态电容测量无效:测量的 Δv 不足,在端口 n 检测电压差寄存器的 VDSn 字段中报告状态 Δv < 0.5V(信号不足)或无法达到 0.4V,从而在超时之前进行首次测量。

传统检测是一种例外情况,需要主机系统进行特殊处理。因此,在自动模式下将不会完全支持传统检测操作。如果在任何运行模式下的检测期间检测到旧器件,则在端口 n 状态寄存器检测 Pn 字段中检测状态将报告为旧检测。由主机给端口上电。如果端口处于自动模式,则启用传统检测并检测到传统设备,检测状态在端口 n 状态寄存器检测 Pn 字段中报告为传统检测,但端口不会自动上电。在这方面,端口的操作与半自动模式相同。

通常,旧器件不会响应分级请求。因此,如果在半自动、自动模式或手动模式下的 LEGMOD = 01,即使设置了 CLEn 位,PSE 也不会自动启动分级周期。另一方面,如果 LEGMOD = 10,TPS23861 在半自动或自动模式下运行,通过 CLEn 位启用分级,并返回电阻有效检测状态以响应标准电阻检测周期,TPS23861 遵循标准电阻检测周期和分级周期。此外,在分级之后,如果处于自动模式,并且分级状态未知、分级不匹配或过流,则端口会自动加电。此外,如果 LEGMOD = 10,则可以使用检测/分级使能寄存器中的 CLEn 位或检测/分级重启寄存器中的 RCLn 位在手动控制下启动分级周期,或者使用电源使能寄存器中的 PWONn 位为处于手动控制下的端口加电。

如果 LEGMODn = 10,并且返回电阻有效检测状态以响应标准电阻检测周期,TPS23861 将不会尝试测量 PI 上的电容。