ZHCSJU6C March   2019  – October 2019 TPS23881

PRODUCTION DATA.  

  1. 1 特性
  2. 2 应用
  3. 3 说明
    1.     Device Images
      1.      简化原理图
  4. 4 修订历史记录
  5. 5 器件比较表
  6. 6 引脚配置和功能
    1.     引脚功能
    2. 6.1 详细引脚 说明
  7. 7 规格
    1. 7.1 绝对最大额定值
    2. 7.2 ESD 额定值
    3. 7.3 建议运行条件
    4. 7.4 热性能信息
    5. 7.5 电气特性
    6. 7.6 典型特性
  8. 8 参数测量信息
    1. 8.1 时序图
  9. 9 详细 说明
    1. 9.1 概述
      1. 9.1.1 工作模式
        1. 9.1.1.1 自动
        2. 9.1.1.2 自主
        3. 9.1.1.3 半自动
        4. 9.1.1.4 手动/诊断
        5. 9.1.1.5 关闭
      2. 9.1.2 通道 与端口 技术
      3. 9.1.3 请求的 分级与分配的 分级
      4. 9.1.4 功率分配和功率降级
    2. 9.2 功能方框图
    3. 9.3 功能 说明
      1. 9.3.1 端口重映射
      2. 9.3.2 端口功率优先级
      3. 9.3.3 模数转换器 (ADC)
      4. 9.3.4 I2C 看门狗
      5. 9.3.5 电流折返保护
    4. 9.4 器件功能模式
      1. 9.4.1 检测
      2. 9.4.2 连接检查
      3. 9.4.3 分级
      4. 9.4.4 直流断开
    5. 9.5 I2C 编程
      1. 9.5.1 I2C 串行接口
    6. 9.6 寄存器映射
      1. 9.6.1 完整寄存器组
      2. 9.6.2 详细的寄存器说明
        1. 9.6.2.1  中断寄存器
          1. Table 5. 中断寄存器字段说明
        2. 9.6.2.2  中断屏蔽寄存器
          1. Table 6. 中断屏蔽寄存器字段说明
        3. 9.6.2.3  电源事件寄存器
          1. Table 7. 电源事件寄存器字段说明
        4. 9.6.2.4  检测事件寄存器
          1. Table 8. 检测事件寄存器字段说明
        5. 9.6.2.5  故障事件寄存器
          1. Table 9. 故障事件寄存器字段说明
        6. 9.6.2.6  启动/ILIM 事件寄存器
          1. Table 10. 启动/ILIM 事件寄存器字段说明
        7. 9.6.2.7  电源和故障事件寄存器
          1. Table 11. 电源和故障事件寄存器字段说明
          2. 9.6.2.7.1 检测到 SRAM 故障和“安全模式”
            1. 9.6.2.7.1.1 ULA（超低阿尔法）封装选项：TPS23881A
        8. 9.6.2.8  通道 1 发现寄存器
        9. 9.6.2.9  通道 2 发现寄存器
        10. 9.6.2.10 通道 3 发现寄存器
        11. 9.6.2.11 通道 4 发现寄存器
          1. Table 12. 通道 n 发现寄存器字段说明
        12. 9.6.2.12 电源状态寄存器
          1. Table 13. 电源状态寄存器字段说明
        13. 9.6.2.13 引脚状态寄存器
          1. Table 14.  引脚状态寄存器字段说明
          2. 9.6.2.13.1 自主模式
        14. 9.6.2.14 工作模式寄存器
          1. Table 16. 工作模式寄存器字段说明
        15. 9.6.2.15 断开使能寄存器
          1. Table 20. 断开使能寄存器字段说明
        16. 9.6.2.16 检测/分级使能寄存器
          1. Table 21. 检测/分级使能寄存器字段说明
        17. 9.6.2.17 功率优先级/2 线对 PCUT 禁用寄存器名称
          1. Table 22. 功率优先级/2P-PCUT 禁用寄存器字段说明
        18. 9.6.2.18 时序配置寄存器
          1. Table 24. 时序配置寄存器字段说明
        19. 9.6.2.19 通用屏蔽寄存器
          1. Table 25. 通用屏蔽寄存器字段说明
        20. 9.6.2.20 检测/分级重启寄存器
          1. Table 27. 检测/分级重启寄存器字段说明
        21. 9.6.2.21 电源使能寄存器
          1. Table 28. 电源使能寄存器字段说明
        22. 9.6.2.22 复位寄存器
          1. Table 32. 复位寄存器字段说明
        23. 9.6.2.23 ID 寄存器
          1. Table 34. ID 寄存器字段说明
        24. 9.6.2.24 连接检查和 Auto Class 状态寄存器
          1. Table 35. 连接检查和 Auto Class 字段说明
        25. 9.6.2.25 2 线对管制通道 1 配置寄存器
        26. 9.6.2.26 2 线对管制通道 2 配置寄存器
        27. 9.6.2.27 2 线对管制通道 3 配置寄存器
        28. 9.6.2.28 2 线对管制通道 4 配置寄存器
          1. Table 36. 2 线对管制寄存器字段说明
        29. 9.6.2.29 电容（传统 PD）检测
          1. Table 39. 电容检测寄存器字段说明
        30. 9.6.2.30 加电故障寄存器
          1. Table 40. 加电故障寄存器字段说明
        31. 9.6.2.31 端口重映射寄存器
          1. Table 41. 端口重映射寄存器字段说明
        32. 9.6.2.32 通道 1 和 2 多位优先级寄存器
        33. 9.6.2.33 通道 3 和 4 多位优先级寄存器
          1. Table 42. 通道 n MBP 寄存器字段说明
        34. 9.6.2.34 4 线对有线和端口功率分配寄存器
          1. Table 44. 4 线对有线和功率分配寄存器字段说明
        35. 9.6.2.35 4 线对管制通道 1 和 2 配置寄存器
        36. 9.6.2.36 4 线对管制通道 3 和 4 配置寄存器
          1. Table 46. 4 线对管制寄存器字段说明
        37. 9.6.2.37 温度寄存器
          1. Table 48. 温度寄存器字段说明
        38. 9.6.2.38 4 线对故障配置寄存器
          1. Table 49. 4 线对故障寄存器字段说明
        39. 9.6.2.39 输入电压寄存器
          1. Table 50. 输入电压寄存器字段说明
        40. 9.6.2.40 通道 1 电流寄存器
        41. 9.6.2.41 通道 2 电流寄存器
        42. 9.6.2.42 通道 3 电流寄存器
        43. 9.6.2.43 通道 4 电流寄存器
          1. Table 51. 通道 n 电流寄存器字段说明
        44. 9.6.2.44 通道 1 电压寄存器
        45. 9.6.2.45 通道 2 电压寄存器
        46. 9.6.2.46 通道 3 电压寄存器
        47. 9.6.2.47 通道 4 电压寄存器
          1. Table 52. 通道 n 电压寄存器字段说明
        48. 9.6.2.48 2x 折返选择寄存器
          1. Table 53. 2x 折返选择寄存器字段说明
        49. 9.6.2.49 固件版本寄存器
          1. Table 54. 固件版本寄存器字段说明
        50. 9.6.2.50 I2C 看门狗寄存器
          1. Table 55. I2C 看门狗寄存器字段说明
        51. 9.6.2.51 器件 ID 寄存器
          1. Table 57. 器件 ID 寄存器字段说明
        52. 9.6.2.52 通道 1 检测电阻寄存器
        53. 9.6.2.53 通道 2 检测电阻寄存器
        54. 9.6.2.54 通道 3 检测电阻寄存器
        55. 9.6.2.55 通道 4 检测电阻寄存器
          1. Table 58. 检测电阻寄存器字段说明
        56. 9.6.2.56 通道 1 检测电容寄存器
        57. 9.6.2.57 通道 2 检测电容寄存器
        58. 9.6.2.58 通道 3 检测电容寄存器
        59. 9.6.2.59 通道 4 检测电容寄存器
          1. Table 59. 检测电容寄存器字段说明
        60. 9.6.2.60 通道 1 分配的分级寄存器
        61. 9.6.2.61 通道 2 分配的分级寄存器
        62. 9.6.2.62 通道 3 分配的分级寄存器
        63. 9.6.2.63 通道 4 分配的分级寄存器
          1. Table 60. 通道 n 分配的分级寄存器字段说明
        64. 9.6.2.64 AUTO CLASS 控制寄存器
          1. Table 63. AUTO CLASS 控制寄存器字段说明
        65. 9.6.2.65 通道 1 AUTO CLASS 功率寄存器
        66. 9.6.2.66 通道 2 AUTO CLASS 功率寄存器
        67. 9.6.2.67 通道 3 AUTO CLASS 功率寄存器
        68. 9.6.2.68 通道 4 AUTO CLASS 功率寄存器
          1. Table 65. AUTO CLASS 功率寄存器字段说明
        69. 9.6.2.69 备用折返寄存器
          1. Table 66. 备用折返寄存器字段说明
        70. 9.6.2.70 SRAM 控制寄存器
          1. Table 67. SRAM 控制寄存器字段说明
        71. 9.6.2.71 SRAM 起始地址 (LSB) 寄存器
        72. 9.6.2.72 SRAM 起始地址 (MSB) 寄存器
          1. Table 68. SRAM 起始地址寄存器字段说明
  10. 10应用和实现
    1. 10.1 应用信息
      1. 10.1.1 自主操作
      2. 10.1.2 PoE 简介
        1. 10.1.2.1 2 线对与 4 线对功率比较以及新的 IEEE802.3bt 标准
      3. 10.1.3 SRAM 编程
    2. 10.2 典型应用
      1. 10.2.1 设计要求
      2. 10.2.2 详细设计过程
        1. 10.2.2.1 未用通道上的连接
        2. 10.2.2.2 电源引脚旁路电容器
        3. 10.2.2.3 每端口的组件
        4. 10.2.2.4 系统级组件（未在原理图中显示）
      3. 10.2.3 应用曲线
  11. 11电源建议
    1. 11.1 VDD
    2. 11.2 VPWR
  12. 12布局
    1. 12.1 布局指南
      1. 12.1.1 开尔文电流检测电阻器
    2. 12.2 布局示例
      1. 12.2.1 组件安置和布线准则
        1. 12.2.1.1 电源引脚旁路电容器
        2. 12.2.1.2 每端口的组件
  13. 13器件和文档支持
    1. 13.1 文档支持
      1. 13.1.1 相关文档
    2. 13.2 接收文档更新通知
    3. 13.3 支持资源
    4. 13.4 商标
    5. 13.5 静电放电警告
    6. 13.6 Glossary
  14. 14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

6.1 详细引脚 说明

以下说明涉及引脚布局和功能框图。

DRAIN1-DRAIN8：通道 1-8 输出电压监测和检测感应。用于测量端口输出电压，实现端口电压监测、端口电源正常检测和折返动作。检测探针电流也流入该引脚。

TPS23881 采用创新的 4 点技术，提供可靠的 PD 检测并避免为无效的负载供电。此器件通过 DRAINn 引脚灌入两个不同的电流电平来执行发现，同时测量从 VPWR 到 DRAINn 的 PD 电压。如果在开始新检测周期之前的端口电压大于 2.5V，则将一个内部 100kΩ 电阻器与端口并联连接，并应用 400ms 的检测退避周期以使端口电容器在检测周期开始之前放电。

除了在检测期间或端口导通时，在任何工作模式下，每个 DRAINn 引脚和 VPWR 之间都有一个内部电阻器。如果未使用端口 n，则可以将 DRAINn 悬空或连接到 GND。

GAT1-GAT8：通道 1-8 栅极驱动输出用于外部 N 沟道 MOSFET 栅极控制。在端口开启时，由低电流源驱动为正，从而开启 MOSFET。只要任何输入电源为低电平或发生过电流超时，GATn 就会被拉低。如果通过使用手动关断输入将端口关闭，也会将 GATn 拉低。如果未使用，则保持悬空。

为了提高设计的稳健性，电流折返功能可在低电阻负载或短路事件以及端口开启时的浪涌期间限制 MOSFET 的功率耗散。还有一个用于主要故障（如直接短路）的快速过载保护比较器，可强制 MOSFET 在不到一微秒的时间内关断。

必须最小化 GATn 引脚与任何附近 DRAINn 引脚、GND 或开尔文点连接之间的电路泄漏路径 (< 250nA)，从而确保正确的 MOSFET 控制。

INT：当中断寄存器中的某一位被置位时，该中断输出引脚置为低电平。此输出为漏极开路。

KSENSA、KSENSB、KSENSC、KSENSD：开尔文点连接用于在相关的电流检测电阻器上执行差分电压测量。

每个 KSENS 在两个相邻的 SEN 引脚之间按如下方式共享：KSENSA 与 SEN1 和 SEN2，KSENSB 与 SEN3 和 SEN4，KSENSC 与 SEN5 和 SEN6，KSENSD 与 SEN7 和 SEN8。为了优化测量精度，请务必遵循正确的 PCB 布局惯例。

OSS：快速关断，高电平有效。该引脚在内部通过内部 1μs 至 5μs 抗尖峰脉冲滤波器下拉至 DGND。

关闭程序类似于使用复位命令进行的端口复位（1Ah 寄存器）。使用 3 位 OSS 功能可以让 OSS 引脚上的一系列脉冲以多达 8 个优先级关闭单个或多个端口。

RESET：复位输入，低电平有效。该引脚置位后，TPS23881 将复位，关闭所有端口并强制寄存器进入加电状态。该引脚在内部通过内部 1μs 至 5μs 抗尖峰脉冲滤波器上拉至 VDD。设计人员可以使用外部 RC 网络来延迟开启。此外还有一个与 RESET 输入无关的内部上电复位引脚。

SCL：I2C 总线的串行时钟输入。

SDAI：I2C 总线的串行数据输入。此引脚可连接到非隔离式系统的 SDAO。

SDAO：开漏 I2C 总线输出数据线。需要外部上拉电阻。TPS23881 使用单独的 SDAO 和 SDAI 线来实现光隔离型 I2C 接口。SDAO 可连接到非隔离式系统的 SDAI。

AUTO：自主模式选择引脚：悬空此引脚将禁用自主工作模式。通过电阻器 (RAUTO) 将此引脚连接到 GND 将支持可选端口功率分配级别的自主运行。如果连接了 RAUTO，则需要在 AUTO 引脚和 GND 之间连接一个 10nF 的电容器。

A4-A1：I2C 总线地址输入。这些引脚在内部上拉至 VDD。有关更多详细信息，请参阅 引脚状态寄存器。

SEN1-8：相对于 KSENSn 的通道电流检测输入（请参阅 KSENSn 说明）。使用 KSENSA-D 开尔文点连接执行差分测量。使用连接到 GND 的 0.200Ω 电流检测电阻器来监测外部 MOSFET 电流。由电流折返引擎使用，也可在分级期间使用。可用于通过 ADC 转换来执行负载电流监测。

当 TPS23881 执行分级测量时，电流将流过外部 MOSFET。这样可以避免器件中发生热量聚集，并使 TPS23881 能够同时在多个端口上执行分级测量。对于具有折返功能的电流限制，SEN1-8 引脚上有一个内部 2µS 模拟滤波器可以提供干扰滤波功能。对于通过 ADC 进行的测量，SEN1-8 引脚上存在抗混叠滤波器。这包括端口受电电流监测、端口管制和直流断开。

如果未使用该端口，请将 SENn 连接到 GND。

VDD：3.3V 逻辑电源输入。

VPWR：高压电源输入。标称值为 54V。

AGND 和 DGND：分别是内部模拟电路和数字电路的接地参考。内部没有连接在一起。两个引脚都需要一条通向系统 GND 平面的低电阻路径。如果使用可靠的 GND 平面从器件的散热焊盘取热，则可以通过 PCB 上的散热焊盘连接将这些引脚连接在一起。