TPS23731 IEEE 802.3bt 类型 3 类 1-4 PoE PD，带无光电反激式 DC-DC 控制器数据手册

TPS23731器件结合了以太网供电 （PoE） 受电设备 （PD） 接口和电流模式 DC-DC 控制器，针对支持使用初级侧调节 （PSR） 的反激式开关稳压器设计进行了优化。PoE 接口支持 IEEE 802.3bt 和 IEEE 802.3at 标准，适用于 PD 输入时需要高达 25.5 W 或更低功率的应用。

提供可编程扩频频率抖动 （SSFD），以最大限度地减少 EMI 滤波器的尺寸和成本。具有可调节软启动功能的高级启动有助于使用最小的偏置电容器，同时简化转换器启动和打嗝设计，同时确保满足 IEEE 802.3bt /at 启动要求。
*附件：tps23731.pdf

软停止功能可最大限度地减少开关同步 FET 的压力，从而降低 FET BOM 成本。

DC-DC 控制器的 PSR 功能使用来自辅助绕组的反馈来控制输出电压，无需外部并联稳压器和光耦合器。它针对连续导通模式 （CCM） 进行了优化，可与次级侧同步整流配合使用，从而在多个输出上实现最佳效率、调节精度和阶跃负载响应。

DC-DC 控制器具有斜率补偿和消隐功能。典型开关频率为 250 kHz。

自动 MPS 支持具有低功耗模式或多个电源馈电的应用。它根据 PSE 类型和系统条件自动调整其脉冲电流幅度和持续时间，以保持功率，同时最大限度地减少消耗。

特性

• 完整的 IEEE 802.3bt Type 3（1-4 类）和 802.3at PoE PD 解决方案
  • EA Gen 2 徽标就绪（PoE 2 PD 控制器）
  • 坚固耐用的 100V、0.3 Ω（典型值）热插拔 MOSFET
  • 支持高达 30W 的工作功率水平
• 用于反激式配置的集成 PWM 控制器
  • 带初级侧调节的反激式控制
    • 支持 CCM作
    • ±1.5%（典型值，5V 输出）负载调节（0-100% 负载范围）— 带同步 FET
    • ±3%（典型值，12V 输出）负载调节（5-100% 负载范围）— 二极管整流
  • 还支持二次侧调节
  • 具有高级启动和打嗝模式过载保护的软启动控制
  • 软停止关机
  • 可调频率，同步
  • 用于 EMI 的可编程频率抖动
• 自动保持电源签名 （MPS）
  • 自动调整为 PSE 类型和负载电流，具有自动拉伸功能
• 主适配器优先级输入
• –40°C 至 125°C 结温范围

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
TPS23731是一款集成PoE（以太网供电）受电设备（PD）接口与高效Flyback DC-DC控制器的单芯片解决方案，支持IEEE 802.3bt Type 3（Class 1-4）和802.3at标准，适用于最高25.5W功率应用。其核心特点包括：

• ‌PoE功能‌：完整PD接口，支持检测、分类（硬件Class 1-4）、浪涌电流限制及自动维持电源签名（MPS）。
• ‌DC-DC控制器‌：专为Flyback拓扑优化，支持原边反馈（PSR）和同步整流，无需光耦反馈，效率高达89%。
• ‌关键特性‌：0.3Ω低阻Hotswap MOSFET、可编程频率抖动（SSFD）、软启动/软停止保护、-40°C至125°C工作温度范围。

‌2. 主要应用场景‌

• 视频电话、VoIP设备
• 无线接入点（AP）
• 安防摄像头
• 冗余电源或功率共享系统

‌3. 核心功能模块‌

• ‌PoE接口‌
  • ‌检测与分类‌：通过DEN（25.5kΩ电阻）和CLS（外部电阻设置Class）引脚实现IEEE标准兼容的PD识别与功率协商。
  • ‌MPS机制‌：自动调整脉冲电流幅度与持续时间，适配Type 1-4 PSE，确保低功耗模式下维持连接。
  • ‌ 适配器优先（APD） ‌：支持辅助电源输入优先级控制，禁用PoE时自动切换。
• ‌DC-DC控制器‌
  • ‌电流模式控制‌：集成斜率补偿、可调开关频率（250kHz典型值），支持同步整流CCM模式。
  • ‌ 原边反馈（PSR） ‌：通过辅助绕组反馈电压，省去光耦和次级稳压电路。
  • ‌保护功能‌：过流保护、热关断（OTSD）、输入欠压锁定（UVLO）及软停止（能量回馈至输入电容）。

‌4. 设计支持与布局建议‌

• ‌EMI优化‌：频率抖动（SSFD）降低传导干扰，推荐11kHz调制频率。
• ‌热管理‌：需将PAD_S（VSS）和PAD_G（RTN）焊盘连接大面积铜箔散热。
• ‌关键外围电路‌：输入TVS保护（SMAJ58A）、0.1μF输入旁路电容、精确设置RDEN/RCLS电阻。

‌5. 封装与订购信息‌

• ‌封装‌：45引脚VQFN（7mm×5mm），带裸露焊盘。
• ‌工作温度‌：-40°C至125°C。
• 型号示例：TPS23731RMTR（卷带包装，3000片/卷）。