TPS23734 IEEE 802.3bt 类型 3 类 1-4 PoE PD，具有高效 DC-DC 控制数据手册

TPS23734 器件结合了以太网供电 （PoE） 受电设备 （PD） 接口和针对反激式和有源钳位正向 （ACF） 开关稳压器设计进行了优化的电流模式 DC-DC 控制器。在反激式配置的情况下，支持使用初级侧调节 （PSR）。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：tps23734.pdf

软停止功能可最大限度地减少开关功率 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 100 V、0.3 Ω（典型值）热插拔 MOSFET
  • 支持高达 30W 工作电压的功率水平
• 集成PWM控制器，用于反激式或有源钳位正向配置
  • 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
  • 软启动控制，具有高级启动和打嗝模式过载保护
  • 软停止关断
  • 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. 核心特性‌

• ‌PoE兼容性‌：完整支持IEEE 802.3bt Type 3（Class 1-4）及802.3at标准，集成100V/0.3Ω（典型值）热插拔MOSFET，支持最高30W功率。
• ‌高效DC-DC控制‌：
  • 集成PWM控制器，支持反激（Flyback）或有源钳位正激（Active Clamp Forward）拓扑。
  • 反激配置支持原边调节（PSR），无需光耦反馈，典型负载调节精度±1.5%（5V输出）或±3%（12V输出）。
  • 可编程频率（250kHz典型值）及同步功能，支持频率抖动（EMI优化）。
• ‌ 自动维护电源签名（MPS） ‌：根据PSE类型和负载电流自动调整脉冲电流幅度与持续时间，确保供电连续性。
• ‌适配器优先级‌：通过APD引脚实现辅助电源优先接入，支持冗余电源或功率共享。

‌2. 关键应用场景‌

• ‌网络设备‌：IP电话、无线接入点、安防摄像头。
• ‌工业与冗余系统‌：需高可靠性供电的场景。

‌3. 功能模块详解‌

• ‌PoE接口‌：
  • ‌检测与分类‌：25.5kΩ检测电阻（RDEN），支持Class 0-4硬件分类（通过CLS引脚电阻配置）。
  • ‌热插拔保护‌：内置MOSFET提供浪涌电流限制（140mA典型值）和过流保护（0.925A）。
• ‌DC-DC控制器‌：
  • ‌软启动/软停止‌：通过SST引脚电容调节启动时间，降低开关应力。
  • ‌电流模式控制‌：CS引脚检测开关管电流，支持斜率补偿（内部或外部电阻RS）。
  • ‌反馈选项‌：支持PSR（原边调节）或光耦反馈（通过COMP引脚）。
• ‌保护机制‌：
  • ‌ 输入欠压锁定（UVLO） ‌：VDD阈值37.6V（开启）/32V（关闭），VCC阈值8.25V（开启）/6.1V（关闭）。
  • ‌ 过热关断（OTSD） ‌：结温超过155℃（典型值）时关闭输出。

‌4. 设计要点‌

• ‌布局与EMI‌：
  • 优先短路径布线（如电流检测电阻至CS引脚），减少开关噪声干扰。
  • 频率抖动（SSFD）可通过DTHR引脚电容/电阻配置，降低传导EMI。
• ‌热管理‌：
  • 裸露焊盘PAD_S（VSS）和PAD_G（RTN）需连接大面积铜箔散热。
• ‌适配器ORing‌：支持三种电源输入方案（PoE优先、适配器优先或输出侧ORing），需注意隔离与TVS保护。

‌5. 典型应用电路‌

• ‌输入保护‌：100V TVS管（如SMAJ58A）防护以太网端口浪涌。
• ‌输出调节‌：TLV431+光耦实现次级反馈（非PSR模式时）。
• ‌同步整流‌：GAT2引脚驱动次级同步MOSFET（需配置DT引脚死区时间）。

‌6. 文档支持‌

• 包含完整电气特性表、引脚功能说明、典型性能曲线及封装信息（45引脚VQFN）。
• 参考设计指南详见配套EVM手册（TPS23734EVM-094）。