TPS23758 IEEE 802.3at PoE PD，带无光电同步反激式 DC-DC 控制器数据手册

TPS23758 器件结合了以太网供电 （PoE） 受电设备 （PD） 接口、150V 开关功率 FET 和针对反激式拓扑优化的电流模式 DC-DC 控制器。高集成度以及初级侧调节 （PSR）、扩频频率抖动 （SSFD） 和高级启动使该TPS23758成为尺寸受限应用的理想解决方案。PoE 实现支持 IEEE 802.3at 标准，作为 13W 1 型 PD。

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，无需外部分流稳压器和光耦合器。它针对具有次级侧同步整流的连续导通模式（CCM）下工作进行了优化，从而在多个输出（例如5V和3.3V输出）上实现最佳的整体效率、调节精度和阶跃负载响应。通常，转换器的工作频率为250 kHz。
*附件：tps23758.pdf

SFFD和压摆率控制有助于最大限度地减小EMI滤波器的尺寸和成本。高级启动允许使用最小偏置电容，同时简化转换器启动和打嗝设计。

初级辅助电源检测 （APD） 引脚可用于为初级侧电源适配器提供优先级。

DC-DC控制器具有可调节的软启动、斜率补偿和消隐功能。对于非隔离应用，TPS23758还支持降压拓扑。

特性

• 适用于 1 型 PoE 的完整 IEEE 802.3at PD 解决方案
  • 提供以太网联盟 （EA） 徽标认证设计
  • 坚固耐用的 100V、0.36 Ω（典型值）热插拔 MOSFET
• 集成PWM控制器，采用0.77-Ω（典型值）150V 功率MOSFET
  • 带 PSR 的反激式控制器
    • 支持具有次级侧同步 FET 的 CCM作 — 多输出
    • ±1%（典型值，5V 输出）负载调节（0-100% 负载范围）— 带同步 FET
  • 支持低侧开关降压拓扑
  • 可调开关频率，同步
  • 具有高级启动功能的软启动控制
  • 可编程压摆率和频率抖动，可增强 EMI 降低
• 主适配器优先级输入
• –40°C 至 125°C 结温范围
• 小型 6mm x 4mm VSON 封装

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
TPS23758是德州仪器（TI）推出的高集成度PoE供电设备（PD）解决方案，集成了IEEE 802.3at Type 1兼容的PD接口、150V开关功率MOSFET及优化的电流模式DC-DC控制器，专为反激拓扑设计。主要特点包括：

• ‌PoE功能‌：支持13W Type 1 PD，通过Ethernet Alliance认证，内置0.36Ω热插拔MOSFET。
• ‌DC-DC控制器‌：集成PWM控制器，支持无光耦同步反激架构（PSR）、连续导通模式（CCM）及次级侧同步整流，效率高达85%。
• ‌封装‌：6mm×4mm VSON小型封装，适用于空间受限应用。

‌2. 关键特性‌

• ‌高效能‌：多输出负载调节精度±1%（5V输出），支持同步整流和降压拓扑。
• ‌EMI优化‌：可调开关频率（250kHz典型值）、频率抖动（SSFD）和斜率控制。
• ‌保护机制‌：过温保护（-40°C至125°C）、输入欠压锁定（UVLO）、电流限制及折返保护。

‌3. 应用场景‌

• VoIP电话、安防摄像头、IP电话、无线接入点等PoE供电设备。
• 需适配器优先供电的混合电源系统（通过APD引脚实现）。

‌4. 功能模块详解‌

• ‌PoE接口‌：
  • ‌检测与分类‌：24.9kΩ检测电阻（DEN引脚），支持Class 0-3硬件分类（通过CLS引脚外接电阻设定）。
  • ‌热插拔控制‌：140mA浪涌电流限制，550mA运行电流限制。
• ‌DC-DC控制器‌：
  • ‌反馈机制‌：通过辅助绕组实现无光耦初级侧稳压（PSR）。
  • ‌软启动‌：SST引脚外接电容可编程启动时间（典型22nF对应10ms）。
  • ‌同步整流‌：支持次级侧同步FET，优化多输出效率。

‌5. 设计支持‌

• ‌典型电路‌：提供反激转换器参考设计（如图8-1），含输入TVS保护、频率设置电阻（RFRS=60.4kΩ）及同步整流驱动电路。
• ‌布局建议‌：强调高频路径短距布线、热焊盘散热设计（8个VSS过孔）及EMI优化（如SRF/SRR引脚电阻控制开关速率）。

‌6. 性能曲线‌
文档包含效率vs负载电流（典型88%）、启动波形、短路恢复等实测数据，验证器件可靠性。

‌7. 文档结构‌
涵盖特性、引脚功能、电气参数、应用电路及封装信息（VSON-24），配套EVM评估模块（TPS23758EVM-080）辅助开发。

‌总结‌：TPS23758为紧凑型PoE设备提供高集成度电源方案，结合高效DC-DC控制与完备保护功能，适用于需IEEE 802.3at合规的13W以下应用场景。