TPS23750 带反激式 DC-DC 控制器的 3 类 PoE PD数据手册

该TPS23750将TPS2375的功能与初级侧DC/DC PWM控制器集成在一起。设计人员可以使用最少的外部元件为 PoE-PD 应用创建前端解决方案。该TPS23770与TPS23750相同，但欠压锁定导通电压与传统系统兼容。

PoE 前端具有所有必要的 IEEE 802.3af 功能，包括检测、分类、欠压锁定和浪涌控制。PoE 输入开关集成在TPS23750内。
*附件：tps23750.pdf

DC/DC 控制器部分设计用于支持反激式、正激式和非同步低侧开关降压拓扑。

外部开关MOSFET和电流检测电阻在拓扑、功率电平和电流限制方面提供了灵活性。全功能DC/DC控制器包括可编程软启动、打嗝型故障限制、50%最大占空比、可编程恒定开关频率和真正的电压输出误差放大器。额外的保护功能提供了坚固的设计。

特性

• 完整的 802.3af PoE 接口
  • 源自TPS2375的特征
  • 100 V、0.6 内部通道 MOSFET
  • 标准和传统 UVLO 选择
  • 固定的 140 mA 浪涌限制
• 初级侧DC/DC转换器控制
  • 最小外部元件数量
  • 电流模式控制
  • 隔离和非隔离拓扑
  • 可编程工作频率
  • 电流检测前沿消隐
  • 50% 占空比限制
  • 电压输出误差放大器
• 内部 PoE 和转换器排序
• 行业标准 20 引脚封装
• 工业温度范围，-40°C 至 85°C
• 应用
  • 所有 PoE PD 设备包括：
    • 无线接入点
    • VoIP电话
    • 安全摄像头

参数

‌1. 产品概述‌

• ‌型号‌：TPS23750/TPS23770，由德州仪器（TI）设计，集成IEEE 802.3af兼容的PoE受电设备（PD）接口与初级侧DC/DC控制器。
• ‌关键特性‌：
  • 完整PoE接口：100V内部MOSFET（0.6Ω）、支持标准/传统UVLO、固定140mA浪涌电流限制。
  • DC/DC控制：支持反激/正激/非同步降压拓扑、可编程频率（100-500kHz）、50%占空比限制、电压误差放大器。
  • 工业温度范围：-40°C至85°C。

‌2. 应用场景‌

• PoE供电设备：无线接入点、VoIP电话、安防摄像头等。

‌3. 功能模块详解‌

• ‌PoE前端‌：
  • ‌ 检测（Detection） ‌：通过24.9kΩ电阻（RDET）实现25kΩ增量阻抗签名。
  • ‌ 分类（Classification） ‌：通过外部电阻（RCLASS）设置功率等级（0-4类）。
  • ‌供电操作‌：UVLO阈值（标准版：39.3V开启/30.5V关闭；传统版TPS23770：35.1V开启/30.5V关闭）。
  • ‌保护机制‌：12V过压锁定、热关断（140°C触发，17°C滞后）。
• ‌DC/DC控制器‌：
  • ‌电流模式控制‌：支持峰值电流检测（RSP引脚），带可编程消隐时间（BL引脚配置）。
  • ‌软启动与故障恢复‌：通过TMR引脚电容设定启动时间及故障重启周期（如输出短路触发打嗝模式）。
  • ‌偏置电源‌：
    • AUX引脚：10V稳压输出（驱动MOSFET栅极）。
    • VBIAS引脚：5V稳压输出（供内部电路及光耦）。

‌4. 典型电路设计‌

• ‌隔离反激示例‌（图38）：
  • 使用TL431+光耦反馈，禁用内部误差放大器（MODE接VBIAS）。
  • 同步整流优化效率，输入π滤波器抑制EMI。
• ‌非隔离反激示例‌（图39）：
  • 启用内部误差放大器（MODE接RTN），简化反馈电路。
• ‌降压拓扑示例‌（图40）：
  • 低侧开关配置，利用SENP/SEN电平转换器实现正输出轨电压检测。

‌5. 关键设计考虑‌

• ‌布局建议‌：
  • 电源路径短而宽，分离PoE（VSS）与转换器（RTN）地平面。
  • 敏感信号（如RSP）远离高频开关路径。
• ‌热管理‌：
  • PowerPAD封装需焊接至PCB散热区，计算结温时需包含MOSFET导通损耗、栅极驱动损耗等。

‌6. 参考资料‌

• 提供多篇TI应用笔记链接，涵盖控制环路设计、变压器设计、热管理等内容。

‌附件说明‌：文档包含完整引脚定义、电气特性表、典型性能曲线及封装信息（HTSSOP-20），支持量产型号包括TPS23750PWP/TPS23770PWP及卷带封装选项。