Microchip PD77728 8端口PoE PSE控制器技术解析

描述

Microchip Technology PD77728 8端口POE PSE控制器/管理器是Microchip第七代IEEE® 802.3bt兼容 以太网供电(POE)供电设备(PSE)系列的一部分。该器件是完全集成的8端口PoE控制器和PoE管理器,集成了场效应晶体管(FET)开关和电流检测电阻器。最多可级联12个器件,以提供48个4对端口。根据IEEE的规定, 器件支持PoE受电设备(PD)检测、分类、上电和保护以及传统/预标准PD检测。Microchip Technology PD77728通过过载、欠载、过压、过热、短路提供实时保护,并可在独立模式下运行。该器件采用56引脚8mm × 8mm QFN封装。

数据手册:*附件:Microchip Technology PD77728 8端口POE PSE控制器,管理器数据手册.pdf

特性

  • 支持IEEE 802.3bt标准
  • 支持的PD类型
    • 1型、2型PD(802.3af、802.3at)
    • 单签名(1-4型)PD
    • 双签名(3型和4型)PD
    • 预标准(传统)4对PD
    • 支持不兼容和传统PD
  • 4种工作模式
    • 控制器模式搭配PD77020 PSE电源管理控制器
    • 半自动模式:
    • 托管自动模式
    • 非托管自动模式
  • 设备
    • 独立器件支持多达8个2对端口或4个4对端口以及任何4对/2对组合
    • 每端口集成FET、检测电阻器和端口二极管
    • 总端口电阻:160mΩ
    • 器件满载时功耗:≤ 2W
    • 两个电源轨(55V和3.3V,实现最大功率效率
    • 确保4对输出功率:> 90W
    • 过电源信号(OSS)支持
    • 支持AutoClass
    • 支持快速永久PoE
    • 支持MarkHold功能
    • 主机接口,通过I^2^C通信
  • 可级联多达12个器件,以支持96个2对端口或48个4对端口以及任何4对/2对组合
  • 实时保护(RTP)
  • 测量
    • 每端口电压和电流测量
    • 精确的主功率测量
  • 浪涌
    • 浪涌高达2kV,无需额外元件,符合IEC61000-4-5-2014标准
    • 浪涌合规性,ITU-T K.21,GR1089,IE61000-4-5-2014,EN55024
      • 高达10kV,符合IEC61000-4-5-2014标准
      • 高达6kV,符合ITU-T K.21标准
  • 物理特性
    • 环境温度范围:–40°C至+85 °C
    • 56引脚8mm×8mm QFN封装,带散热焊盘
    • 湿度灵敏性等级(MSL)为3级
    • 符合RoHS标准

典型PoE应用

管理器

框图

管理器

Microchip PD77728 8端口PoE PSE控制器技术解析

产品概述

Microchip PD77728是一款完全集成的8端口PoE控制器/管理器,属于Microchip第七代IEEE 802.3bt兼容的Power over Ethernet(PoE)电源设备(PSE)系列产品。该器件集成了场效应晶体管(FET)开关和电流检测电阻,最多可级联12个器件以提供48个4线对端口。PD77728采用56引脚8mm×8mm QFN封装,专为高效、可靠的PoE供电解决方案而设计。

关键特性

标准兼容性

  • 完全符合IEEE 802.3bt标准
  • 支持Type 1-4单签名PD
  • 支持Type 3和4双签名PD
  • 兼容预标准(传统)4线对PD
  • 支持非标准兼容和传统PD

工作模式

  • 控制器模式‌:与PD77020 PSE电源管理控制器配合使用
  • 半自动模式‌:执行周期性连接检查、检测和分类,但需要主机命令才能供电
  • 管理自动模式‌:具有初始PSE配置,可通过主机通信进行后续更改
  • 非管理自动模式‌:独立系统,无主机I2C通信

系统扩展能力

  • 可级联多达12个器件,支持96×2线对端口或48×4线对端口
  • 独立设备支持多达8×2线对端口或4×4线对端口
  • 支持任意4线对/2线对组合配置

集成保护功能

  • 每端口集成FET、检测电阻和端口二极管
  • 总端口电阻160mΩ
  • 全负载时器件功耗≤2W
  • 双电源轨(55V和3.3V)实现最大功率效率
  • 保证4线对输出功率>90W

技术细节

功能架构

PD77728包含四个主要功能模块:

  1. 模拟前端模块‌:包含电流限制模块、分类电压调节、VPORT测量模拟接口、检测模块、电流测量模块和专用MarkHold模拟块
  2. 电压和温度测量模块‌:测量端口电压、VMAIN电压和温度
  3. 数字处理和控制器块‌:与集成PoE控制器通信并控制模拟前端
  4. PoE控制器‌:基于Cortex-M0+,控制端口级和设备级PoE任务

实时保护(RTP)机制

PD77728提供多层实时保护:

  • 电流过载(TLIM/ILIM)保护‌:基于IEEE 802.3bt标准的可配置参数
  • 短路保护‌:端口电压低于可配置值时,100μs内关闭端口
  • 浪涌(通电)保护‌:专用浪涌保护机制确保MOSFET不超出安全操作区
  • 过温(OVT)保护‌:防止器件过热损坏
  • TCUT/ICUT保护‌:基于分配类别的可配置阈值
  • 维持电源签名(MPS) ‌:确保PD符合IEEE 802.3bt标准要求

电气规格

  • 工作温度范围‌:-40°C至85°C
  • VMAIN工作电压‌:44V至57V(视PD类型而定)
  • 端口连续电流‌:最高1.185A(Class 8)
  • 功率精度‌:4线对功率30W-100W时为±2.5%
  • 检测特性‌:接受17-29kΩ特征电阻,0.15μF电容
  • 分类电流‌:Class 0-8对应0-45mA

典型应用

PD77728 PSE控制器适用于多种网络设备:

  • 企业、中小型企业、SOHO和商业市场的交换机和路由器
  • 照明市场的交换机
  • PoE注入器

封装与布局

PD77728采用56引脚8mm×8mm QFN封装(带散热焊盘),符合MSL3和RoHS标准。推荐PCB布局包括:

  • VMAIN引脚附近放置1μF、100V X7R电容
  • 低ESR 1μF电容连接VREG1P8至DGND
  • 模拟和数字地通过单点连接
  • 8.00mm×8.00mm封装尺寸,0.5mm引脚间距
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