MAX5953A/MAX5953B/MAX5953C/MAX5953D：IEEE 802.3af PD接口与PWM控制器的卓越之选

在以太网供电（PoE）系统中，受电设备（PD）的稳定供电和高效控制至关重要。Maxim推出的MAX5953A/MAX5953B/MAX5953C/MAX5953D系列产品，集成了完整的电源IC解决方案，为PD的设计提供了强大的支持。下面，我们就来深入了解一下这些产品。

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一、产品概述

MAX5953A/MAX5953B/MAX5953C/MAX5953D完全符合IEEE 802.3af标准，为PoE系统中的PD提供了检测签名、分类签名以及集成隔离开关，并具备可编程浪涌电流控制功能。同时，它们还集成了一个电压模式PWM控制器和两个功率MOSFET，采用双开关电压钳位DC - DC转换器配置。

二、关键特性

（一）受电设备接口

1. 全面集成的IEEE 802.3af兼容接口：提供PD检测和可编程分类签名，在检测阶段保证泄漏电流偏移小于10µA，确保了检测的准确性和低功耗。
2. 集成MOSFET用于隔离和浪涌电流限制：在检测和分类期间提供PD隔离，可编程电流限制防止上电时的高浪涌电流。
3. 可编程欠压锁定（UVLO）：MAX5953A/MAX5953C具有可调的UVLO阈值，默认值符合802.3af标准；MAX5953B/MAX5953D具有较低且固定的UVLO阈值，适用于一些旧的预802.3af电源设备。

（二）DC - DC转换器

1. 高效的双开关功率IC：采用电压钳位拓扑，可实现存储的磁化和漏电感能量的完全恢复，提高了效率和可靠性。
2. 宽输入电压范围：支持11V至76V的输入电压，输出功率可达15W，满足多种应用需求。
3. 丰富的保护功能：包括UVLO、过温关机和短路保护等，确保了系统的稳定性和可靠性。
4. 同步整流：集成超前信号用于次级侧同步整流，效率超过90%，开关频率可达500kHz，允许使用更小的外部磁性元件和电容器。

三、电气特性

（一）受电设备接口特性

在检测模式下，输入偏移电流小于10µA，有效差分输入电阻为550kΩ。在分类模式下，不同的分类电流可通过连接不同阻值的RRCLASS电阻来设置。在功率模式下，工作电源电压可达67V，工作电源电流在0.4 - 1mA之间。

（二）DC - DC控制器特性

输入电源范围为11V至76V，PWM频率为250kHz，最大PWM占空比为47%。内部功率FET的导通电阻为0.4Ω，关态泄漏电流在 - 5至 + 10µA之间。

四、典型应用电路

文档中给出了RJ - 45连接器、PoE磁性元件和输入二极管桥的电路，以及典型的应用电路示例，包括 - 48V输入的反激式转换器和正激式转换器。这些电路展示了MAX5953A/MAX5953B/MAX5953C/MAX5953D在不同应用场景下的使用方法。

五、工作模式

（一）检测模式（1.4V ≤ VIN ≤ 10.1V）

在此模式下，电源设备（PSE）施加1.4V至10.1V的电压，通过计算∆V/∆I来确保25.5kΩ签名电阻的存在。此时，MAX5953A/MAX5953B/MAX5953C/MAX5953D的大部分接口电路处于关闭状态，偏移电流小于10µA。

（二）分类模式（12.6V ≤ VIN ≤ 20V）

PSE根据PD的功耗对其进行分类，通过连接从RCLASS到VEE的外部电阻RRCLASS来设置分类电流。

（三）功率模式

当VIN高于欠压锁定阈值（VUVLO,ON）时，IC逐渐开启内部n通道MOSFET Q1，通过控制栅极充电电流来限制浪涌电流。当Q1的漏极与源极电压差在1.2V以内且栅源电压高于5V时，MAX5953A/MAX5953B断言PGOOD输出，MAX5953C/MAX5953D断言PGOOD输出。

六、设计要点

（一）欠压锁定设置

对于PD接口，可通过外部电阻分压器调整UVLO阈值。对于DC - DC转换器，可通过连接PGOOD到DCUVLO确保PD接口准备就绪，并通过外部电阻分压器设置DCUVLO阈值。

（二）浪涌电流限制

IC通过恒定电流源对内部MOSFET的栅极充电，利用漏极 - 栅极电容限制电压上升速率，从而限制浪涌电流。还可通过增加从GATE到OUT的外部电容进一步降低浪涌电流。

（三）软启动

通过在CSS和GND之间连接外部电容CCSS来编程软启动，防止输出电压过冲。

（四）振荡器设置

通过连接从RTCT到REGOUT的电阻和从RTCT到GND的电容来外部编程振荡器，PWM频率为RTCT频率的一半，占空比为50%。

（五）集成故障保护

通过连接从FLTINT到GND的电容来编程忽略瞬态过流条件的时间，当VFLTINT达到2.7V时，电源供应关闭；通过连接高值泄放电阻使电容放电，当VFLTINT降至1.9V时，电源供应重新启动。

七、应用示例

文档中给出了两个设计示例，一个是具有三输出反激式DC - DC转换器的PD，另一个是具有非隔离降压（buck）转换器的PD，为工程师提供了实际应用的参考。

八、布局建议

在布局设计中，所有承载脉冲电流的连接必须尽可能短且宽，并使用接地平面作为返回路径，以减少电感和辐射EMI。同时，要保持接地平面的完整性。

MAX5953A/MAX5953B/MAX5953C/MAX5953D系列产品以其丰富的功能、高效的性能和可靠的保护机制，为PoE系统中的PD设计提供了优秀的解决方案。工程师们在设计过程中，可根据具体需求合理选择和应用这些产品，以实现稳定、高效的电源供应。你在实际应用中是否遇到过类似产品的使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。