1351B演示电路：高功率、高效能PoE解决方案

作为电子工程师，在电源设计领域，寻找高效、稳定的Power-over-Ethernet（PoE）解决方案至关重要。今天我要为大家介绍的是演示电路1351B，它采用了LTC4269IDKD - 2芯片，为高功率PoE应用提供了出色的性能。

文件下载：DC1351B.pdf

电路概述

演示电路1351B是一款以LTC4269IDKD - 2为核心的高功率电源板。它符合IEEE 802.3at标准，可作为高功率PoE的受电设备（PD），通过RJ45接口与兼容的供电设备（PSE）如DC1366A相连。该电路能够提供高达5A的5V输出，并且还支持使用48V的辅助墙式适配器，当辅助电源存在时，它将优先于PoE供电。

性能参数

参数	条件	值
端口电压（V_PORT）	以太网端口	37V – 57V
辅助电压（V_AUX）	从Aux - 到Aux + 端子	44V – 57V
输出电压（V_OUT）初始设定点	V_PORT = 37V到57V，I_OUT = 0A到5A	5.05V ± 1%
最大输出电流	V_PORT = 42V	4.6A（最小值）
典型输出电压纹波	V_IN = 50V，I_OUT = 4.6A	40mV P–P（典型值）
输出调节	整个输入电压和输出电流范围内 < ±0.1%（典型值）
负载瞬态响应	负载从2.5A到5A阶跃时的峰 - 峰偏差 ±120mV（< ±2.5%）（典型值）
稳定时间（在V_OUT的1%以内）	150us（典型值）
开关频率		225kHz（典型值）
效率	VPORT = 42V，IOUT = 5A，不包括二极管桥	92.5%（典型值）

从这些参数可以看出，1351B在输出电压稳定性、电流输出能力和效率方面都表现出色。大家在实际设计中，是否也会优先考虑这些性能指标呢？

工作原理

连接与整流

一个兼容的高功率PSE板（如DC1366A）通过RJ45连接器J2连接到DC1351B。根据IEEE 802.3at标准，在数据对和信号对上使用了二极管桥。为了提高效率，输入处采用了肖特基二极管（D5 - 8，D12 - 15）。LTC4269IDKD - 2提供了IEEE 802.3at标准的PoE 25k签名电阻，并设置为功率等级4。

供电切换与启动

当PD通电且电压高于PoE“导通电压”时，LTC4269IDKD - 2通过其内部位于(V{PORTN})和(V{NEG})引脚之间的MOSFET将端口电压切换到电源控制器。该电压通过涓流充电电阻R3对C11充电，为电源控制器的偏置引脚Vin供电。当偏置电源达到其(V_{IN(ON)})阈值时，IC开始对输出进行受控软启动。随着电压上升，偏置电源由T2、D1/2和L1接管。

输出调节

软启动期结束后，输出电压由光隔离器（U2）和参考/误差放大器（D21）组合调节，它们拉低COMP引脚。驱动Q3和Q2的OUT和SOUT引脚进行脉冲宽度调制（PWM），以保持输出电压恒定。二次侧的同步整流器（Q4和Q5）由T2自驱动，减少了栅极驱动部件的数量和复杂度，同时保持了同步整流的高效率。大家在设计类似电路时，是否也会采用这种自驱动的同步整流方式呢？

快速启动步骤

设备设置

演示电路1351B易于设置，可用于评估LTC4269IDKD2在PoE + PD应用中的性能。在测量输入或输出电压纹波时，要注意避免示波器探头的接地引线过长。应直接将探头尖端和探头接地跨接在 + VOUT和 - VOUT（或VPORT_P和VPORT_N）端子上进行测量。

具体步骤

1. 在输出端连接测试设备（电压表、电流表和电子负载）。
2. 输入电源：
   • 用CAT - 5电缆将支持PoE + 的PSE连接到RJ45连接器J2。
   • 或者，在VPORT_P和VPORT_N之间连接一个37V至57V的电源。
   • 如果要评估辅助电源能力，在AUX + 到AUX - 之间连接一个44V至57V的电源。
3. 检查输出电压是否为5V。
4. 确认输出电压正确后，在工作范围内调整负载，观察输出电压调节、纹波电压、效率等参数。

实测数据

文档中提供了图3至图12的典型DC1351B实测数据，包括效率、调节、输出电压纹波、负载瞬态响应、温度数据、环路图和应力等方面。这些数据为我们评估电路性能提供了直观的依据。大家在实际应用中，可以根据这些数据进一步优化电路设计。

总之，演示电路1351B凭借其高功率、高效率和稳定的性能，为PoE应用提供了一个优秀的解决方案。希望通过本文的介绍，能对大家在电源设计方面有所帮助。大家在使用类似电路时，有没有遇到过什么问题呢？欢迎在评论区交流。