MAX5996C：IEEE 802.3bt 合規(guī)的受電設(shè)備解決方案

在當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，以太網(wǎng)供電（PoE）技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。它為受電設(shè)備（PD）提供了便捷的供電方式，無(wú)需額外的電源線。而 MAX5996C 作為一款符合 IEEE 802.3bt 標(biāo)準(zhǔn)的受電設(shè)備，具備多種先進(jìn)功能，為工程師們提供了一個(gè)強(qiáng)大的解決方案。

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一、MAX5996C 概述

MAX5996C 為 PoE 系統(tǒng)中的受電設(shè)備提供了完整的接口，使其能夠符合 IEEE 802.3af/at/bt 標(biāo)準(zhǔn)。它具有檢測(cè)簽名、分類(lèi)簽名以及集成的 N 溝道功率 MOSFET 開(kāi)關(guān)，并具備啟動(dòng)浪涌電流控制功能。在啟動(dòng)期間，設(shè)備將電流限制在 135mA，當(dāng)功率 MOSFET 完全導(dǎo)通后，切換到更高的電流限制。

該設(shè)備還具備多事件分類(lèi)、智能 MPS、寬滯后和消抖時(shí)間的輸入欠壓鎖定（UVLO）功能，確保在電源開(kāi)關(guān)過(guò)程中無(wú)干擾過(guò)渡。此外，它能夠承受最高 100V 的輸入電壓，還能檢測(cè)墻式適配器的存在，并實(shí)現(xiàn)從 PoE 電源到墻式適配器的平滑切換。

二、關(guān)鍵特性與優(yōu)勢(shì)

2.1 精準(zhǔn)的功率遙測(cè)

MAX5996C 能夠提供準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)功率遙測(cè)報(bào)告，讓工程師們可以實(shí)時(shí)了解設(shè)備的功率消耗情況，便于進(jìn)行功率管理和優(yōu)化。

2.2 恒定功率/電流限制

通過(guò)恒定功率/電流限制功能，設(shè)備可以穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)外部 DC - DC 控制器，確保系統(tǒng)在不同負(fù)載下的穩(wěn)定性。

2.3 LLDP 功率/電流級(jí)別設(shè)置

支持通過(guò) LLDP 協(xié)議進(jìn)行功率或電流限制配置，方便與系統(tǒng)管理微控制器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)靈活的功率管理。

2.4 多事件分類(lèi)與功率級(jí)別指示

多事件分類(lèi)功能允許設(shè)備與 PSE 進(jìn)行有效的功率通信，通過(guò) MEC 引腳提供模式信號(hào)，指示 PSE 分配給 PD 的功率級(jí)別，共有七種不同場(chǎng)景。

2.5 簡(jiǎn)化的墻式適配器接口

能夠檢測(cè)墻式適配器的存在，并在檢測(cè)到墻式適配器時(shí)，優(yōu)先使用墻式適配器供電，實(shí)現(xiàn)平滑的電源切換。

2.6 啟動(dòng)浪涌電流限制與正常運(yùn)行電流限制

在啟動(dòng)期間限制浪涌電流，保護(hù)設(shè)備免受過(guò)大電流沖擊；在正常運(yùn)行時(shí)，根據(jù)不同的工作模式和負(fù)載情況，提供合適的電流限制。

2.7 過(guò)溫保護(hù)

當(dāng)設(shè)備的結(jié)溫超過(guò) 150°C 時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉內(nèi)部功率 MOSFET 和 MEC 電流吸收器，當(dāng)溫度下降到 120°C 以下時(shí)，重新啟動(dòng)設(shè)備，確保設(shè)備的安全性和可靠性。

三、工作模式

3.1 檢測(cè)模式

當(dāng)輸入電壓在 1.4V 至 10.1V 之間時(shí)，設(shè)備進(jìn)入檢測(cè)模式。在該模式下，電源設(shè)備（PSE）會(huì)在 (V_{IN}) 上施加兩個(gè)電壓，并記錄電流測(cè)量值，通過(guò)計(jì)算 ΔV/ΔI 來(lái)確保 24.9kΩ 簽名電阻的存在。此時(shí)，設(shè)備的大部分內(nèi)部電路處于關(guān)閉狀態(tài)，偏移電流小于 10μA。

3.2 分類(lèi)模式

輸入電壓在 12.5V 至 20.5V 時(shí)，設(shè)備進(jìn)入分類(lèi)模式。PSE 根據(jù) PD 請(qǐng)求的功率對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，通過(guò)連接到 CLSA/CLSB 引腳的外部電阻設(shè)置分類(lèi)簽名和請(qǐng)求的功率。分類(lèi)電流在設(shè)備進(jìn)入功率模式時(shí)關(guān)閉。

3.3 功率模式

當(dāng) (V_{IN}) 超過(guò)欠壓鎖定閾值（VON）時(shí)，設(shè)備進(jìn)入功率模式。此時(shí)，功率 MOSFET 開(kāi)啟，內(nèi)部設(shè)置浪涌電流限制，當(dāng) RTN 電壓接近 VSS 且浪涌電流低于限制值時(shí)，功率 MOSFET 完全導(dǎo)通，設(shè)備切換到正常運(yùn)行電流限制。

3.4 智能 MPS 模式

該功能適用于需要低功耗待機(jī)模式的應(yīng)用。當(dāng)端口電流低于 24mA（典型值）時(shí)，設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入 MPS 模式，當(dāng)端口電流大于 28.7mA（典型值）時(shí)，退出 MPS 模式。在 MPS 模式下，通過(guò) AUC 引腳的電阻配置 MPS 電流的幅度和占空比。

四、引腳配置與功能

4.1 檢測(cè)引腳（DET）

連接一個(gè) 24.9kΩ 的簽名電阻到 (V_{DD})，用于檢測(cè)模式下的簽名電阻檢測(cè)。

4.2 電源引腳（(V{DD})、(V{SS})）

(V{DD}) 為正電源輸入，需連接一個(gè) 68nF 的旁路電容到 (V{SS})；(V_{SS}) 為負(fù)電源輸入，連接到功率 MOSFET 的源極。

4.3 分類(lèi)引腳（CLSA、CLSB）

通過(guò)連接到 (V_{SS}) 的電阻設(shè)置分類(lèi)電流，不同的電阻值對(duì)應(yīng)不同的 PD 類(lèi)和請(qǐng)求功率。

4.4 墻式適配器檢測(cè)引腳（WAD）

當(dāng) (V{DD}-V{SS}) 超過(guò)標(biāo)記事件閾值時(shí)，啟用墻式適配器檢測(cè)。當(dāng) WAD 到 RTN 的電壓大于 9V 時(shí)，檢測(cè)到墻式適配器，內(nèi)部功率 MOSFET 關(guān)閉。

4.5 功率良好輸出引腳（PG）

為開(kāi)漏輸出，在功率 MOSFET 完全導(dǎo)通前，將其拉低以禁用下游 DC - DC 轉(zhuǎn)換器。在過(guò)溫事件中也會(huì)拉低，溫度恢復(fù)正常后拉高。

4.6 多事件分類(lèi)引腳（MEC）

用于向系統(tǒng)用戶傳達(dá)可用功率級(jí)別，生成占空比模式指示 PSE 分配的功率，還可報(bào)告實(shí)時(shí)功率消耗和墻式適配器的存在。

4.7 功率/電流控制引腳（PCN、TRSP）

PCN 引腳連接到 DC - DC 控制器的 COMP 引腳，當(dāng)端口功率/電流達(dá)到限制時(shí)，吸收電流以限制轉(zhuǎn)換器的輸出功率/電流；TRSP 引腳用于設(shè)置功率/電流環(huán)路響應(yīng)時(shí)間，浮空該引腳可禁用功率限制功能。

4.8 MPS 配置引腳（AUC）

通過(guò)連接到 (V_{SS}) 的電阻（1% 精度）配置 MPS 模式下的 MPS 電流幅度和占空比。

4.9 LLDP 引腳

用于識(shí)別系統(tǒng)管理微控制器通過(guò)一系列脈沖發(fā)送的功率或電流限制級(jí)別請(qǐng)求，可覆蓋物理分類(lèi)的功率/電流限制標(biāo)識(shí)。

五、應(yīng)用場(chǎng)景

MAX5996C 適用于多種 IEEE 802.3bt 受電設(shè)備，如 VOIP 電話、IP 安全攝像頭、無(wú)線接入點(diǎn)、小型蜂窩基站、照明設(shè)備和樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)等。

六、總結(jié)

MAX5996C 作為一款功能強(qiáng)大的 IEEE 802.3bt 合規(guī)受電設(shè)備，具備精準(zhǔn)的功率遙測(cè)、多事件分類(lèi)、智能 MPS 等多種先進(jìn)功能，為工程師們?cè)谠O(shè)計(jì) PoE 系統(tǒng)時(shí)提供了可靠的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)具體需求，合理配置引腳和參數(shù)，充分發(fā)揮 MAX5996C 的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電源管理。你在使用類(lèi)似的 PoE 設(shè)備時(shí)，遇到過(guò)哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。