以太網(wǎng)供電技術(shù)特征及應(yīng)用于轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)

　　組成4-簡(jiǎn)單同步整流：用DPA Switch芯片為線(xiàn)電壓欠／過(guò)壓關(guān)斷保護(hù)限制了變壓器輸出的門(mén)極驅(qū)動(dòng)電壓范圍。可節(jié)省達(dá)0.05美元。

　　組成5(a)-集成的熱關(guān)斷保護(hù)線(xiàn)路：能直接感應(yīng)功率MOSFET溫度；具備遲滯特性且能自動(dòng)再啟動(dòng)；寬的遲滯防止高的平均溫度出現(xiàn)；最多可減少4個(gè)元器件；可節(jié)省達(dá)0.15美元。或用組成5(b)集成的電壓模式控制器：>50％占空比運(yùn)行而無(wú)需斜波補(bǔ)償；最多減少10個(gè)元器件；節(jié)省達(dá)0.15美元。

　　組成6精確集成的振蕩器-無(wú)需外圍元件；嚴(yán)格的公差并具有穩(wěn)定的溫度系數(shù)；可選300／400 kHz操作；最多減少5個(gè)元器件；節(jié)省達(dá)0．05美元。

　　組成7散熱器連接至源級(jí)：散熱片連接到源級(jí)降低EMI(電氣上的“安靜”點(diǎn))；降低EMI濾波器成本；節(jié)省達(dá)0.20美元。

　　3、新型以太網(wǎng)供電(POE)舉例

　　3.1超高集成度的POE電源以提升可靠性并降低尺寸和成本

　　它專(zhuān)為以太網(wǎng)供電(POE)系統(tǒng)的受電設(shè)備(IP電話(huà)，WLAN接入點(diǎn)和，IP相機(jī))和供電設(shè)備(交換機(jī)/路由器和中跨)而優(yōu)化的MAX5074。圖4(a)為MAX5074應(yīng)用示意圖。

　　提高了性能：采用同步整流效率超過(guò)90％；保證工作于高達(dá)+125℃結(jié)溫；高達(dá)15W的輸出功率。

　　提高了可靠性：無(wú)限期短路保護(hù)和打嗝式阻流降怔短路期間的功耗及熱關(guān)斷保護(hù)內(nèi)部功辜MOSFET。

　　降低了成本:“前瞻信號(hào)”驅(qū)動(dòng)副端同步整流器；無(wú)需復(fù)位繞組／二極管／電容器；故障保護(hù)無(wú)需外部元件。

　　降低尺寸要求：集成的功率MOSFFET和高達(dá)500kH：的開(kāi)關(guān)頻率降低外部元件的尺寸。

　　3.2專(zhuān)為以太網(wǎng)供電設(shè)計(jì)完全兼容于IEEE802.3af的新款電源開(kāi)關(guān)MAX5922

　　MAX5922高集成度方案節(jié)省板上空間和成本，IEE802.3af兼容更高的集成度／可靠性，更低成本。主要特性：內(nèi)置0.450功率FET；設(shè)計(jì)靈活，即檢測(cè)禁止輸入允許用戶(hù)跌過(guò)檢測(cè)和分類(lèi)階段，可選的欠流負(fù)載切斷功能，沖突避免檢測(cè)輸入允許用戶(hù)將器件配置為Midspan工作模式，可選的鎮(zhèn)定或自動(dòng)再試故障管理。圖4(b)為MAX5922引腳功能與應(yīng)用示意圖。

　　4、一件鐘種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單成本較低可用于PoE供電系統(tǒng)的DC／DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)

　　從線(xiàn)路布局的角度看，反激式轉(zhuǎn)換器非常適合于PoE供電系統(tǒng)，而事實(shí)上反激式轉(zhuǎn)換器也最受歡迎。反激式轉(zhuǎn)換器不但設(shè)計(jì)極為簡(jiǎn)單，而且兼顧了成本和效率，適用于隔離式的多輸出供電系統(tǒng)，可為典型的應(yīng)用提供低至幾W、高至20W～30W的輸出功率。

　　雖然進(jìn)行低功率操作時(shí)，反激式轉(zhuǎn)換器通常都采用非連續(xù)導(dǎo)電模式(DCM)，但連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)的效率最高，因?yàn)橐阅骋惠敵龉β蕿榛鶞?zhǔn)作比較，初級(jí)線(xiàn)圈場(chǎng)效應(yīng)晶體管的均方根(RMS)電流較小。以連續(xù)導(dǎo)電模式為例來(lái)說(shuō)，反激式轉(zhuǎn)換器的右半平面零的頻率下限可以利用以下公式計(jì)算：

　　在上述公式中，Vin為輸入電壓、D為初級(jí)線(xiàn)圈場(chǎng)效應(yīng)晶體管的占空比、lin為平均輸入電流，而L則為變壓器的磁化電感。上述采用連續(xù)導(dǎo)電模式操作，變壓器的磁化電感值一般均設(shè)定為100μH。若最低輸入電壓為26V、最高輸入電流為360mA，而初級(jí)線(xiàn)圈場(chǎng)效應(yīng)晶體管的相關(guān)占空比數(shù)值為0.4，若根據(jù)以上的數(shù)值運(yùn)算，右半平面零無(wú)論在任何操作情況都會(huì)處于64kHz的頻率下限。對(duì)大部分PoE設(shè)備來(lái)說(shuō)，這個(gè)頻率下限對(duì)反饋補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)只會(huì)有微不足道的影響。

　　反激式連續(xù)導(dǎo)電模式不但設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本較低，而且還可發(fā)揮極高的效率，是PoE設(shè)備普遍采用的設(shè)計(jì)方案。由于LM5070、LM5071及LM5072等幾款控制器是高度集成的電路，因此供電系統(tǒng)只需添加極少的外置元件，便符合IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)的要求。圖5是PoE供電系統(tǒng)的典型應(yīng)用電路圖，圖中的電路采用LM5072芯片。這是一款內(nèi)置100VPoE用電設(shè)備接口并可支持后備電源的PWM控制器。采用LM5072芯片的好處是用電設(shè)備在選擇供電來(lái)源方面有較大的靈活性，例如不同配置的用電設(shè)備都可利用后備電源的供電，其中包括交流電。

　　以采用連續(xù)模式反激式轉(zhuǎn)換器的電路布局為例，采用快速PWM電流模式控制器會(huì)較為理想，因?yàn)檫@樣不但可以控制及限制輸入電流的流量，而且還可穩(wěn)定同一電路的輸出電壓。此外，也可調(diào)節(jié)功率晶體管的占空比，以便控制線(xiàn)路及電流的瞬態(tài)響應(yīng)。占空比的大小取決于輸出電壓的誤差及鋸齒波形，而兩者都取決于流人外置電流傳感電阻的初級(jí)線(xiàn)圈電感電流。

　　可將電流傳感信號(hào)與內(nèi)部參考電壓加以比較，以便為每一周期設(shè)定限流值。我們也可為電流斜波信號(hào)提供內(nèi)部斜率補(bǔ)償，以便解決占空比超過(guò)50％時(shí)分諧波振蕩所產(chǎn)生的內(nèi)部不穩(wěn)定問(wèn)題。