TI TPS23731：高效3类PoE+直流/直流控制器

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"TI-TPS23731是一款由德州仪器(TI)推出的高效直流/直流控制器，专门设计用于构建符合IEEE802.3bt 3类（1-4级）和802.3at PoE供电设备(PD)解决方案。这款控制器集成了一系列先进功能，适用于视频电话、接入点、监控摄像头等应用，支持高功率运行和多种保护机制。" TI-TPS23731的主要特性包括： 1. 完整的IEEE802.3bt 3类（1-4级）和802.3at PoE PD解决方案：此控制器能够处理高达30W的运行功率级别，适用于需要高效PoE供电的设备，例如PoE2 PD控制器，提供可靠的100V、0.3Ω热插拔MOSFET。 2. 集成式PWM控制器：适用于反激式或有源钳位正向配置，支持初级侧调节的反激式控制，允许设计者灵活地构建不同拓扑结构的电源系统。 3. 精确的负载调节：±1.5%的5V输出负载调节（0-100%负载范围）和±3%的12V输出负载调节（5-100%负载范围），确保了输出电压的稳定性和精度，即使在不同负载条件下也能保持良好的性能。 4. 软启动和保护功能：具备软启动控制，可减少启动时的冲击，同时提供断续模式过载保护，确保系统的安全运行。此外，还包括软停关断功能，减轻同步FET的应力。 5. 自动维持功率特征(MPS)：自动调节以适应不同类型的电源供电设备(PSE)和负载电流变化，确保系统在各种工作条件下都能有效管理功率。 6. 主适配器优先级输入：支持在多个电源或功率共享设置中的优先级选择，提高系统的可靠性和灵活性。 7. 宽温操作：能够在-40°C至125°C的温度范围内稳定工作，适合各种环境条件。 8. 电磁干扰(EMI)管理：提供可编程扩频频率抖动(SSFD)，减小EMI滤波器的需求，降低成本，并且优化了EMI性能。 9. 高级启动功能：允许使用小型偏置电容器，简化设计，同时满足IEEE 802.3bt/at的启动规范。 TI-TPS23731是一款功能强大的直流/直流控制器，专为需要高效、可靠PoE供电的设备而设计。其集成化的特性、出色的负载调节能力和多方面的保护措施，使其成为视频通信、无线接入点和监控设备的理想选择。通过优化的控制算法和硬件设计，该控制器实现了高效能、低噪声和高稳定性，为现代网络设备的供电提供了强大支持。

7.5 电气特性：直流/直流控制器部分 (continued)

除非另有说明，否则 V

VDD

= 48V；R

DEN

= 25.5kΩ；R

FRS

= 60.4kΩ；R

I_STP

= 499kΩ；CLS、T2P、APDO 和 PSRS 打开；

CS、EA_DIS、APD、EMPS、AGND 和 GND 连接到 RTN；FB、LINEUV 和 DTHR 连接到 VB；C

= C

VBG

= 0.1μF；

VCC

= 1μF；C

SST

= 0.047μF；R

REF

= 49.9kΩ；8.5V ≤ V

VCC

≤ 16V；–40°C ≤ T

≤ 125°C。除非另有说明，否则正电

流进入引脚。典型值为 25°C。

VSS

= V

RTN

]，除非另有说明，否则所有电压指的是 V

RTN

、V

AGND

和 V

GND

。

参数测试条件最小值典型值最大值单位

COMPH

COMP 输出驱动电流

= V

RTN

，V

COMP

= 3V 1 mA

COMPL

COMP 灌电流

= V

，V

COMP

= 1.25V 2.1 6 mA

COMPH

COMP 高电压 V

= V

RTN

，从 COMP 到 RTN 负载为 15kΩ

4 VB V

COMPL

COMP 低电压 V

= V

，从 COMP 到 VB 负载为 15kΩ

1.1 V

COMP 输入电阻，禁用误差放

大器

EA_DIS 保持断开

70 100 130

kΩ，

COMP 至 CS 增益 ΔV

/ΔV

COMP

，0V < V

< 0.22V

0.19 0.2 0.21 V/V

软启动，软停止（SST，I_STP）

SSC

充电电流

SST 充电，6.35V ≤ V

VCC

≤ 16V

7.5 10 12.5 µA

SSD

放电电流

SST 放电，6.35V ≤ V

VCC

≤ 16V

3 4 5 µA

SFST

软启动下限阈值

0.15 0.2 0.25 V

STUOF

启动关闭阈值

SST

上升，直至 VCC 启动关闭

1.99 2.1 2.21 V

SSOFS

软启动失调电压，闭环模式 V

= V

RTN

，V

SST

上升，直至开关启动

0.2 0.25 0.3 V

软启动失调电压，峰值电流模

式

COMP

= V

，V

SST

上升，直至开关启动，EA_DIS 保

持断开

0.55 0.6 0.65 V

SSCL

软启动钳位

2.3 2.6 V

SSD_SP

软停止模式下的 SST 放电电流

I_STP

= 499kΩ，V

LINEUV

< V

LIUVF

1.5 2 2.5

µA

I_STP

= 16.5kΩ，，V

LINEUV

< V

LIUVF

52.5 60.6 67.5

SSTPEN

软停止结束阈值

= V

RTN

，V

LINEUV

< V

LIUVF

0.15 0.2 0.25 V

电流感应 (CS)

CSMAX

最大阈值电压

= V

RTN

，V

上升

0.227 0.25 0.273 V

OFFD_IL

电流限制关断延迟

= 0.3V 25 41 60 ns

OFFD_PW

PWM 比较器关断延迟 V

= 0.15V，EA_DIS 保持断开，V

COMP

= 2V

25 41 60 ns

消隐延迟

除了 t

OFFD_IL

和 t

OFFD_PW

75 95 115 ns

SLOPE

内部斜坡补偿电压

= V

RTN

，最大占空比时的峰值电压，称作 CS

51 66 79 mV

SL_EX

峰值斜坡补偿电流

= V

RTN

，最大占空比时的 I

（交流分量）

14 20 26

μA

偏置电流

CS 电流的直流分量

-3 -2 -1

μA

线路欠压，软停止 (LINEUV)

LIUVF

LINEUV 下降阈值电压

LINEUV

下降

2.86 2.918 2.976 V

LIUVH

迟滞

(1)

57 82 107 mV

泄漏电流

LINEUV

= 3V 1 µA

GATE

峰值拉电流

= V

RTN

，V

VCC

= 10V，V

GATE

= 0V，脉冲测量

0.3 0.5 0.8 A

峰值灌电流

= V

RTN

，V

VCC

= 10V，V

GATE

= 10V，脉冲测量

0.6 0.9 1.45 A

上升时间

(2)

prr10-90

，C

GATE

= 1nF，V

VCC

= 10V 30 ns

下降时间

(2)

pff90-10

，C

GATE

= 1nF，V

VCC

= 10V 15 ns

钳位 FET (CP)

DS(ON)C

CP FET 导通电阻

= 100mA 1.5 3.3

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TPS23731

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7.5 电气特性：直流/直流控制器部分 (continued)

除非另有说明，否则 V

VDD

= 48V；R

DEN

= 25.5kΩ；R

FRS

= 60.4kΩ；R

I_STP

= 499kΩ；CLS、T2P、APDO 和 PSRS 打开；

CS、EA_DIS、APD、EMPS、AGND 和 GND 连接到 RTN；FB、LINEUV 和 DTHR 连接到 VB；C

= C

VBG

= 0.1μF；

VCC

= 1μF；C

SST

= 0.047μF；R

REF

= 49.9kΩ；8.5V ≤ V

VCC

≤ 16V；–40°C ≤ T

≤ 125°C。除非另有说明，否则正电

流进入引脚。典型值为 25°C。

VSS

= V

RTN

]，除非另有说明，否则所有电压指的是 V

RTN

、V

AGND

和 V

GND

。

参数测试条件最小值典型值最大值单位

钳位二极管 (CP)

FCP

CP 二极管正向电压

PSRS

= 0V，I

= 15mA 0.45 0.6 0.85 V

CP 泄漏电流

PSRS

= 0V，V

= 45V 20 µA

辅助电源检测（APD，APDO）

APDEN

APD 阈值电压

APD

上升，

1.42 1.5 1.58 V

APDH

迟滞

(1)

0.075 0.095 0.115 V

泄漏电流

APD

= 5V 1 µA

APL

APDO 输出低电压 V

APD

= 5V，I

APDO

= 1mA，启动完成之后

0.27 0.5 V

泄漏电流

APDO

= 10V 1 µA

热关断

关断温度

145 155 165 °C

迟滞

(2)

15 °C

(1) 迟滞容差跟踪给定器件的上升阈值。

(2) 提供的这些参数仅供参考，不构成 TI 已发布的器件规格的一部分用于 TI 产品保修。

7.6 电气特性 PoE

除非另有说明，否则 V

VDD

= 48V；R

DEN

= 25.5kΩ；R

FRS

= 60.4kΩ；R

I_STP

= 499kΩ；CLS、T2P、APDO 和 PSRS 打开；

CS、EA_DIS、APD、EMPS、AGND 和 GND 连接到 RTN；FB、LINEUV 和 DTHR 连接到 VB；C

= C

VBG

= 0.1μF；

VCC

= 1μF；C

SST

= 0.047μF；R

REF

= 49.9kΩ；–40°C ≤ T

≤ 125°C。除非另有说明，否则正电流进入引脚。典型值为

25°C 下的值。

VCC-RTN

= 0V，除非另有说明，否则所有电压指的是 V

VSS

。

参数测试条件最小值典型值最大值单位

PD 检测 (DEN)

检测偏置电流

DEN 打开，V

VDD

= 10V，不在标记中，测量

VDD

+ I

RTN

3.5 6.9 13.9 µA

lkg

DEN 泄漏电流 V

DEN

= V

VDD

= 60V，浮动 RTN，测量 I

DEN

0.1 5 µA

检测电流

测量 I

VDD

+ I

DEN

+ I

RTN

，V

VDD

= 1.4V

53.5 56.5 58.6

μA

测量 I

VDD

+ I

DEN

+ I

RTN

，V

VDD

= 10V，不在标记

中

391 398 406.2

μA

PD_DIS

热插拔禁用阈值

DEN 下降

3 4 5 V

PD 分级 (CLS)

CLS

分级特征电流

CLS

= 806Ω

13V ≤ V

≤ 21V，测

量 I

VDD

+ I

DEN

+ I

RTN

1.9 2.5 2.9 mA

CLS

= 130Ω

13V ≤ V

≤ 21V，测

量 I

VDD

+ I

DEN

+ I

RTN

9.9 10.6 11.3 mA

CLS

= 69.8Ω

13V ≤ V

≤ 21V，测

量 I

VDD

+ I

DEN

+ I

RTN

17.6 18.6 19.4 mA

CLS

= 46.4Ω

13V ≤ V

≤ 21V，测

量 I

VDD

+ I

DEN

+ I

RTN

26.5 27.9 29.3 mA

CLS

= 32Ω

13V ≤ V

≤ 21V，测

量 I

VDD

+ I

DEN

+ I

RTN

37.8 39.9 42 mA

CLS

分级特征电流，3 级事

件

CLS

= 32Ω

13V ≤ V

≤ 21V，测

量 I

VDD

+ I

DEN

+ I

RTN

37.8 39.9 42 mA

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