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[参考译文] TPS23882B:PD 未按预期进行分类

Guru**** 2388460 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS23882B, CSD19538Q2, TPS23882B1EVM-008
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1461206/tps23882b-pd-not-classifying-as-expected

器件型号:TPS23882B
主题中讨论的其他器件: CSD19538Q2

工具与软件:

您好!

我们遇到了有关半自动模式下的分类的 TPS23882B PSE 问题。 我们的 PD 应按4级进行分类、但当我们将其插入电路板时、我们会一直按0级进行分类。 检测按预期工作。

我们有适用于 TPS23882B 的评估套件、当我们插入 PD 时、该套件会在4级进行正确分类、即使使用相同的寄存器设置也是如此。 这使我们相信我们的 PSE 配置可能存在问题。

我在这里附上了一段从原理图中摘录的内容、其中显示了每对 PoE 端口是如何连接到 PSE 的:

有什么想法可能会导致 PD 无法正确分类? 如果需要更多信息、请告诉我。

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    你好、 Noah、

    感谢您发送编修!

    PSE 原理图看起来很不错。

    -您还可以分享 PD 的原理图吗?

    -您在设计中有多少个渠道? 您是否尝试过所有渠道?  

    - 0级可能是分类电流过低。 您可以检查0Ch - 0Fh 的"发现寄存器"和4Ch - 4Fh 的"分配的分类通道"寄存器吗?  

    此致、

    Diang  

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    尊敬的 Diang:

    我认为 PD 不是问题所在、因为 PSE 评估套件对 PD 进行了正确分类、但我将附上一段原理图摘录、以防万一:

    在我们的设计中、我们在 PSE 上使用了6个通道、并且在所有端口上都看到了相同的问题。 发现寄存器报告的有关端口的数字为6 (0110b)。

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    您好、Diang
    KIST 更多原理图详细信息
    PD RJ45:

    PSE RJ45:  

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    尊敬的 Tom 和 Noah:

    感谢原理图。 仍在寻找寄存器转储。

    考虑到+DC 和-DC 或通道之间有太多电容、可以尝试移除 C464和 C472电容。 这可能会导致检测问题

    此致、

    Diang

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    尊敬的 Diang:

    下面是在通道1完成检测/分级后获取的相关 PSE 寄存器转储、但是 上电:

    如果我们忽略分类结果不是4这样一个事实、并且无论如何都为该端口加电、那么在加电完成后、我们将获得以下寄存器转储:

    我曾尝试提取通道1的所有相关寄存器、但请告诉我是否还有我遗漏的其他寄存器。 另请注意、我们会处理和清除代码中的事件和中断寄存器、因此这些寄存器为什么都为0。 在检测/分类/上电序列期间、PSE 不会产生任何故障事件。

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    尊敬的 Diang:

    我们从板上移除了这两个电容器、但遗憾的是、我们仍然遇到同样的问题。

    这就是我们在终端上看到的 PSE 输出检测/分类特征、通过隔离式示波器进行测量:

    从捕获中可以看到、检测周期成功完成、没有任何问题。 但是、其中分级阶段应从被拉低的电压开始、而不是保持高电压。

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    你好、 Noah

    感谢您的更新。  

    我目前正在进行核查工作。 将于1月20日返回以获得 E2E 支持。 感谢您的耐心。  

    此致、

    Diang

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    尊敬的 Diang:

    只是想跟进此问题、以查看您是否为我们提供了任何更新。

    谢谢!

    挪亚

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    你好、Noah、

    PoE 团队将一直到2月4日。 很抱歉回复延迟、感谢您的耐心等待。

    此致、

    Diang

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    您好、Diang
    我们的测试进一步更新:

    我们对多个电路板进行了测试、我们看到有些端口进行了正确分类、有些端口则没有进行正确分类。

    各电路板之间分类正确的端口不一致-一些电路板有2、5个、因此正确分类并不总是遵循通道对。

    黄色:端口通常分类为0、绿色:端口分类为4 (正确)、在 POE_OUTx 保险丝之后测量   

    每个故障端口在开启前的电压上都不同、许多看起来类似以下内容、这表明我们在 PSE 0.2R 感应电阻器上看不到更靠近40mA 的电压:
        


    我们对6个 PoE 输出中的每一个进行了以下模块设计。 请参阅红色注释。  

    以上模板帮助。 我们将看到、平均而言、多一个或两个端口进行了正确分类、但在某些情况下、我们看到端口波形没有差别。


    我们已在 TI Boost-PSETHR8开发板上测试了我们的 PD (ADI LT4275A)、它们分类正确、因此我们知道问题肯定是我们的硬件/固件。


    开发板与我们的开发板之间的硬件差异:
    1.在75R 滤波器和变压器/RJ45下的平面之间不要有1nF 1000V 电容。 我用这个模式调制了两个通道(1对)、但看不到任何区别。

    1A。 我们要将 RJ45屏蔽连接到数字接地以简化机械。 我确实使用上述模式1修改了一个单元、因此 RJ45屏蔽层连接到 EGND 并且没有变化。   

    FET 是 CSD19538Q2、而不是 Q3。 额定功率稍低(13.1 Vs 14A)
    3.在54V 上2个22uF 100V 大容量电容器、而不是2x47uF 100V

    4.布局:注意空间限制上述 PoE 部件比 PSE 更靠近 RJ45。

    谢谢 Tom    

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    您好、Tom、  

    感谢您的更新。 PoE 团队很快会与您联系。  

    此致、  

    Aya Khedr

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    尊敬的 Aya:

    我只想代表 Noah Ping 这个消息、看看团队是否有其他更新? 谢谢你。  

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    您好、 Abigail:

    我刚从 Tbk 回来。 本周我们将尽力与您联系。 感谢您的耐心。  

    此致、

    Diang

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    尊敬的  Noah 和 Tom:

    感谢您的耐心。 从寄存器映射中、我们确实看到0Ch 显示"Request Class-0"。 可能发生的情况是分级电流过低。 我看到的是分类期间的端口输出输出电压低至~14 - 15V。 这低于预期的15.5V 至20.5V。  

    在 PSE 侧、

    可能发生的情况是 VPWR 引脚没有直接连接到"54V",这可能导致 PSE 无法准确地输出15.5-20.5V 的端口电压作为 VPWR 漏极。 您能想到分享一个完整的 PSE 原理图吗?  

    或者与突出显示的环路串联的任何电阻是否导致分级电压不足。   

      

    另一个原因可能与布局相关、这会导致电压开尔文检测与电流耦合(由于 iCLASS 所以它很低、所以不太可能)。  

    在 PD 方面、

    DF01S 作为整流器具有相对较高的压降(~0.75V @ 40mA 25C、0.75V x 2是压降)、这可能导致 PD 侧的电压甚至低于开关分级调节器。 基于肖特基二极管的整流器将有助于减轻干扰。  

    此致、

    Diang

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    您好、Diang


    下面是完整的 PSE 电路和 PD 电路  

    并理解您关于 PoE 路径上电阻的意见。 我们已经修改了保险丝、并从每个 PoE 输出中移除了一个铁氧体、以便降低电阻。 从原理图中可以看到、当前路径中没有太多其他内容。 我们尝试使用短/长 Cat5e/6A 电缆。 PoE 和 PD 控制器电路在 RJ45的~1.5"范围内。  

    所谓直接刮擦、是指我们有许多 PoE 端口始终能够正确分类、而无需更改上面的元件以降低电阻。 大多数情况下、不正确分类的端口的低端电压为~8.5-14V、因此甚至也不能接近15.5V。   

    我们现已为 upgrades...no将来的4线对 PoE 电源设置了 PD、以确定这是否是个问题?  

    我已经介绍了布局、没有任何东西可以忽略感应电阻器。
      

    谢谢 Tom

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    您好、Tom、

    感谢您分享完整的原理图。 这可能与第一次猜测有关:我看到 VPWR 没有直接连接"54V"、而端口输出直接连接"54V"。 因此、基于 VPWR -漏极的 PSE 电压控制在54V -漏极时将出现误差、目前为15.5-20.5V。 您是否能够尝试直接将"54V"连接至 VPWR?  

    可能发生的情况是 VPWR 引脚未直接连接到"54V"、这可能导致 PSE 无法准确输出15.5V 至20.5V 的端口电压(作为 VPWR 漏极)。 您能想到分享一个完整的 PSE 原理图吗?  [报价]

    此致、

    Diang

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    您好、Diang

    I 短接了电阻器和 FET、以便54V (PSE 输出端的电压相同)直接连接到 VPWR (引脚17)。 未达到4级的端口上的电压或分类检测没有变化。

    就 PSE 原理图而言、您还想看到什么? 我们通过输出54V 直流的交流/直流砖型为器件供电、我们所做的是在发送到 PSE 和 PoE 端口之前对器件进行滤波。  

    谢谢 Tom   

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    您好、Tom、

    感谢您的测试。

    在 PSE-PSE PD 握手期间(检测+分级)、您能帮助重新测量 PD C3电容之间的电压吗? 只是想知道检测范围内有多少电压。  检测采用电流源控制、这种控制可能不 受环路中二极管正向或阻抗的影响。 但分级是可能受到影响的电压源控制。  

    并且从寄存器中、"Measure required Class"仍为"Class-0"?

    此外、您的电流检测电阻器采用什么封装(尽管分级电流非常小)? 通常需要0805、> 0.3W 的额定功率。 您能分享一个更高分辨率的 pdf 吗? 有什么好处?  

    此致、

    Diang

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    e2e.ti.com/.../PoE-temp.pdf

    您好、Diang


    我已经测量了从输出 FET (漏极)到 PD 上二极管桥的电阻。 在所有6个端口上都看到0.7-0.8R (其中3个分类正确、3个分类错误)。

    在没有正确分类的端口上、我们看到的是0 ~80%的时间为类别、但偶尔看到的是1、2或3类。 我们期望的等级为4类25.5W。

    该分类似乎遵循 PSE 端口、而不是 PD。 我可以交换 PD、端口上的分类不会改变(0类除外、有时为1-3)。   

    感应电阻器为: 电阻器、薄膜、0.2 Ω、1%、1/3W、 0805。

    示波器的电容会影响分类(在示波器上使用隔离 TX)。 在 PD 的 Tranzorb 处测量。
    当 I SCOPE 端口之前分类为4时、它们现在分类为3 (电压为~11.7V)。 如果我让事情放电几分钟,通常第一分类是4 ,但所有后续分类都是3级。  

     

    4级、电压为~11.9V、如果重新启动将分类为以下3级:

    0级、电压为~8.1V 端口、该端口从不归类为4  

    在 PD 做了一些 Mods:

    在 PD VPORT 引脚上短接 R1 8.2R 电阻-无变化
    移除 PD VPORT 上的 C1 47nF 电容器-无变化
    移除 D2桥、因为我们只有2线-单元不会始终如一地引导、但最终恢复到之前的 class...interesting。

    谢谢 Tom

      

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    您好、Tom、

    感谢您的更新。

    从 LT4275数据表中,它可能需要 VPORT 和 GND 之间的>12.5V 电压,否则 LT4275可能无法打开其分级调节器,从而导致分级电流较低。 TPS23882B 应在其端口上生成15.5V 至20.5V 的电压(VPWR - DRAINx)

    我们可能需要检查 LT4275上的电压为什么最终较低。 使用 ~8.1V 端口:

    第1步:检查 VPWR - 54V - DRAINx 是否相等、并确保端口关闭时它们相同。 如果不相同、PSE 侧可能有一些端口电压控制问题。

    第2步:在分类期间、检查54V - DRAINx 电压、并与 PD 的 VPROT - GND 电压进行比较。 通常情况下 、 由于有2个 DF01S 二极管转发电压、因此 DRAINx 将比 VPROT - GND 电压高0.8 - 1.5V。 如果电压差高于1.5V、则 PSE 和 PD 之间可能存在需要额外电压的问题。

    第3步:如果上述情况没问题、您可以使用不同的 PoE PD 电路板、并检查该电路板是否能通过4类认证。   

    此致、

    Diang  

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    您好、Diang

    #1验证的 VPRW -端口关闭时、54V 电压相同。

    #2 PD 的电压虽然比 PSE 低~1.3-1.75V、但看起来是一致的。 请记住、我可以移动 PD、并且它们不会影响分类。 特定的 PSE 端口确定 PD 是否将正确分类。 不同的电路板具有分类正确的不同端口。  

    这越来越类似于我们未在检测中正确检测到(检测低电流)、仅在某些端口上检测到40mA 而与所连接的端口无关(在某些情况下、单检测上的2个端口将以不同的方式进行检测、一个端口正确检测、另一个端口甚至不闭合)。

    在不影响读数的情况下无法确定检测电阻的范围。

    布局非常紧密、每个 KSENSx 上只有一个过孔连接到专用的接地层(有4个专用的接地层将此过孔连接到 PSE 接地焊盘)。 但我不希望这种单一 GND 连接影响低电流检测(如您所述)? 我们似乎确实可靠地检测和跳闸在29W (ILIM)。

               

    是否存在我们缺失的相关固件方面?  
    您是否有用于 TPS23882B1EVM-008的 gerber? 很难从 pdf 中看出。

    谢谢 Tom

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    您好、Tom、

    PoE 团队正在进行内部验证测试、E2E 上的回复可能会延迟3-5个工作日。 很抱歉耽误您的时间、感谢您的耐心。

    此致、

    Diang

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    您好、Tom、

    感谢您的跟进。 我们看到、当故障发生时、只有一个分级手指、0Ch 寄存器显示 CLS 0。 这是由于分级电流小于4mA 而导致的。

    从 PSE 和 PD 侧:  

    1. PD 侧分级调节器关闭,由于 PD 侧的电压低于12.5V。 我们看到  端口上的电压仅为~8.1V。 所以、我猜这就是原因。  

    2. PSE 侧感测测量短路。 可以通过测量 KSENS 和 SENS 之间的电阻来验证。 如果电阻小于0.2欧姆、甚至可能需要小于0.02欧姆以使40mA 测量值为4mA

    此致、

    Diang

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    尊敬的 Diang:

    我正在帮助 Tom 和 Noah 调查此问题。 我在两个端口上测试了 PD 消耗的电流(在 CAT5e 电缆上使用非侵入式钳位式电流探头):一个端口分类正确、另一个端口分类错误。 这两个端口连接至同一个 PSE。 粉色波形显示了分类阶段的电流。

    分类成功后、我会看到 PD 的预期40 mA 图(下面-在绿色波形的端口上测得的粉色电流)。

    当分类失败时、我看到 PD 的0 mA 消耗(下面-在蓝色波形的端口上测得的粉色电流)。 我同意这很可能是由于 PD 上的电压低于12.5V。

    对于 PSE 提供低于12.5V 的电压的原因、您有什么想法吗?

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    Daniel、您好!

    感谢您的帮助。

    我们先前讨论了一些会导致端口输出小于12.5V 的可能情况。 我想可以检查以下两个问题:

    1.从 PSE 侧、它应输出 VPWR -漏极为15.5-20.5V。 短接54V 和 VPWR、确保 PSE 具有正确的检测电压。  

    2. 我刚注意到两个 Bob Smith 终端接地端短接、这可能是因为当上部端口 接通时、Bob Smith 终端接地为(54 + 0)/2 = 27V 、但当低于 Bob Smith 终端接地进行分类时、Bob Smith 终端接地为20V、即(54 + 34)/2 = 44V。 这也可能导致端口电压输出问题。 您可以尝试断开这两个接地、然后重试。

    此致、

    Diang

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    您好、Diang

    1) 1)我们之前在引脚17上直接将54V 短接至 VPWR -无变化。
    2)我们已经更改了 Bob Smith 终端、为每个千兆以太网通道添加了一个1nF 2kV 电容、与 RJ45的/以太网变压器下的参考平面串联-没有变化。


    谢谢 Tom

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    您好、Diang
    TPS23882B1EVM-008和基本评估板是否有光绘文件? 很难从 pdf 中看出。

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    您好、Tom、

    PoE 团队正在进行内部测试、E2E 上的回复可能会延迟3-5个工作日。 很抱歉耽误您的时间、感谢您的耐心。

    此致、

    Diang

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    您好、Tom、

    我会通过电子邮件将 PCB 文件发送给您。 谢谢

    此致、

    Diang

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    尊敬的 Diang:

    我已经找到了问题的根本原因。 由于我们在54V 之后将出现 FET 门控 VPWR、因此 PSE 会在所有漏极引脚上看到26V 的尖峰、因为它会通过54V/漏极电容器向 PSE 的漏极引脚反向供电。

    我通过将 VPWR 直接连接至54V 并使用全新的元件替换 PSE 来确认这一点。 执行此操作后、所有6个端口都已正确分类。 然后、我恢复了更改、以便 VPWR 在通过 MOSFET 的54V 电压之后出现、并且所有6个端口都无法正确分类。

    感谢您在这方面的帮助。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Daniel、您好!

    感谢您提供的信息并很高兴听到根本原因已找到!

    我现在结束该主题。 如果您还有其他问题、请回复或打开新主题帖。

    此致、

    Diang