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[参考译文] TPS2373:在双特征 PD 系统中使用 TPS2373

Guru**** 2608975 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS2372, TPS23881B, TPS23881, TPS2373, TPS23861, TPS2378

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/1562117/tps2373-use-the-tps2373-in-a-dual-signature-pd-system

器件型号:TPS2373
主题中讨论的其他器件:TPS23881、TPS2372 、TPS23881B、 TPS23861TPS2378

工具/软件:

尊敬的女士/先生:

我们希望按如下所示构建一个系统。

我们以前从未使用过双特征 PD、因此不确定此架构是否可行。

请为我们提供一些完成此设计的建议。

 

顺便说一下、客户提供了以下想法:

他们希望使用 PoE 适配器为端点 PoE 摄像头供电。

PoE 适配器→PD(直通)→PSE→PoE 摄像头

我们认为 PoE 特征检测可能会失败。

客户的想法是否可行?

谢谢

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    尊敬的 Charles:

    感谢您的联系。

    根据您提供的系统图、我们提供了两种可能的选项:

    选项 1:


    图:  

    我们假设系统 1 由 从 Type-C 端口连接的降压转换器供电。 在 TPS2372 中、仅需要通过 PD。 系统 2 将具有 PSE TPS23881。  需要使用直流/直流转换器来调节电压。 这只需 最少的器件即可为系统 2 和 PoE 设备执行 PoE PD。 PoE 特征仍然有效。 但是 系统 1 和系统 2 之间的 CAT 电缆不能太长(对于 100m 而言尤其如此)、因为系统可能使用长电缆无法通过 Sifos 测试。 只要在 TPS2372 上建立 PoE PD、系统 1 和系统 2 之间的 CAT 电缆就具有 57V 的电压、这将是频繁插入和拔出的 ESD 或浪涌电流问题。

    选项 2:

    这是一种 PoE 菊花链解决方案、以前按如下方式使用:

    通过在每个系统中使用一个 PD 和一个 PSE、它将能够为链中的每个系统实现 PD。 并且还可以进一步扩展。

    与方案 1 相比、802.3 合规性和器件间距离不是问题。

    如果您对这两个选项有任何疑问、请告诉我。

    此致、

    Zhining

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    感谢您帮助审查设计。

    客户对器件侧板的尺寸有严格的限制、因此您之前的建议可能难以实施。

    我们需要向客户提供反馈、我们有两个问题:

    1. 客户提出的设计在技术上是否可行?
    2. 它是否支持自动检测和分类?

    此外、如果我们只想使用 PoE 适配器为器件供电、而不使用自动检测/分级功能、并尽可能减少元件数量和尺寸、您有什么建议吗?

    ‑提前感谢,我们也希望在权衡上有任何指导。

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    尊敬的 Charles:

    根据您提供的图:

    问:客户提出的设计在技术上是否可行?

    答:这种设计应该在电气上可行、但可能不符合 802.3BT 标准。

    a.由于中间有一根 100m CAT6A 电缆、电缆上的压降 可能会导致 TPS23881 上的输入电压降至标准所需值以下。 TPS23881 的 UVLO 为 28V、因此它可能会开启并正常运行、但未通过 合规性 测试。

    B. 100m CAT6A 上的电压将始终导通、在插入和拔出时会导致较大的浪涌电流和电压尖峰。  

    这两者可能不会影响系统的电气运行、但 会无法通过 802.3BT 合规性测试。

    问:它是否支持自动检测和分类?

    答:是的,检测和分类仍然有效。

    要让 PoE 适配器供电、我建议使用 TPS2372、而不是 TPS2373、从而无需为 VC 提供辅助电源。

    对于该 100m CAT6a 电缆上的压降、仍需要对其进行测量以确认数字。

    此致、

    Zhining

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    尊敬的  Zhining:

    根据此设计、在 PoE 握手期间是否可以正确识别检测电阻 (R_Detect)?
    我们担心、由于线路直接传递到 PD、PSE(PoE 适配器)可能无法正确读取特征电阻器。 由于电阻器和 PD 位于同一条线路上、因此 PSE 看到的有效电阻可能会改变、从而导致其拒绝器件并保留功率。

    上一篇回复您说:系统的电气操作 可能可行,我们该如何设计零件电路?

    对于选项 2 PoE 直通‑直通(菊花‑链)实现、您能否分享任何可用的参考原理图或应用手册?

    反激级主要用于提供电隔离吗?

    另一种思路:如果我们将 PoE 适配器的电源信号直接传递到 PD 器件、并等待 PD 器件接收电源、那么我们可以将这条线路上的信号转换为高电压降压转换器。

    这种方法是否可行? 我们担心、R 检测过程可能会由于降压转换器输入电容器的干扰而失败、这会影响时序。

    是否可以添加一些电路来减轻这种干扰?

    双特征 PD 系统是否是更好的选择?

    在此设计中、R 检测问题不再是问题、因为系统使用单独的引脚组 (1236 和 4579)。

    您建议采用这种方法、还是我们应该注意到其他潜在问题?

    您是否有任何可以用作此类 PoE 设计参考的参考设计电路?

    感谢你的帮助

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    尊敬的 Charles:

    感谢您的跟进。

    让我整理一下问题和细节。 我会在 2 个工作日内回复您。

    此致、

    Zhining

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    尊敬的  Zhining:

     

    基于上述三种架构:

    1. 双特征 PD
    2. PoE 菊花链
    3. 客户提出的想法

    在安全性、简易性、最少的元件使用和稳定性方面、您认为哪种架构最适合此设计?

    安全和稳定性是重中之重。 Valens 强调在设计此零件时要格外谨慎的重要性。

    您能否提供适用于这些架构的参考设计和建议元件列表? 这些信息至关重要、因为我们需要估算向客户呈现的所需空间。

    谢谢你。

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    您好、Nick、

    我们目前计划基于您推荐的菊花链架构评估和继续设计。

    当前计划与之前提供的采用单输出配置的方框图保持一致。

    在这些条件下、TPS2372 和 TPS23881B (8ch) 的组合是否合适?
    或者、是否有更适合当前设计的更好模型?

    如果我们使用 Type-C VBUS 5V 电源为 VS6320 供电、是否可以去掉黄色方形?

    如果我们将反激式转换器更改为高电压降压转换器、是否会导致 R-Detect 问题?

    谢谢

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    尊敬的 Charles:

    问:在这些条件下、将 TPS2372 和 TPS23881B (8ch) 组合在一起是否合适?
    或者、是否有更适合当前设计的更好模型?

    答: 由于您查看单输出配置、我建议 根据您的额定功率选择 PD 和 PSE:

    PSE:如果 第二级和 PoE 负载的总功率级别高于 30W、请使用 TPS23881:如果< 30W、请使用 TPS23861

    PD:如果 PD 要求的功率大于 25.5W、请使用 TPS2372、如果 PD 要求的、功率小于 25.5W、请使用 TPS2378。

    问: 如果我们使用 Type-C VBUS 5V 电源为 VS6320 供电、可以去掉黄色方形吗?

    答: 您可以移除升压和反激式拓扑。 但 LDO 应保持不变、因为 PSE 需要 3.3V VDD。

    问: 如果我们将反激式转换器更改为高电压降压转换器、是否会导致 R-Detect 问题?

    答:  编号 TPS2372 完成握手后、高电压降压转换器将上电。  

     

    如有任何问题、请告知我。

    此致、

    Zhining

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    尊敬的  Zhining:

    如下图所示、我标记了功耗。

    器件侧电路板消耗的功率低于 5W、PoE 器件消耗的功率低于 40W。

    请为这些功耗要求提供合适的 IC 建议。

    谢谢

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    尊敬的 Charles:

    根据您提供的图表和额定功率、建议的 IC 为 TPS2372 + TPS23881。

    TPS2372 将在器件侧电路板上承受 40W + 5W +转换器损耗。

    PC 侧板上的 TPS23881 将提供 40W + 5W +转换器损耗+ 100m 电缆损耗< 90W

    对于 此处的 RT6365GQW、您注明的是 60V、2A。 还请澄清这些数字。

    此致、

    Zhining

  • 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。

    尊敬的  Zhining:

    我们是需要一个 MCU 来控制 TPS23881 的状态、还是它可以自动配置?

    请查看 PoE 系统电路并提供建议。

    这是系统方框图

    主机 链路:

    https://drive.google.com/file/d/1mExkqxmlnL-p__55JG28awkYU4cveghb/view?usp=sharing

    器件链路:

    drive.google.com/.../view

    谢谢

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    尊敬的 Charles:

    感谢您更新系统图。

    问:我们是需要一个 MCU 来控制 TPS23881 的状态、还是它可以自动配置?

    答: 您可以使用 TPS23881B 。 它无需 MCU 即可在自主模式下运行。 链接: TPS23881B 数据表、产品信息和支持|德州仪器 TI.com

    问:请查看 PoE 系统电路并提供建议。

    答:由于您总共有 45W +转换器损耗。 我会建议 TPS2372-3  (PD 和) TPS23881B 或 PSE。  

    此致、

    Zhining

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    尊敬的 Zhining:

    请帮助查看主机和设备端 PoE 系统的电路。
    确认信号连接关系和 一些定义。

     

    主机端

    器件端  

    谢谢

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    尊敬的 Charles:  

    以下是您分享的原理图 PSE 侧的一些注意事项:  

    TPS23881B 不需要为 DRAIN 和 SEN 引脚使用外部电阻器。 这些引脚可以直接短接至 FET。

    2.确保去耦电容器(靠近 VDD 和 VPWR 引脚)具有更大的封装尺寸 (0805 或 0603)、以减少电容衰减。  

    3. FET 和 RJ45 端口之间需要使用端口保险丝。 该保险丝的额定电压应至少为 60VDC。 有关其他规格、请参阅 TPS23881B 数据表。  

    4.看到一个 15.8k Ω 电阻连接到引脚 52 — 选择 4 线对 60W 电力输送。 假设 此引脚的命名存在拼写错误 (AUTO 与 AOUT)。

    此致、

    Anagha

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    尊敬的 Charles:

    请参阅以下注释 主机和设备 侧 PD。

    1.建议对 BS 端接使用 0805 电阻和电容。

    2.建议将二极管电桥放在 CMC 和电容之前(PR12,PR36 先进入 KS-BD3 再进入 KS-CM4 系列)

    3.将此电容更改为 10nF (54V 至 VSS 的总电容不应超过 0.12 µF)。

    4. 保持 AUTCLS 引脚打开,这里不需要自动分级。

    注意: 则不需要在器件端和主机端之间使用长电缆。 我建议您将主机侧 PD 配置为 7 级、将 R57 更改为 140 欧姆、以便确保有足够的裕度来损失电缆。

    并请查看 Anagha 对 PSE 侧电路的注释。

    此致、

    Zhining

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    尊敬的  Zhining:

    如何测量 PD 和 PSE 的功耗?

    谢谢

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    尊敬的 Charles:

    对于 PSE、您需要测量流过 VDD 引脚的电流和 VPWR 引脚的电流。 您可以参考数据表以了解当前值。

    要进行测量、 您可以使用分流电阻器在 VPWR 引脚和 VDD 引脚之间连接到去耦电容器。 或者用手接引脚和去耦电容器、然后使用电流探针。

    对于 PD 芯片、您需要测量 TPS2372 的 VDD 引脚上的电流、也可以使用分流电阻器进行测量。

    请确保在他们完成握手时读取数字。

    此致、

    Zhining

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    尊敬的  Zhining:

    我更新了 PSE TPS23881B1RTQR 电路(主机侧)。 请帮助查看此原理图。

     

    谢谢

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    尊敬的 Charles:  

    改进后的 PSE 原理图对我来说很好。 我想建议所有电容都至少具有 0603 封装尺寸。  

    此致、

    Anagha

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    尊敬的 Charles:

    由于 我的同事 提供了原理图的注释、 如果有用、请单击“解决“。

    如果您还有其他问题、请随时继续回复此主题。

    此致、

    Zhining