IEEE 802.3af以太网供电(PoE)是一种通过Cat-5电缆供电的标准，无需为插入以太网的设备提供交流适配器。PoE系统的两个主要组成部分是供电设备(PSE)和供电设备(PD)，前者负责供电，后者负责接收和使用电力。除非检测到有效的签名电阻，否则PSE不会向负载供电，该电阻将符合要求的PD与无法接收电源的设备区分开来。PD接收到电源后，还必须将-48V PoE高效转换为合适的供电电压。典型的PD设计使用两个ic来完成这些任务。简化PD设计的一个明显方法是将接口和DC-DC转换电路集成到单个器件中。

LTC4267通过将符合IEEE 802.3af标准的PD接口与电流模式切换稳压器相结合，降低了PD的复杂性和尺寸。图1显示了该设备的框图。LTC4267包括25k欧姆签名电阻、分类电流源、热过载保护、签名禁用和电源良好信号，以及针对ieee要求的二极管桥而优化的欠压锁定(UVLO)。精确的双电平电流限制使LTC4267能够为大型负载电容器充电，并与传统PoE系统接口。电流模式开关稳压器设计用于驱动6V额定n沟道MOSFET，具有可编程斜率补偿，软启动和恒频工作，即使在轻负载下也能最大限度地降低噪声。LTC4267包括板载误差放大器和电压基准，允许其在隔离和非隔离配置中使用。所有这些功能都被封装在一个节省空间，低调的16引脚SSOP或DFN封装中。

简化PD实现

图2展示了一个完整的PD检测和功率转换应用程序——这证明了PD实现是多么简单。LTC4267的封装尺寸是业界最小的，许多传统上使用外部元件实现的电路已被折叠到该器件中。

在检测过程中，电源设备(PSE)通过施加两个电压，测量相应的电流，然后执行得尔塔V/得尔塔I计算来识别符合IEEE 802.3af标准的PD的存在。25k欧姆签名电阻向PSE发出信号，表明有一个有效的PD存在，并且准备接收电源。大多数PD检测解决方案需要一个或多个外部电阻在检测期间提供有效的签名。LTC4267的优点之一是内部温度补偿25k欧姆签名电阻，该电阻经过精密微调，以考虑输入二极管桥和所有并联漏路的串联电阻。这确保了适当的PD检测，而不需要外部组件的尺寸。

另一个独特的特性是签名禁用功能。当SIGDISA引脚运行时，LTC4267呈现9k欧姆电阻，指示PSE不要为PD供电。此功能简化了与外部电源(如墙壁变压器)的接口。

一旦PSE检测到LTC4267, PSE可以通过检测负载电流范围对PD进行分类。LTC4267提供了一种简单的PD分类方案:PD设计人员使用单个R(CLASS)电阻编程分类负载电流，或者将R(CLASS)引脚打开为0类。在分类过程中，LTC4267从V(PORTP)引脚通过RCLASS电阻断言精确负载电流，以通知PSE PD功率要求。

IEEE 802.3af标准规定的分类电压范围为-15.5V ~ -20.5V。然而，LTC4267被设计成从-15.5V到-36V标称UVLO导通阈值保持在分类模式。IEEE 802.3af不需要这种扩展的分类范围，但增加的范围通过保持单调增加的V-I特性直至导通电压，有助于PSE-PD上电稳定性。

LTC4267提供完整且独立的双电流保护，无需任何外部组件。LTC4267独特的限流方法确保了PD与新型和传统PSE的互操作性，与竞争产品不同的是，LTC4267不依赖于PSE来监控限流。当LTC4267达到UVLO导通电压并准备供电时，LTC4267将浪涌电流限制在140mA标称范围内，直到负载电容器(图2中的C(load))充电到最终值的1.5V以内。一旦达到这个电压阈值，在PD操作的剩余时间内，电流限制阈值切换到375mA标称电压。双电平电流限制允许电流源能力有限的传统PSE为PD供电，同时允许PD最大限度地利用符合IEEE 802.3af标准的PSE的功率。一旦PD上电，通过保持375mA的电流限制，LTC4267使PD不依赖于PSE的电流限制，并避免可能的互操作性问题。这些限流特性由板载100V, 400mA n沟道功率MOSFET和内部感测电阻控制。

一旦负载电容(图2中的C(load))充电到最终值的1.5V以内，LTC4267呈现电源良好信号。电源良好信号可用于向开关稳压器发出信号，表明PD接口已给负载电容器充电并准备施加电源。电源良好电路中包含3V迟滞，允许LTC4267在电流极限点附近工作，而不会无意中呈现无效的电源良好。

热关闭电路监测芯片温度，作为自保护LTC4267和其他电子电路免受过流或过热情况的额外手段。如果这样的事件发生在分类序列中(从PSE探测超过ieee规定的75ms最大值)或在正常的PD操作中(从多个打开事件)，热关闭电路通过断开输出负载的电源并禁用分类电流来保护LTC4267，直到模具恢复到安全工作温度。

在最简单的情况下，可以通过V(PORTP)和P(VCC)之间的下降电阻为LTC4267开关稳压器供电。内部分流稳压器保持9.4V的电源，提供栅极驱动所需的电压。LTC4267也可以通过前置稳压器和/或反激变压器上的单独偏置绕组供电。每一种方法都提高了效率。当使用反激方法时，分流稳压器尤其重要，因为它还具有保护LTC4267 P(VCC)引脚免受过高电压影响的重要功能。

LTC4267开关稳压器具有两种使能在初始上电序列期间运行的方式。P(VCC)引脚包括一个带滞后的UVLO电路，I(TH)/RUN引脚用作使能和内部误差放大器的补偿点。一旦接口电路对负载电容充电，使用I(TH)/RUN和P(VCC)引脚使能开关稳压器操作。注意，两个引脚都必须启用才能开始操作。开关稳压器可以通过拉P(VCC)引脚低于UVLO关断阈值或拉I(TH)/RUN引脚低于0.28V标称阈值来禁用。

在PD接口电路和开关稳压器之间实现稳健的上电序列对于成功的PD应用至关重要。电源良好信号表示负载电容已充电，此信号可用于使能开关稳压器。驱动的n沟道晶体管PWRGD可通过箝位P(VCC)或I(TH)/RUN引脚来禁用开关。禁用开关稳压器直到负载电容充电，也可以通过P(VCC)引脚上的RC延迟完成，如图2所示。LTC4267的灵活性为PD设计人员提供了以各种方式实现受控上电序列的自由。

LTC4267具有软启动功能，一旦I(TH)/RUN引脚释放，可提供额外的1.4ms延迟。软启动功能减少开关稳压器涌流和减少输出超调。不像竞争产品，没有最小的外部电容需要编程这个延迟。设计者可以通过在I(TH)/RUN和PGND引脚之间使用外部电容来提供额外的软启动延迟。

LTC4267集成了一个具有精密参考电压的内部误差放大器。此功能在非隔离电源应用中特别可取，因为PD设计人员不需要添加外部放大器或基准。内部精度基准在0℃至70℃温度范围内提供±1.5%的输出电压精度。对于隔离电源应用，可以通过将VFB引脚连接到PGND，并将外部误差放大器和光隔离器连接到I(TH)/RUN引脚来禁用内部误差放大器和基准。图2显示了使用外部放大器的隔离电源示例，图3显示了使用LTC4267内部误差放大器的非隔离电源示例。

斜率补偿对于稳定控制回路免受次谐波振荡的影响至关重要，通过在LTC4267的感测电阻和感测引脚之间包括一个可选电阻，可以在LTC4267上实现。SENSE引脚监视通过感测电阻的电压。它还通过斜率补偿电阻输出5µA，将SENSE引脚电压提高到检测电阻电压以上。这反过来修正开关调节器的占空比，防止次谐波振荡。

结论

LTC4267是一个独立的以太网PD接口，结合了802.3af PD分类和开关稳压器。它集成了许多传统上由单独组件实现的功能，但它保留了外部组件提供的灵活性。其结果是一个紧凑，易于使用，但多功能的设备。