ZHCSLX0A June 2020 – September 2020 TPS23734
PRODUCTION DATA
在 PSE 向 PD 提供完整電壓之前,內部 PoE 欠壓閉鎖 (UVLO) 電路會使熱插拔開關保持關閉。這樣可以防止轉換器電路在檢測和分級期間加載 PoE 輸入。在 PD 斷電期間,轉換器電路會使 CBULK、CVCC、CVB 和 CVBG 放電。因此,直到向 PD 施加完整電壓之前,VVDD-RTN 將呈現較低的電壓(如圖 8-7 所示)。
PSE 一旦決定為 PD 供電,就會將 PI 電壓驅動到工作范圍內。當 VVDD 上升至高于 UVLO 導通閾值(VUVLO-R,約為 37.6V)且 RTN 為高電平時,TPS23734 將使熱插拔 MOSFET 進入大約為 140mA(浪涌)的電流限制狀態。有關示例,請參閱圖 8-9 的波形。在 CBULK 充電且 VRTN 從 VVDD 下降至接近 VVSS 時,禁用轉換器開關;但允許轉換器啟動電路為 CVCC 充電(當 VVCC 上升時,VB 調節器也為內部轉換器電路供電)。一旦浪涌電流下降至低于浪涌電流限值大約 10%,PD 電流限值就會切換到運行電平(大約為 925mA)。此外,一旦浪涌持續時間超過約 84ms(浪涌階段末),而且 VVCC 也高于其 UVLO(大約 8.25V)之后,允許轉換器開關啟動。
繼續遵循如圖 8-9 中所示的啟動序列,在 VVCC 高于其 UVLO 之后,如果放電還未完成,軟啟動 (SST) 電容先以受控電流 (ISSD) 放電至低于標稱值 0.2V (VSFST),然后逐漸重新充電,直至達到約 0.25V(閉環模式中的 VSSOFS),這時將啟用轉換器開關,遵循閉環控制的軟啟動序列。請注意,在 48V 輸入應用中,啟動電流源能力足以在轉換器軟啟動期間完全維持 VVCC,而無需任何大型 CVCC 電容。在軟啟動周期結束時,更具體而言,在 SST 電壓超過約 2V (VSTUOF) 時,啟動電流源關閉。為內部電路(包括開關 MOSFET 柵極)供電時,VVCC 會下降。如果轉換器控制偏置輸出上升至 VVCC,然后下降至 VCUVLO_F(約 6.1V),則表示成功啟動。圖 8-9 顯示 VVCC 出現小壓降,而輸出電壓平穩上升,實現成功啟動。
圖 8-10 還舉例說明了用光耦合器反饋代替 PSR 的類似場景。在這種情況下,當 VSST 超過大約 0.6V(峰值電流模式中的 VSSOFS)時,啟用轉換器開關。
圖 8-9 加電和啟動 - 具有 PSR 的反激式轉換器
圖 8-10 加電和啟動 - 具有光耦合器反饋當 VVCC 降至低于其 UVLO 下限時,轉換器關閉。當從 PD 斷開電源,或轉換器輸出電源軌發生故障時,可能會發生這種情況。當一個輸出短接時,所有輸出電壓會下降,包括為 VCC 供電的電壓。控制電路為 VCC 放電,直至它達到 UVLO 下限并關閉。如果轉換器關閉且有足夠的 VDD 電壓,則會重新啟動。這種工作方式有時稱為斷續模式,當與軟啟動結合時,可通過減少輸出整流器的時間平均發熱來提供強大的輸出短路保護。
圖 8-11 說明了當主輸出嚴重過載而導致 VCC 斷續時的情況。VCC 由于過載而降至低于其 UVLO 之后,再次打開啟動源。然后,重新啟動一個新的軟啟動周期,軟啟動電容先以受控電流放電,在輸出電壓上升之前引入短暫的停頓。
圖 8-11 PSR 反激式直流/直流轉換器的主輸出發生嚴重過載之后重新啟動此外,當 VCC 下降時,TPS23734 可以區分過載和輕負載狀況。例如,在輕負載狀況下,由于暫時的開關停止,具有光耦合反饋的二極管整流反激式轉換器的 VCC 電壓軌可能會下降。在這種情況下,必須維持輸出電壓,軟啟動是不可接受的。為了應對這種情況,如果 VVCC 由于輕負載而降至約 7.1V 以下,則 TPS23734 會立即重新啟動,在短時間內使 VCC 電壓回升,且沒有軟啟動再循環。
圖 8-12 如果二極管整流反激式直流/直流轉換器的輕負載狀況導致 VCC 欠壓,則開始啟動。如果 VVDD-VSS 降至低于 PoE UVLO 下限(VUVLO_F,大約為 32V),則熱插拔 MOSFET 關閉,但轉換器仍運行(除非 LINEUV 輸入下拉為低電平)。如果 VVCC 降至 VCUVLO_F(約 6.1V)以下,熱插拔 MOSFET 處于浪涌電流限值,SST 引腳拉至接地,則轉換器會停止運行,或處于熱關斷狀態。