【应用】正激式DC-DC转换器IC DPA424P助力以太网供电接口电路实现简单接口电路
本文讲述Power Intagrations推出的DPA-Switch系列DC-DC转换器IC DPA424P在以太网供电接口电路和DC-DC转换器的应用。输入电压为28-57 VDC，输出电压为5 V / 7.5V / 20 V，采用正激式拓扑结构。
设计特色
• 使用D PA424P可使以太网供电（PoE）用电设备（PD）实现简单的接口电路
• 包括PoE检测信号的阻抗（从2.5 VDC到10 VDC时为 24.9 kΩ）
• 包括“Class 0”分级电路（从15 VDC到20 VDC时为 0.5 mA到4 mA）
• 低成本双极性通路开关（最低效率87％）
• MOSFET通路开关效率最高（最低97％）
在网络和电信应用中以太网供电（PoE）越来越被广泛 采用。典型的用电设备方案如图1所示，包含一个PoE 接口电路和一个DPA -Switch DC-DC转换器框图。 PoE规范要求用电设备提供三个基本功能：检测、分级 和通路连接。
当输入电压开始加到PD时，它必需在2.5 VDC到10 VDC 的电压范围内呈现出正确的检测信号阻抗。这个阻抗 由R51提供。 第二个“分级”阶段发生在15 VDC到20 VDC输入电 压范围内。PD必需吸收指定的电流来确认器件的级别 （“Class 0”为0.5 mA到4 mA范围）。此功能也是由 R51来完成。
双极性三极管通路开关
在第三阶段，输入电压大约超过30 VDC（28 V + VR52） 时，双极性通路开关（图1中Q51）将输入电压连接 到电源。稳压管VR51导通，通过R52驱动电流到Q51 的基极。R53阻止在其他条将下的导通。一旦电源启 动，D51、D52、C51和R54通过从电源偏置绕组耦合功率来强化基极电流驱动。
图1. PoE接口电路 — 使用了一个双极性三极管通路开关及DPA424P
MOSFET通路开关
一个可供选择的基于MOSFET的第三阶段方案如图2所 示：在输入电压超过30 VDC左右（28 V + VG(Q51)）时， 将输入连接到电源。电阻R53阻止在其他条件下的导 通，稳压管VR52在输入电压较高（>43 VDC）时限制 Q51的栅极到源极的电压。
设计要点
双极性三极管通路开关：
• 选择双极性Q51，使其有足够的电流电压容量和最高 可用的“直流电流增益”。
• 选择R52，使其在启动时有足够的基极驱动，以使 DC-DC转换器启动。
• 选择R54（典型值10-20 Ω），使其限制开关期间的容 性耦合电流尖峰。
• 还可选择三极管MMBTA06。
图2. 使用MOSFET通路开关的PoE接口电路
图3. 检测接口阻抗
MOSFET通路开关：
• 选择R52，使其限制稳压管VR51和VR52所消耗的 功率。
• 选择R53，确保MOSFET在28 VDC输入电压之下 关断。
• 选择V R51，以阻止Q51在为达到理想值前导通 (<28 VDC)。
• 注意更高值的R52、R53和VR51会限制损耗。
• 选择VR52，使其能限制Q51的最大栅极到源极电压 （典型15 VDC是一个好的选择）。
• 还可选择MOSFET Si2328。
图4. 分级电流（级别“0”）
图5. 通路开关效率
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