功能描述

LM5070電源接口端口和脈沖寬度完全兼容802.3af電源接口端口調制（PWM）控制器提供完整的80V，1Ω，400 mA內部MOSFET集成解決方案，適用于可編程浪涌電流限制接入以太網供電（PoE）系統。這個檢測電阻斷開功能LM5070集成了80V、400mA線路連接完全ieee802.3af的交換機和相關控制控制器之間的可編程滯后排序要求有兩種選擇。

具有全功能電流模式的可編程分類電流兼容接口

可編程欠壓鎖定，帶脈寬調制器dc-dc轉換器。所有動力

熱關機保護接口和開關電源（SMPS）是集成到集成電路中。

電流模式脈沖寬度調制器提供80%最大占空比限制

支持帶斜率補償的隔離和非隔離裝置（后綴為-80）或

應用50%最大占空比限制和無斜率（-50后綴）設備上的補償。

誤差放大器和非隔離基準

應用

封裝

可編程振蕩器頻率

TSSOP-16

可編程軟啟動

WSON-16（5 mm x 5 mm）

80%最大占空比限制器，斜率

補償（-80裝置）

50%最大占空比限制器，無斜率

補償（-50裝置）

800毫安峰值門驅動器

電氣特性（1）

在TJ型中，25°C以上的操作規范適用于全斷面溫度范圍。除非另有規定：VIN=48V，VCC=10V，RT=30.3kΩ

（1） 最小和最大限值是在25°C下進行的100%生產試驗。通過相關性規定了工作溫度范圍內的限值使用統計質量控制（SQC）方法。限制用于計算平均出貨質量水平（AOQL）。

電氣特性（1）（續）

在TJ型中，25°C以上的操作規范適用于全斷面溫度范圍。除非另有規定：VIN=48V，VCC=10V，RT=30.3kΩ

（2） 設備熱限制可能會限制可用范圍。

（3） 規范適用于振蕩器頻率。LM5070-50設備的工作頻率除以2。

詳細操作說明

LM5070電源接口端口和脈寬調制（PWM）控制器提供了一個完整的集成連接到以太網供電（PoE）系統的供電設備（PD）解決方案。主要特點集成電路的PD接口部分包括檢測、分類、可編程浪涌電流限制、熱限制，可編程欠壓鎖定，電流限制監控。高電壓范圍開關穩壓電源也包括高電壓啟動開關集成電路的控制部分包括功率良好感測、電壓鎖定VCC調節器、循環電流限制，誤差放大器，斜坡補償，軟啟動，和振蕩器同步能力。這種高速BiCMOS集成電路總的傳播延遲小于100ns，并且有一個1MHz的振蕩器由一個外部設備編程電阻器。LM5070 PWM控制器為需要單驅動器輸出，如反激和正向拓撲。LM5070 PWM使電流模式控制，包括線路前饋，循環電流限制和簡化回路補償。振蕩器斜坡被內部緩沖并添加到PWM比較器輸入斜坡以提供斜率占空比大于50%（僅限-80后綴）時，電流模式控制所需的補償。

操作模式

LM5070 PD接口旨在提供完全兼容的IEEE 802.3af系統。因此，模式操作考慮到桶形整流器通常用于正確極化來自以太網的直流輸入有線電視。表1顯示了LM5070的工作模式和相關的輸入電壓范圍。

當車輛識別號（VIN）超過1.8伏時，將外部特征電阻連接到VEE，啟動檢測模式。期間檢測模式下，LM5070消耗的靜態電流小于10uA。在10.0V和12.5V之間設備進入分類模式，特征電阻被禁用。分類的標稱范圍模式為11.5V至21.5V。一旦超過分級范圍電壓，分類電流將關閉，以減少功耗。在21.5V和UVLO釋放之間，設備處于待機狀態，等待輸入電壓以達到操作范圍，以完成通電程序。一旦VIN電壓升高高于上限UVLO閾值電壓，內部功率MOSFET能夠向對dc-dc變換器的輸入電容器充電。當MOSFET Vds電壓低于1.5V時，內部電源良好信號啟用SMPS控制器。LM5070的輸入電壓為高達75V。當VIN下降到較低的UVLO時，SMPS控制器和內部MOSFET被禁用門檻。

檢測

為了檢測潛在供電設備，PSE將在輸入端施加2.8V到10V的電壓PD的端子。電壓可以是任意一個極性，因此在兩條線路上都需要一個二極管管網絡確保這一能力。PSE將進行兩次測量，至少間隔1V和2ms。這個測量點之間的電壓斜坡不得超過0.1V/us。三角形電壓/三角形電流計算然后執行；如果檢測到的阻抗高于23.75kΩ，低于26.25kΩ，PSE將考慮PD。如果阻抗小于15kΩ或大于33kΩ，則認為不存在PD，并且不會得到能量。這些值之間的阻抗可能表示存在有效的局部放電，也可能不表示存在。LM5070將在控制器輸入電壓為1.5V時啟用特征電阻，以考慮二極管電壓下降。PSE可承受的偏移電壓不超過1.9V（由外部二極管引起）或更高偏移電流（偏置電流）大于10uA。輸入電容必須大于0.05uF且小于0.12華氏度。為了提高效率，一旦輸入電壓被LM5070控制器禁用，簽名電阻就會被禁用高于檢測范圍（>11V）。

分類

為了對局部放電進行分類，PSE將向PD提供一個介于14.5V和20.5V之間的電壓。LM5070使額定輸入電壓為11.5V的分級模式。內部1.5V線性調節器和外部電阻器連接到RCLASS引腳提供分類編程電流。表2顯示了外部特定等級所需的分類電阻器。分類電流通過IC流入分類電阻器。建議的電阻值取考慮到流入集成電路的偏置電流。通過除以1.5V可以計算出不同的期望RCLASS按所需的分類電流。根據ieee802.3af規范，分類是可選的，如果未檢測到分類電流。如果不需要PD分類（即0級），只需離開RCLASS銷打開。根據IEEE 802.3af，分類時間段的持續時間不得超過75ms。LM5070將保持分類模式，直到車輛識別號（VIN）大于22伏。

欠壓鎖定（UVLO）

IEEE 802.3af規范規定，PSE將在檢測。LM5070包含可編程線路欠壓鎖定（UVLO）電路。第一個電阻器應在VIN至UVLO引腳之間連接；分頻器中的底部電阻器應連接在UVLO和UVLORTN引腳之間。底部電阻不應連接到VEE，因為來自在檢測模式下，VIN到VEE將導致系統違反10uA最大偏移電流規格。分壓器的設計必須確保當車輛識別號（VIN）達到所需值時，UVLO引腳處的電壓等于2.0V最低工作電平。如果未達到UVLO閾值，接口控件和SMPS控件將保持在備用物品。UVLO遲滯是通過一個內部10uA電流源來完成的，該電流源在UVLO設定點分配器的阻抗。當超過UVLO閾值時，電流源被激活立即提高UVLO引腳的電壓。當UVLO引腳電壓低于2.00V閾值時電流源關閉，導致UVLO引腳的電壓下降。LM5070 UVLO閾值不能編程低于23V，否則設備將在分類模式下運行，同時分類電流源和SMPS已啟用。這兩種功能的綜合功耗可能超過封裝的最大功耗。UVLO引腳還有許多其他用途。也可用于實現UVA功能啟用/禁用功能。將UVLO引腳向下拉到UVLO閾值以下將禁用接口和SMPS控制器。

電源操作/限流編程

一旦滿足UVLO閾值，LM5070的接口控制器將為SMPS充電通過內部功率MOSFET輸入電容。這個負載電容為功率提供輸入濾波根據ieee802.3af規范，轉換器段必須至少為5uF。在一個控制方式下，功率MOSFET的電流限制在375mA。ieee802.3af規范要求負載電容在75ms內充電。

一些傳統的PSE可能無法向PD提供IEEE最大功率15W，這可能是啟動時出現問題。在這些傳統系統中使用的低功耗PDs需要較低的啟動電流限制。LM5070可通過RCLP引腳處的電阻器編程，以降低涌入電流限制水平。這個可編程浪涌電流限制范圍為75mA至390mA。如果RCLP引腳保持打開狀態，LM5070將默認至390mA，接近IEEE 802.3規范允許的最大值。設置所需的浪涌電流限制（極限），RCLP電阻器可根據以下公式計算：

在負載電容器完全充電之前，SMPS控制器將不會啟動操作。權力接口電路和SMPS控制器之間的順序在LM5070內自動進行。檢測電路監控RTN引腳，以檢測接口啟動完成情況。當RTN引腳電位下降時相對于VEE，低于1.5V時，SMPS控制器的VCC調節器啟用。軟啟動功能為VCC調節器達到最小工作電壓后啟用。RCLP編程的勵磁涌流限值僅適用于初始充電階段。接口功率MOSFET電流限制將恢復到固定默認值一旦SMPS通電并開始軟啟動引腳順序，保護電流限制為390mA。

高壓啟動調節器

LM5070包含一個內部高壓啟動調節器，允許連接輸入引腳（VIN）直接至線路電壓高達75V。調節器輸出內部電流限制在15mA。這個VCC調節器輸出的推薦電容范圍為0.1uF至10uF。V CC引腳上的電壓達到7.8V調節點，控制器輸出啟用。控制器將保持啟用狀態，直到VCC低于6.25V。在典型應用中，變壓器輔助繞組是二極管連接到VCC引腳。此繞組應將VCC電壓升高到8.1V以上，以關閉內部啟動調節器。盡管不需要，但為VCC供電輔助繞組在降低控制器功耗的同時，提高了轉換效率。必須選擇外部VCC電容器，使電容器的VCC電壓保持在大于初始啟動期間VCC UVLO下降閾值（6.25V）。在變矩器輔助裝置出現故障時繞組不活動，VCC線路上的外部電流應限制為在啟動調節器不超過LM5070組件的最大功耗能力。

誤差放大器

LM5070內提供內部高增益誤差放大器。設置放大器的非反轉參考至1.25V的固定參考電壓。反向輸入連接到FB引腳。在非隔離應用中，功率轉換器輸出通過電壓刻度電阻器連接到FB引腳。回路補償組件連接在COMP和FB引腳之間。對于大多數隔離應用，誤差放大器功能在轉換器的二次側實現，不使用內部誤差放大器。這個內部誤差放大器配置為開路漏輸出，可通過將FB引腳連接到阿頓。5V參考電壓和COMP之間的內部5K上拉電阻器可用于光耦在隔離應用中。

電流限值/電流感應

LM5070提供一個逐周期過電流保護功能。電流限制由內部電流感應比較器。如果電流感應比較器輸入CS處的電壓超過0.5V，則對于RTN/ARTN，輸出脈沖將立即終止。一個小的RC過濾器，位于CS引腳附近建議對控制器的噪聲進行濾波。CS輸入有內部MOSFET，在每個周期結束時放電CS引腳電容。排放裝置在新循環開始后，保持額外50 ns，以衰減上的前緣尖峰電流感應信號。

LM5070電流檢測和PWM比較器非常快，可能對短時噪聲作出響應脈沖。布局考慮對電流檢測濾波器和檢測電阻器至關重要。相關電容器使用CS過濾器時，過濾器必須位于離設備非常近的位置，并直接連接到控制器（CS）的引腳上和ARTN）。如果使用電流感應變壓器，則變壓器二次側的兩根引線都應布線至感測電阻和電流感測濾波器網絡。一個位于初級電源中的感應電阻器功率MOSFET可用于電流傳感，但需要一個低電感電阻。當使用一個電流感應電阻器，所有噪聲敏感的低功率接地連接應連接在一起控制器的本地連接和大電流電源回路（感測電阻）應單獨連接接地點）。

振蕩器、關機和同步功能

連接在RT和ARTN引腳之間的單個外部電阻器設置LM5070振蕩器頻率。LM5070–50設備（50%占空比限制選項）內部有一個除以兩個電路的振蕩器。這種分歧由兩個電路創建一個精確的50%占空比時鐘，該時鐘內部用于創建精確的50%占空比極限函數。由于這個除以2，內部振蕩器的工作頻率是輸出（輸出）。對于LM5070–80設備，振蕩器頻率和工作輸出頻率為同樣的。要設置所需的輸出工作頻率（F），RT電阻可根據以下公式計算：

LM5070還可以與外部時鐘同步。外部時鐘的頻率必須更高比RT電阻設置的自激振蕩頻率要高。時鐘信號應該是電容耦合的用100pF電容器插入RT引腳。要求RT引腳處的峰值電壓水平大于3.7伏同步脈沖的檢測。同步脈沖寬度應由外部設置在15到150ns之間組件。無論振蕩器是自由運行的還是外部同步的，都需要RT電阻。RT引腳處的電壓在內部調節為2伏。RT電阻器應位于非常靠近設備并直接連接到控制器的引腳（RT和ARTN）。

PWM比較器/斜坡補償

PWM比較器將電流斜坡信號與由誤差產生的回路誤差電壓進行比較放大器輸出。補償引腳處的誤差放大器輸出電壓偏移1.4V，然后進一步衰減通過一個3:1的電阻分壓器。PWM比較器的極性使得補償引腳上的0伏電壓為零控制器輸出的占空比。對于大于50%的占空比，電流模式控制電路受到次諧波振蕩的影響。通過添加附加的固定斜坡電壓斜坡信號（斜坡補償）對于電流檢測信號，可以避免這種振蕩。LM5070-80集成了這種斜率補償通過將振蕩器產生的電流斜坡與電流感應信號相加。附加坡度可通過增加電流檢測信號的源阻抗（使用外部CS引腳和電流感應電阻器之間的電阻）。因為LM5070-50不能工作循環大于50%，本裝置無斜率補償功能。

軟啟動

軟啟動特性允許功率轉換器逐漸達到初始穩態工作點，從而減少啟動壓力，輸出過沖和電流浪涌。通電時，VCC欠壓鎖定后滿足閾值，內部10μA電流源對連接到SS管腳的外部電容器充電。電容器電壓將緩慢上升，并將限制補償引腳電壓和輸出的占空比脈沖。

門驅動器和最大占空比限制

LM5070提供了一個內部柵極驅動器（OUT），可以產生和吸收800毫安的峰值電流。這個LM5070有兩種占空比限制選項。最大輸出占空比通常為80%LM5070-80選項，精確等于LM5070-50選項的50%。最大占空比功能LM5070-50是由一個內部觸發器完成的，它確保了一個精確的占空比限制。這個因此，LM5070-50的內部振蕩器頻率是PWM控制器工作頻率的兩倍（輸出引腳）。LM5070-80的80%最大占空比限值由內部振蕩器決定，變化幅度更大比LM5070-50的50%的限制。對于LM5070-80，內部振蕩器頻率和操作PWM控制器的頻率相等。

熱防護

提供內部熱關機電路，以在最大結超過溫度。此功能可防止意外設備過熱導致的災難性故障。什么時候？激活（通常在165攝氏度時），控制器強制進入低功率待機狀態，禁用輸出驅動器，偏壓調節器，主接口通MOSFET，分類調節器，如果啟用。在溫度降低（典型滯后=25°C），VCC調節器將啟用，并啟動軟啟動程序啟動。

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