MAX5995A/B/C：IEEE 802.3bt 合規(guī)的受電設(shè)備接口控制器

在當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)和智能設(shè)備領(lǐng)域，Power - Over - Ethernet（PoE）技術(shù)憑借其便利性和高效性，成為了數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備供電的重要解決方案。MAX5995A/B/C 系列產(chǎn)品作為 IEEE 802.3bt 合規(guī)的受電設(shè)備（PD）接口控制器，集成了 91W 高功率 MOSFET，為 PoE 系統(tǒng)中的 PD 提供了全面且強(qiáng)大的功能支持。

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一、產(chǎn)品概述

MAX5995A/MAX5995B/MAX5995C 能夠?yàn)槭茈娫O(shè)備提供完整的接口，使其符合 IEEE 802.3af/at/bt 標(biāo)準(zhǔn)。這些設(shè)備具備檢測簽名、分類簽名以及集成隔離電源開關(guān)，并帶有啟動浪涌電流控制功能。在啟動期間，設(shè)備將電流限制在 135mA（典型值），當(dāng)隔離功率 MOSFET 完全增強(qiáng)后，切換到更高的電流限制（1800mA 至 2400mA，典型值）。

該系列產(chǎn)品還具有多事件分類、智能 MPS（MAX5995B/MAX5995C）、自動分類（MAX5995C）等特性，以及具有寬滯后和長去毛刺時(shí)間的輸入欠壓鎖定（UVLO）功能，可補(bǔ)償雙絞線電纜的電阻壓降，并確保在電源開關(guān)條件下無毛刺過渡。此外，設(shè)備能夠承受最高 100V 的輸入電壓。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

• IEEE 802.3bt 受電設(shè)備：如 VOIP 電話、IP 安全攝像頭、無線接入點(diǎn)、小型蜂窩基站、照明設(shè)備和樓宇自動化系統(tǒng)等。這些設(shè)備都可以通過 PoE 技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和供電的一體化，提高系統(tǒng)的集成度和可靠性。
• 其他應(yīng)用：在一些對電源管理和功率分配有較高要求的場景中，MAX5995A/B/C 也能發(fā)揮重要作用，為設(shè)備提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)和高效的功率管理。

三、產(chǎn)品特性與優(yōu)勢

（一）標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性

完全符合 IEEE 802.3af/at/bt 標(biāo)準(zhǔn)，確保了產(chǎn)品在 PoE 系統(tǒng)中的兼容性和互操作性，能夠與各種符合標(biāo)準(zhǔn)的電源設(shè)備（PSE）無縫對接。

（二）分類與指示功能

• 類型 1 - 4 PSE 分類指示：支持多事件分類方法，可根據(jù)不同的分類事件向 PSE 傳達(dá) PD 的功率需求，同時(shí)提供信號指示 PSE 的類型，幫助 PSE 更有效地分配功率。
• 外部墻式適配器指示輸出：能夠檢測墻式適配器電源的連接，并實(shí)現(xiàn)從 PoE 電源到墻式電源適配器的平滑切換，為設(shè)備提供了靈活的電源選擇。

  （三）低功耗模式

• 睡眠模式和超低功耗睡眠模式（MAX5995A/MAX5995B）：在睡眠模式下，設(shè)備通過拉低 PG 信號禁用下游 DC - DC 轉(zhuǎn)換器，同時(shí)保持內(nèi)部 MOSFET 開啟并生成維持功率簽名（MPS）電流，以維持與 PSE 的連接，從而降低整體 PD 系統(tǒng)的功耗。超低功耗睡眠模式進(jìn)一步降低了功耗，同時(shí)仍能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的脈沖 MPS 電流。
• 智能 MPS（MAX5995B/MAX5995C）：自動檢測端口電流，當(dāng)端口電流低于 24mA（典型值）時(shí)自動進(jìn)入 MPS 模式，高于 28.7mA（典型值）時(shí)退出 MPS 模式，確保在低功率待機(jī)模式下仍能維持與 PSE 的連接，避免電源斷開。

  （四）保護(hù)功能

• 浪涌電流限制：在啟動期間限制浪涌電流，保護(hù)設(shè)備免受過大電流的沖擊，確保設(shè)備的安全啟動。
• 正常運(yùn)行電流限制和折返保護(hù)：在正常運(yùn)行時(shí)，根據(jù)不同的事件檢測設(shè)置不同的電流限制，當(dāng)出現(xiàn)過載情況時(shí)，通過電流折返保護(hù)降低隔離 MOSFET 的功耗，提高設(shè)備的可靠性。
• 欠壓鎖定（UVLO）：設(shè)置了開啟和關(guān)閉的 UVLO 閾值，當(dāng)輸入電壓高于開啟閾值時(shí)進(jìn)入功率模式，低于關(guān)閉閾值且持續(xù)時(shí)間超過去毛刺時(shí)間時(shí)關(guān)閉 MOSFET，確保設(shè)備在合適的電壓范圍內(nèi)工作。
• 過溫保護(hù)：當(dāng)結(jié)溫超過 150°C 時(shí)，關(guān)閉內(nèi)部功率 MOSFET、LED 驅(qū)動器和 MEC 電流吸收器，當(dāng)溫度下降到 120°C 以下時(shí)，重新進(jìn)入啟動模式和功率模式，保護(hù)設(shè)備免受過熱損壞。

  （五）其他特性

• LED 驅(qū)動器（MAX5995A/MAX5995B）：在睡眠模式和超低功耗睡眠模式下，LED 引腳以 250Hz 的頻率和 25% 的占空比提供周期性電流脈沖，電流幅度可通過連接在 SL 引腳的電阻進(jìn)行編程，方便用戶進(jìn)行狀態(tài)指示。
• 多事件功率電平指示（MEC）：通過 MEC 引腳向系統(tǒng)用戶傳達(dá)可用功率電平，采用獨(dú)特的編碼方法指示高于 12.95W 的功率水平，幫助用戶了解 PSE 分配給 PD 的功率情況。
• 自動分類（MAX5995C）：允許 PSE 確定連接的 PD 的實(shí)際最大功耗，在第一類事件期間，PD 在 76ms（最?。┲?87ms（最大）內(nèi)將電流降至分類簽名“0”，并可通過連接在 AUC 引腳的電阻編程 MPS 電流的占空比，進(jìn)一步降低 MPS 模式下的功耗。

四、電氣特性

（一）檢測模式

輸入偏移電流在輸入電壓為 1.4V 至 10.1V 時(shí)最大為 10μA，有效差分輸入電阻在該電壓范圍內(nèi)為 23.95kΩ 至 25.5kΩ。這些特性確保了在檢測過程中能夠準(zhǔn)確地識別 PD 的存在。

（二）分類模式

分類禁用閾值為 22V 至 23.6V，分類穩(wěn)定時(shí)間為 0.2ms。不同的分類電阻值對應(yīng)不同的分類電流，PSE 通過測量這些電流來對 PD 進(jìn)行分類，以實(shí)現(xiàn)高效的功率分配。

（三）功率模式

輸入電源電壓范圍最大為 60V，輸入電源電流在內(nèi)部 MOSFET 電流為 0 時(shí)典型值為 0.25mA，最大為 0.75mA。開啟電壓為 34.3V 至 36.6V，關(guān)閉電壓為 30V，開啟/關(guān)閉滯后為 4.2V。浪涌到運(yùn)行模式延遲時(shí)間在特定條件下為 90ms 至 102ms，隔離功率 MOSFET 的導(dǎo)通電阻在不同溫度和電流條件下有所不同。

（四）其他特性

包括 RTN 泄漏電流、電流限制（浪涌電流限制、正常運(yùn)行電流限制、折返條件下的電流限制）、邏輯信號（WAD 檢測閾值、PG 吸收電流、MEC 脈沖寬度和吸收電流等）、睡眠模式和超低功耗睡眠模式的邏輯閾值和電流等電氣特性，這些特性共同保證了設(shè)備在各種工作條件下的穩(wěn)定運(yùn)行。

五、引腳配置與功能

（一）引腳配置

MAX5995A/B 和 MAX5995C 采用 16 引腳的 TQFN - EP 封裝，引腳布局略有不同，但主要功能引腳基本一致。這些引腳包括檢測電阻輸入（DET）、正電源輸入（VDD）、分類電阻輸入（CLSA、CLSB）、負(fù)電源輸入（VSS）、隔離 MOSFET 漏極（RTN）、墻式電源適配器檢測輸入（WAD）、電源良好指示輸出（PG）、多事件分類或墻式適配器指示輸出（MEC）、LED 驅(qū)動器輸出（LED）、睡眠模式使能輸入（SL）、喚醒模式使能輸入（WK）、自動分類編程引腳（AUC，僅 MAX5995C 有）和超低功耗睡眠使能輸入（ULP，僅 MAX5995A/B 有）等。

（二）引腳功能

• 檢測電阻輸入（DET）：連接一個(gè) 24.9kΩ 的簽名電阻到 VDD，用于 PSE 檢測 PD 的存在。
• 分類電阻輸入（CLSA、CLSB）：通過連接不同阻值的電阻到 VSS，設(shè)置分類電流，以滿足不同的 PD 分類需求。
• 墻式電源適配器檢測輸入（WAD）：當(dāng)輸入電壓超過標(biāo)記事件閾值時(shí)，檢測墻式電源適配器的連接，若檢測到墻式電源適配器，內(nèi)部隔離 MOSFET 關(guān)閉，MEC 輸出特定模式指示。
• 電源良好指示輸出（PG）：在啟動期間拉低以禁用下游 DC - DC 轉(zhuǎn)換器，直到內(nèi)部隔離 MOSFET 完全開啟。在睡眠模式和超低功耗睡眠模式下也會拉低，在過熱事件時(shí)同樣拉低，恢復(fù)正常后拉高。
• 多事件分類或墻式適配器指示輸出（MEC）：通過不同的占空比模式指示 PSE 分配給 PD 的 5 種不同功率水平，在隔離 MOSFET 完全開啟后至輸入電壓低于 UVLO 閾值期間有效，睡眠模式和超低功耗睡眠模式下關(guān)閉。
• LED 驅(qū)動器輸出（LED）：在睡眠模式、超低功耗睡眠模式和 MPS 模式下，以 250Hz 的頻率和 25% 的占空比提供周期性電流脈沖，電流幅度可通過連接在 SL 引腳的電阻編程。
• 睡眠模式使能輸入（SL）：在 MAX5995B 中，下降沿使設(shè)備進(jìn)入睡眠模式；在 MAX5995A 中，下降沿后 SL 引腳電壓需保持低于閾值 6s 才能進(jìn)入睡眠模式。
• 喚醒模式使能輸入（WK）：下降沿使設(shè)備退出睡眠模式或超低功耗睡眠模式，恢復(fù)正常運(yùn)行。
• 自動分類編程引腳（AUC，僅 MAX5995C 有）：通過連接不同阻值的電阻到 VSS，編程 MPS 電流的占空比，以進(jìn)一步降低 MPS 模式下的功耗。
• 超低功耗睡眠使能輸入（ULP，僅 MAX5995A/B 有）：內(nèi)部通過 50kΩ 上拉電阻連接到內(nèi)部 5V 偏置，與 SL 引腳配合使用，使設(shè)備進(jìn)入超低功耗睡眠模式。

六、工作模式

（一）檢測模式

當(dāng)輸入電壓在 1.4V 至 10.1V 之間時(shí)，設(shè)備進(jìn)入檢測模式。PSE 通過在該電壓范圍內(nèi)施加兩個(gè)電壓并測量電流，計(jì)算 ΔV/ΔI 來確保 24.9kΩ 簽名電阻的存在。在檢測模式下，大部分內(nèi)部電路關(guān)閉，偏移電流小于 10μA。

（二）分類模式

輸入電壓在 12.5V 至 20.5V 時(shí)，設(shè)備進(jìn)入分類模式。PSE 根據(jù) PD 的功率消耗對其進(jìn)行分類，通過連接在 CLSA 和 CLSB 引腳的外部電阻設(shè)置分類簽名，定義 PD 所需的功率消耗。不同的電阻值對應(yīng)不同的分類電流，PSE 根據(jù)這些電流信息來確定 PD 的功率需求。

（三）功率模式

當(dāng)輸入電壓超過開啟閾值（VON）時(shí)，設(shè)備進(jìn)入功率模式。內(nèi)部 n 溝道隔離 MOSFET 開啟，連接 VSS 到 RTN，同時(shí)限制浪涌電流。在 MOSFET 完全開啟后，切換到正常運(yùn)行電流限制。電源良好輸出（PG）在浪涌期間保持低電平，直到功率 MOSFET 完全開啟，以禁用下游 DC - DC 轉(zhuǎn)換器。

（四）功率降級模式

當(dāng) PD 請求的功率水平在 PSE 處不可用時(shí)，進(jìn)入功率降級模式。在該模式下，PSE 將提供其分類指示的功率，例如 3af PSE 即使連接了 Class 4 PD 也只發(fā)出單事件。

（五）多事件指示（MEC）

MEC 引腳通過獨(dú)特的編碼方法向系統(tǒng)用戶傳達(dá) PSE 分配給 PD 的功率水平。不同的事件數(shù)量對應(yīng)不同的最大功率授予，通過脈沖寬度和占空比的組合來表示。MEC 在隔離 MOSFET 完全開啟后至輸入電壓低于 UVLO 閾值期間有效，睡眠模式和超低功耗睡眠模式下關(guān)閉。

（六）睡眠和超低功耗睡眠模式（MAX5995A/MAX5995B）

在睡眠模式下，設(shè)備拉低 PG 信號禁用下游 DC - DC 轉(zhuǎn)換器，同時(shí)保持內(nèi)部 MOSFET 開啟并生成 MPS 電流，以維持與 PSE 的連接。LED 驅(qū)動器輸出周期性電流脈沖，電流幅度可通過 SL 引腳的電阻編程。超低功耗睡眠模式進(jìn)一步降低了功耗，通過設(shè)置 ULP 引腳為低電平并配合 SL 引腳操作進(jìn)入該模式。

（七）自動分類（MAX5995C）

在自動分類模式下，PSE 能夠確定連接的 PD 的實(shí)際最大功耗。在第一類事件期間，PD 在 76ms 至 87ms 內(nèi)將電流降至分類簽名“0”，并可通過連接在 AUC 引腳的電阻編程 MPS 電流的占空比，以進(jìn)一步降低 MPS 模式下的功耗。

七、熱關(guān)斷保護(hù)

MAX5995A/MAX5995B/MAX5995C 具備熱關(guān)斷保護(hù)功能，當(dāng)結(jié)溫超過 150°C 時(shí)，關(guān)閉內(nèi)部功率 MOSFET、LED 驅(qū)動器和 MEC 電流吸收器。當(dāng)溫度下降到 120°C 以下時(shí)，設(shè)備重新進(jìn)入啟動模式和功率模式，確保設(shè)備在過熱情況下的安全運(yùn)行。

八、墻式電源適配器檢測與操作

設(shè)備能夠檢測墻式電源適配器的連接，當(dāng)輸入電壓超過標(biāo)記事件閾值時(shí)，開啟墻式適配器檢測。當(dāng)檢測到墻式電源適配器（WAD 到 RTN 的電壓大于 9V）時(shí)，內(nèi)部隔離 MOSFET 關(guān)閉，MEC 輸出特定模式指示，分類電流禁用，智能 MPS 比較器關(guān)閉，優(yōu)先使用墻式電源適配器供電。

九、典型應(yīng)用電路

文檔中給出了 MAX5995A/B 和 MAX5995C 的典型應(yīng)用電路，包括與 RJ - 45 和整流橋的連接、DC - DC 轉(zhuǎn)換器的使能、分類電阻的連接、墻式電源適配器的檢測等部分。這些電路展示了如何將 MAX5995A/B/C 集成到實(shí)際的 PoE 系統(tǒng)中，為工程師提供了設(shè)計(jì)參考。

十、訂購信息

MAX5995A/B/C 提供了不同的型號，涵蓋了 - 40°C 至 + 85°C 和 - 40°C 至 + 125°C 兩種溫度范圍，采用 16 引腳的 TQFN - EP 封裝。部分型號支持智能 MPS、睡眠/超低功耗模式、SL 引腳的 6s 濾波延遲和自動分類等功能，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的型號。

MAX5995A/B/C 系列產(chǎn)品憑借其豐富的功能、高效的功率管理和可靠的保護(hù)機(jī)制，為 PoE 系統(tǒng)中的受電設(shè)備提供了優(yōu)秀的解決方案。無論是在網(wǎng)絡(luò)通信、安防監(jiān)控還是智能照明等領(lǐng)域，都能發(fā)揮重要作用，幫助工程師設(shè)計(jì)出更加穩(wěn)定、高效的 PoE 系統(tǒng)。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似產(chǎn)品的使用問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。