ZHCSW37 April   2024 TPS23881B

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 器件比较表
  6. 引脚配置和功能
    1. 5.1 详细引脚说明
  7. 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 典型特性
  8. 参数测量信息
    1. 7.1 时序图
  9. 详细说明
    1. 8.1 概述
      1. 8.1.1 工作模式
        1. 8.1.1.1 自动
        2. 8.1.1.2 半自动
        3. 8.1.1.3 手动和诊断
        4. 8.1.1.4 电源关闭
      2. 8.1.2 PoE 合规性术语
      3. 8.1.3 通道 与端口 术语
      4. 8.1.4 请求的 分级与分配的 分级
      5. 8.1.5 功率分配和功率降级
      6. 8.1.6 可编程 SRAM
    2. 8.2 功能方框图
    3. 8.3 特性说明
      1. 8.3.1 端口重映射
      2. 8.3.2 端口功率优先级
      3. 8.3.3 模数转换器 (ADC)
      4. 8.3.4 I2C 看门狗
      5. 8.3.5 电流折返保护
    4. 8.4 器件功能模式
      1. 8.4.1 检测
      2. 8.4.2 连接检查
      3. 8.4.3 分级
      4. 8.4.4 直流断开
    5. 8.5 I2C 编程
      1. 8.5.1 I2C 串行接口
    6. 8.6 寄存器映射
      1. 8.6.1 完整寄存器组
      2. 8.6.2 详细的寄存器说明
        1. 8.6.2.1  中断寄存器
        2. 8.6.2.2  中断屏蔽寄存器
        3. 8.6.2.3  电源事件寄存器
        4. 8.6.2.4  检测事件寄存器
        5. 8.6.2.5  故障事件寄存器
        6. 8.6.2.6  启动/ILIM 事件寄存器
        7. 8.6.2.7  电源和故障事件寄存器
          1. 8.6.2.7.1 检测到 SRAM 故障和“安全模式”
        8. 8.6.2.8  通道 1 发现寄存器
        9. 8.6.2.9  通道 2 发现寄存器
        10. 8.6.2.10 通道 3 发现寄存器
        11. 8.6.2.11 通道 4 发现寄存器
        12. 8.6.2.12 电源状态寄存器
        13. 8.6.2.13 引脚状态寄存器
        14. 8.6.2.14 工作模式寄存器
        15. 8.6.2.15 断开使能寄存器
        16. 8.6.2.16 检测/分级使能寄存器
        17. 8.6.2.17 功率优先级/2 线对 PCUT 禁用寄存器名称
        18. 8.6.2.18 时序配置寄存器
        19. 8.6.2.19 通用屏蔽寄存器
        20. 8.6.2.20 检测/分级重启寄存器
        21. 8.6.2.21 电源使能寄存器
        22. 8.6.2.22 复位寄存器
        23. 8.6.2.23 ID 寄存器
        24. 8.6.2.24 连接检查和 Auto Class 状态寄存器
        25. 8.6.2.25 2 线对管制通道 1 配置寄存器
        26. 8.6.2.26 2 线对管制通道 2 配置寄存器
        27. 8.6.2.27 2 线对管制通道 3 配置寄存器
        28. 8.6.2.28 2 线对管制通道 4 配置寄存器
        29. 8.6.2.29 电容(传统 PD)检测
        30. 8.6.2.30 加电故障寄存器
        31. 8.6.2.31 端口重映射寄存器
        32. 8.6.2.32 通道 1 和 2 多位优先级寄存器
        33. 8.6.2.33 通道 3 和 4 多位优先级寄存器
        34. 8.6.2.34 4 线对有线和端口功率分配寄存器
        35. 8.6.2.35 4 线对管制通道 1 和 2 配置寄存器
        36. 8.6.2.36 4 线对管制通道 3 和 4 配置寄存器
        37. 8.6.2.37 温度寄存器
        38. 8.6.2.38 4 线对故障配置寄存器
        39. 8.6.2.39 输入电压寄存器
        40. 8.6.2.40 通道 1 电流寄存器
        41. 8.6.2.41 通道 2 电流寄存器
        42. 8.6.2.42 通道 3 电流寄存器
        43. 8.6.2.43 通道 4 电流寄存器
        44. 8.6.2.44 通道 1 电压寄存器
        45. 8.6.2.45 通道 2 电压寄存器
        46. 8.6.2.46 通道 3 电压寄存器
        47. 8.6.2.47 通道 4 电压寄存器
        48. 8.6.2.48 2x 折返选择寄存器
        49. 8.6.2.49 固件版本寄存器
        50. 8.6.2.50 I2C 看门狗寄存器
        51. 8.6.2.51 器件 ID 寄存器
        52. 8.6.2.52 通道 1 检测电阻寄存器
        53. 8.6.2.53 通道 2 检测电阻寄存器
        54. 8.6.2.54 通道 3 检测电阻寄存器
        55. 8.6.2.55 通道 4 检测电阻寄存器
        56. 8.6.2.56 通道 1 检测电容寄存器
        57. 8.6.2.57 通道 2 检测电容寄存器
        58. 8.6.2.58 通道 3 检测电容寄存器
        59. 8.6.2.59 通道 4 检测电容寄存器
        60. 8.6.2.60 通道 1 分配的分级寄存器
        61. 8.6.2.61 通道 2 分配的分级寄存器
        62. 8.6.2.62 通道 3 分配的分级寄存器
        63. 8.6.2.63 通道 4 分配的分级寄存器
        64. 8.6.2.64 AUTO CLASS 控制寄存器
        65. 8.6.2.65 通道 1 AUTO CLASS 功率寄存器
        66. 8.6.2.66 通道 2 AUTO CLASS 功率寄存器
        67. 8.6.2.67 通道 3 AUTO CLASS 功率寄存器
        68. 8.6.2.68 通道 4 AUTO CLASS 功率寄存器
        69. 8.6.2.69 备用折返寄存器
        70. 8.6.2.70 SRAM 控制寄存器
          1. 8.6.2.70.1 SRAM 起始地址 (LSB) 寄存器
          2. 8.6.2.70.2 SRAM 起始地址 (MSB) 寄存器
  10. 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
      1. 9.1.1 PoE 简介
        1. 9.1.1.1 2 线对与 4 线对功率比较以及新的 IEEE802.3bt 标准
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计要求
      2. 9.2.2 详细设计过程
        1. 9.2.2.1 未用通道上的连接
        2. 9.2.2.2 电源引脚旁路电容器
        3. 9.2.2.3 各端口的元件
        4. 9.2.2.4 系统级元件(未在原理图中显示)
      3. 9.2.3 应用曲线
    3. 9.3 电源相关建议
      1. 9.3.1 VDD
      2. 9.3.2 VPWR
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
        1. 9.4.1.1 开尔文电流检测电阻器
      2. 9.4.2 布局示例
        1. 9.4.2.1 元件放置和布线准则
          1. 9.4.2.1.1 电源引脚旁路电容器
          2. 9.4.2.1.2 各端口的元件
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 文档支持
      1. 10.1.1 相关文档
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 支持资源
    4. 10.4 商标
    5. 10.5 静电放电警告
    6. 10.6 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

电气特性

条件为 –40°C < TJ < 125°C(除非另有说明)。VVDD = 3.3V,VVPWR = 54V,VDGND = VAGND,DGND、KSENSA、KSENSB、KSENSC 和 KSENSD 连接至 AGND,且所有输出均为空载,2xFBn = 0。  正电流进入引脚。RSENSE = 0.200Ω,连接至 KSENSA(SEN1 或 SEN2)、KSENSB(SEN3 或 SEN4)、KSENSC(SEN5 或 SEN6)或 KSENSD(SEN7 或 SEN8)。典型值为 25°C 下的值。除非另有说明,否则所有电压均以 AGND 为基准。除非另有说明,否则操作寄存器加载默认值。
参数测试条件最小值典型值最大值单位
输入电源 VPWR
IVPWRVPWR 电流消耗VVPWR = 54V1012.5mA
VUVLOPW_FVPWR UVLO 下降阈值检查内部振荡器停止运行14.517.5V
VUVLOPW_RVPWR UVLO 上升阈值15.518.5V
VPUV_FVPWR 欠压下降阈值VPUV 阈值2526.528V
输入电源 VDD
IVDDVDD 电流消耗612mA
VUVDD_FVDD UVLO 下降阈值针对通道失效2.12.252.4V
VUVDD_RVDD UVLO 上升阈值2.452.62.75V
VUVDD_HYS迟滞 VDD UVLO0.35V
VUVW_FVDD UVLO 警告阈值VDD 下降2.62.83V
模数转换器
TCONV_I转换时间所有范围,每个通道0.640.80.96ms
TCONV_V转换时间所有范围,每个通道0.821.031.2ms
TINT_CUR积分时间,电流每个通道,通道导通电流82102122ms
TINT_DET积分时间,检测13.116.620ms
TINT_channelV积分时间,通道电压通道受电3.254.124.9ms
TINT_inV积分时间,输入电压3.254.124.9ms
输入电压转换比例因子和精度VVPWR = 57V151751556515955计数
55.575758.43V
VVPWR = 44V117131201512316计数
42.894445.10V
受电通道电压转换比例因子和精度VVPWR - VDRAINn = 57V151751556515955计数
55.575758.43V
VVPWR - VDRAINn = 44V117131201512316计数
42.894445.10V
δV/VChannel电压读数精度-2.52.5%
受电通道电流转换比例因子和精度通道电流 = 770mA843186048776计数
754.5770785.4mA
通道电流 = 100mA108411181152计数
97100103mA
δI/IChannel电流读数精度通道电流 = 100mA-33%
通道电流 = 770mA-22
受电通道电流满标度输出通道电流 = 1.5A,2xFBn = 11495915671计数
1.341.400A
σI电流读数可重复性满标度读数-7.57.5mA
δR/RChannel电阻读数精度15kΩ ≤ RChannel ≤ 33kΩ,CChannel ≤ 0.25µF-77%
Ibias检测引脚偏置电流通道导通或在分级期间-2.50µA
GATE 1-8
VGOH栅极驱动电压VGATEn,IGATE = -1µA1012.5V
IGO-上电复位、检测到 OSS 或通道关断命令时的栅极灌电流VGATEn = 5V60100190mA
IGO short-通道短路时的栅极灌电流VGATEn = 5V,
VSENn  ≥ Vshort(如果是 2X 模式,则为 Vshort2X
60100190mA
IGO+栅极拉电流VGATEn = 0V,默认选择395063µA
tD_off_OSS1 位 OSS 输入的栅极关断时间从 OSS 到 VGATEn < 1V,
VSENn = 0V,MbitPrty = 0
15µs
tOSS_OFF3 位 OSS 输入的栅极关断时间从起始位下降沿到 VGATEn < 1V,
VSENn = 0V,MbitPrty = 1
72104µs
tP_off_CMD通道关断命令的栅极关断时间从通道关断命令 (POFFn = 1) 到 VGATEn < 1V,VSENn = 0V300µs
tP_off_RST使用 /RESET 时的栅极关断时间从 /RESET 低电平到 VGATEn < 1V,VSENn = 0V15µs
DRAIN 1-8
VPGT电源正常阈值在 VDRAINn 测得12.133V
VSHT短接 FET 阈值在 VDRAINn 测得468V
RDRAIN从 DRAINn 到 VPWR 的电阻除检测期间或通道导通时的任何工作模式,包括器件 RESET 状态80100190
AUTOCLASS
tClass_ACS开始 Autoclass 检测从分级开始时测量90100ms
tAUTO_PSE1开始 Autoclass 功率测量从浪涌结束时测量1.41.6s
在通道已受电时通过设置 MACx 位测得10ms
tAUTOAutoclass 功率测量持续时间1.71.81.9s
tAUTO_windowAutoclass 功率测量滑动窗口期0.150.3s
PACAutoclass 通道功率转换比例因子和精度VPWR = 52V,VDRAINn = 0V,
通道电流 = 770mA
768084计数
VPWR = 50V,VDRAINn = 0V,
通道电流 = 100mA
91011
检测
IDISC检测电流第 1 和第 3 检测点
VVPWR - VDRAINn = 0V
145160190µA
第 2 和第 4 检测点,VVPWR - VDRAINn = 0V235270300
ΔIDISC第 2 次 – 第 1 次检测电流VVPWR - VDRAINn = 0V98110118µA
Vdet_open开路检测电压通过 VVPWR - VDRAINn 测得23.52629V
RREJ_LOW拒绝电阻低范围0.8615
RREJ_HI拒绝电阻高范围33100
RACCEPT接受电阻范围192526.5
RSHORT短接通道阈值360Ω
ROPEN开路通道阈值400
tDET检测持续时间完成检测的时间,4Pxx = 0275350425ms
tCC连接检查持续时间有效检测后完成连接检查的时间,4Pxx = 1150400ms
tDET_BOFF检测发现尝试之间的退避暂停VVPWR - VDRAINn > 2.5V300400500ms
VVPWR - VDRAINn < 2.5V20100ms
tDET_DLY检测延迟从命令或 PD 连接到通道检测完成,4Pxx = 0590ms
电容测量Cport = 10uF8.51011.5uF
分级
VCLASS分级电压VVPWR - VDRAINn,VSENn ≥ 0mV
Ichannel ≥ 180µA
15.518.520.5V
ICLASS_Lim分级电流限制VVPWR - VDRAINn = 0V657590mA
ICLASS_TH分级阈值电流0-1 级58mA
1-2 级1316mA
2-3 级2125mA
3-4 级3135mA
4 级过流4551mA
tLCE分级持续时间(1 级侦测)从检测完成95105ms
tCLE2-5分级持续时间(2 级至 5 级侦测)从标记完成6.512ms
标记
VMARK标记电压4mA ≥ IChannel ≥ 180µA
VVPWR - VDRAINn
710V
IMARK_Lim标记灌电流限制VVPWR - VDRAINn = 0V607590mA
tME标记持续时间612ms
直流断开
VIMIN直流断开阈值DCDTxx = 00.81.31.8mV
DCDTxx = 10.40.91.4mV
tMPDOPD 维持功率特征压降时间限制TMPDO = 00320400ms
TMPDO = 0175100ms
TMPDO = 10150200ms
TMPDO = 11600800ms
tMPSPD 维持功率特征有效时间2.53ms
端口功率管制
δPCUT/PCUTPCUT 容差POL ≤ 15W0510%
δPCUT/PCUTPCUT 容差15W < POL < 90W036%
δPCUT/PCUTPCUT 容差POL ≥ 90W02.55%
tOVLDPCUT 时间限制TOVLD = 005070ms
TOVLD = 012535
TOVLD = 10100140
TOVLD = 11200280
端口电流浪涌
VInrush浪涌电流限制,ALTIRNn = 0VVPWR - VDRAINn = 1V193041mV
VVPWR - VDRAINn = 10V193041
VVPWR - VDRAINn = 15V334455
VVPWR - VDRAINn = 30V8090
VVPWR - VDRAINn = 55V8090
浪涌电流限制,ALTIRNn = 1VVPWR - VDRAINn = 1V193041
VVPWR - VDRAINn = 10V364758
VVPWR - VDRAINn = 15V536475
VVPWR - VDRAINn = 30V8090
VVPWR - VDRAINn = 55V8090
tSTART启动时的最大电流限制持续时间TSTART = 005070ms
TSTART = 012535
TSTART = 10100140
端口电流折返
VLIMILIM 1X 限制,2xFB = 0,ALTFBn = 0VDRAINn = 1V8090mV
VDRAINn = 15V8090
VDRAINn = 30V515865
VDRAINn = 50V233037
ILIM 1X 限制,2xFB = 0,ALTFBn = 1VDRAINn = 1V8090
VDRAINn = 25V8090
VDRAINn = 40V455157
VDRAINn = 50V233037
VLIM2XILIM 2X 限制,2xFB = 1,ALTFBn = 0VDRAINn = 1V245250262mV
VDRAINn = 10V164180196
VDRAINn = 30V515864
VDRAINn = 50V233037
ILIM 2X 限制,2xFB = 1,ALTFBn = 1VDRAINn = 1V245250262
VDRAINn = 20V139147155
VDRAINn = 40V455157
VDRAINn = 50V233037
tLIMILIM 时间限制2xFBn = 0556065ms
2xFBn = 1TLIM = 00556065
TLIM = 01151617
TLIM = 10101112
TLIM = 1166.57
短路保护
Vshort1X 模式下和浪涌期间的 ISHORT 阈值205245mV
Vshort2X2X 模式下的 ISHORT 阈值280320
tD_off_SENSENn 输入的栅极关断时间2xFBn = 0,VDRAINn = 1V
从 VSENn 脉冲到 0.425V。
0.9µs
2xFBn = 1,VDRAINn = 1V
从 VSENn 脉冲到 0.62V。
0.9
电流故障恢复(退避)时间
ted错误延迟时间。由于错误情况导致在断电后下一次尝试为通道供电之前的延迟PCUT、ILIM 或 IInrush 故障半自动模式0.811.2s
δIfault发生电流故障时的 Ichannel 占空比5.56.7%
热关断
关断温度温度上升135146°C
迟滞7°C
数字 I/O(SCL、SDAI、A1-A4、/RESET、OSS,除非另有说明)
VIH数字输入高电平2.1V
VIL数字输入低电平0.9V
VIT_HYS输入电压迟滞0.17V
VOL数字输出电平SDAO 处于 9mA0.4V
数字输出电平/INT 处于 3mA0.4V
Rpullup连接至 VDD 的上拉电阻器/RESET,A1-A4,TEST0305080
Rpulldown连接至 DGND 的下拉电阻器OSS,TEST1,TEST2305080
tFLT_INT故障至 /INT 置位在内部注册中断故障的时间,从通道关断开始50500µs
TRESETmin/RESET 输入最小脉冲宽度5µs
Tbit_OSS3 位 OSS 位周期MbitPrty = 1242526µs
tOSS_IDL3 位模式下连续关断代码传输之间的空闲时间MbitPrty = 14850µs
tr_OSS3 位模式下 OSS 的输入上升时间0.8V → 2.3V,MbitPrty = 11300ns
tf_OSS3 位模式下 OSS 的输入下降时间2.3V → 0.8V,MbitPrty = 11300ns
I2C 时序要求
tPOR器件上电复位延迟20ms
fSCLSCL 时钟频率10400kHz
tLOW时钟的低电平周期0.5µs
tHIGH时钟的高电平周期0.26µs
tfoSDAO 输出下降时间SDAO,2.3V → 0.8V,Cb = 10pF,10kΩ 上拉至 3.3V1050ns
SDAO,2.3V → 0.8V,Cb = 400pF,1.3kΩ 上拉至 3.3V1050ns
CI2CSCL 电容10pF
CI2C_SDASDAI、SDAO 电容6pF
tSU,DATW数据设置时间(写入操作)50ns
tHD,DATW数据保持时间(写入操作)0ns
tHD,DATR数据保持时间(读取操作)150400ns
tfSDASDAI 的输入下降时间2.3V → 0.8V20120ns
trSDASDAI 的输入上升时间0.8V → 2.3V20120ns
trSCL 的输入上升时间0.8V → 2.3V20120ns
tfSCL 的输入下降时间2.3V → 0.8V20120ns
tBUFSTOP 与 START 条件之间的总线空闲时间0.5µs
tHD,STA(重复)启动条件后的保持时间0.26µs
tSU,STA重复 START 条件设置时间0.26µs
tSU,STOSTOP 条件设置时间0.26µs
tDG抑制尖峰脉冲宽度、SDAI 和 SCL50ns
tWDT_I2CI2C 看门狗跳闸延迟1.12.23.3