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          應(yīng)用LMR38020優(yōu)化PoE設(shè)備供電方案

          作者:Zach Xia 時(shí)間:2023-10-18 來(lái)源:TI 收藏

          在Wi-Fi無(wú)線接入點(diǎn)(Access Point),網(wǎng)絡(luò)攝像頭等設(shè)備中,標(biāo)配有PoE供電方式早已成為主流。如何實(shí)現(xiàn)低成本、高可靠性的供電解決方案一直是該類產(chǎn)品的重點(diǎn)方向之一。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202310/451698.htm

          如下圖1是非隔離的無(wú)線接入點(diǎn)電源系統(tǒng)示意圖。其中,TPS2378是PoE接口協(xié)議芯片,極限耐壓為100V。緊接著的是用來(lái)做降壓轉(zhuǎn)換的兩級(jí)Buck芯片,如業(yè)界廣泛使用的LMR16020和TPS562208。為了符合雷電浪涌沖擊要求,實(shí)際產(chǎn)品一般在協(xié)議芯片前放置TVS管。

          圖1  非隔離型無(wú)線接入點(diǎn)電源系統(tǒng)

          PoE協(xié)議規(guī)定的供電電壓最大值為57V,應(yīng)用中多選取工作電壓58V的TVS,如SMAJ58A。從圖2可以看到,雪崩擊穿電壓最大可達(dá)71.2V,超出LMR16020的極限耐壓65V。因此第一級(jí)Buck芯片偶有概率性失效的事件發(fā)生。

          圖2  典型TVS參數(shù)

          是一顆輸入最高工作電壓80V,極限耐壓85V,輸出電流2A且內(nèi)部集成上下管的高壓同步Buck芯片。并且該芯片具有優(yōu)化的啟動(dòng)特性和抖頻選項(xiàng)(Spread spectrum),非常適合于PoE供電方式的受電端,即PD (Powered Device) 端應(yīng)用。如下是和LMR16020的對(duì)比。的輸入耐壓大于前級(jí)TVS的雪崩擊穿電壓范圍,增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。此外,內(nèi)部集成同步整流管在省去外部肖特基二極管的同時(shí),帶來(lái)電源變換效率的顯著提升。

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          新的中間電壓等級(jí)可能性

          原有電源架構(gòu)下,將PoE輸入電壓變換到12V,再由12V降壓至3.3V和1.8V等負(fù)載點(diǎn)電壓。在第一級(jí)降壓變換采用LMR38020的情況下,考慮將第一級(jí)變換的輸出電壓由12V改為5V,能夠降低整個(gè)系統(tǒng)方案的成本,如下圖3。但是需要考慮最大輸出功率和效率問(wèn)題。

          圖3  新的中間電壓方案

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          從上表可以看到,借助于LMR38020以及高效率5V擋位降壓芯片TPS62A02,新的電源架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)和原有方案接近的整體效率。值得注意的是,隨著Wi-Fi設(shè)備無(wú)線通訊速率帶寬的不斷提升,10W將無(wú)法滿足未來(lái)的峰值功率需求。后續(xù)將會(huì)推出更大電流的高壓Buck解決方案。



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