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      新聞資訊
      高頻小型化POE解決方案
      2022.12.01

      以太網供電技術,簡稱POE(Power over Ethernet),是供電設備(PSE)通過網線向受電設備(PD)供電的一種方式,去除了傳統供電方式的適配器,簡化了布線,降低了安裝成本。

      下圖是POE應用結構簡圖,士蘭PD及PSE產品已廣泛應用于日常生活中的POE場景。

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      為滿足PD設備小型化的需求,士蘭為客戶提供了一款更緊湊的高頻PD解決方案SD4951。如下圖是SD4951方案和上一代方案的1:1對比圖,可以看到整個方案尺寸減小地非常明顯。

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      如何實現小型化,首先要想到的是否可以將外圍元器件全部集成到芯片內部?是否可以集成PD和DCDC呢?是否可以集成Hot-Swap MOS和DCDC的功率MOS呢?是否可以集成環路補償網絡呢?

      沒錯,SD4951就是一款這樣的高集成度芯片,而且實現了超簡外圍,只用了8個引腳的ESOP8封裝就實現了所有功能。

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      SD4951 ESOP-8封裝

      傳統的SSR反激拓撲需要TL431和光耦構成反饋網絡,同時還要考慮環路補償和軟啟動電路,線路復雜,調試較難。隨著技術的發展,出現了PSR反激拓撲,如下圖省去了TL431和光耦但仍然需要外置補償網絡,工程師還需要通過調試補償網絡來調試環路穩定性,費時費力。

      而SD4951不僅去掉TL431和光耦,同時也省去了環路相關的補償網絡,也能實現環路的穩定。外圍設計簡單,工程師能夠節約大量的設計以及調試時間。

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      在POE電源模塊中,體積最大、價格最貴的就是變壓器。目前,市面上12W POE模塊大部分采用了EP13變壓器。那如何才能減小變壓器的尺寸呢?且看SD4951是如何實現的。

      SD4951采用最高500KHZ的QR控制方式,大大地減小了變壓器的尺寸,只需要采用EP7變壓器就可以實現輸出12W功率。

      尺寸可以從17.7*13.5*12.3mm^3減小到9.5*8.9*11mm^3。

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      SD4951 12W采用EP7變壓器

      傳統POE隔離方案開關頻率不高,除了磁性器件變壓器尺寸較大外,輸入輸出電解容也占據了主要的空間。

      SD4951的控制頻率高達500KHZ,可以大大減小對輸入輸出電容值的要求,實現去電解容,采用全陶瓷電容。對于12W POE應用,輸入電容只需采用2顆1206陶瓷電容,輸出只需采用兩顆0805陶瓷電容,就可以滿足輸出紋波要求。

      綜上所述四點優化,最終實現了擁有極其簡單外圍線路的IEEE802.3af隔離型POE方案SD4951,下方就是SD4951方案的結構簡圖,從而很好地實現了小型化。

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      SD4951 POE反激電路結構簡圖

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