應用LMR38020優化PoE設備供電方案
發布時間:2023-11-09 來源:TI 責任編輯:wenwei
【導讀】在Wi-Fi無線接入點(Access Point),網絡攝像頭等設備中,標配有PoE供電方式早已成為主流。如何實現低成本、高可靠性的供電解決方案一直是該類產品的重點方向之一。
如下圖1是非隔離的無線接入點電源係統示意圖。其中,TPS2378是PoE接口協議芯片,極限耐壓為100V。緊接著的是用來做降壓轉換的兩級Buck芯片,如業界廣泛使用的LMR16020和TPS562208。為了符合雷電浪湧衝擊要求,實際產品一般在協議芯片前放置TVS管。
圖1 非隔離型無線接入點電源係統
PoE協議規定的供電電壓最大值為57V,應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71.2V,超出LMR16020的極限耐壓65V。因此第一級Buck芯片偶有概率性失效的事件發生。
圖2 典型TVS參數
LMR38020是一顆輸入最高工作電壓80V,極限耐壓85V,輸出電流2A且內部集成上下管的高壓同步Buck芯片。並且該芯片具有優化的啟動特性和抖頻選項(Spread spectrum),非常適合於PoE供電方式的受電端,即PD (Powered Device) 端應用。如下是LMR38020和LMR16020的對比。LMR38020的輸入耐壓大於前級TVS的de雪xue崩beng擊ji穿chuan電dian壓ya範fan圍wei,增zeng強qiang了le係xi統tong的de可ke靠kao性xing。此ci外wai,內nei部bu集ji成cheng同tong步bu整zheng流liu管guan在zai省sheng去qu外wai部bu肖xiao特te基ji二er極ji管guan的de同tong時shi,帶dai來lai電dian源yuan變bian換huan效xiao率lv的de顯xian著zhu提ti升sheng。
原有電源架構下,將PoE輸入電壓變換到12V,再由12V降壓至3.3V和1.8V等負載點電壓。在第一級降壓變換采用LMR38020的情況下,考慮將第一級變換的輸出電壓由12V改為5V,能夠降低整個係統方案的成本,如下圖3。但是需要考慮最大輸出功率和效率問題。
圖3 新的中間電壓方案
從上表可以看到,借助於LMR38020以及高效率5V擋位降壓芯片TPS62A02,新的電源架構可以實現和原有方案接近的整體效率。值得注意的是,隨著Wi-Fi設備無線通訊速率帶寬的不斷提升,10W將無法滿足未來的峰值功率需求。後續TI將會推出更大電流的高壓Buck解決方案。
作者:Zach Xia
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