LTC4267-1 スイッチング・レギュレータ搭載の Power over Ethernet IEEE 802.3af PD インターフェイス 特長 n n n n n n n n n n 概要 LTC®4267-1は、IEEE 802.3af 準拠の受電機器（PD） インター フェイスに電流モード・スイッチング・レギュレータを組み合わ せて、PDアプリケーション向けに完全なパワー・ソリューショ ンを提供します。LTC4267-1は25kΩのシグネチャ抵抗、分類 電流ソース、熱過負荷保護、シグネチャ・ディスエーブル、パ ワーグッド信号に加え、IEEEで要求されるダイオード・ブリッ ジと共に使用するために最適化された低電圧ロックアウトを 搭載しています。LTC4267-1は動作電流制限値が高いので、 クラス3のアプリケーションに使用できる電力を最大にします。 IEEE 802®.3af 受電機器（PD） 用の完全な パワー・インターフェイス・ポート 100V、UVLOスイッチを内蔵 高精度のデュアル・レベル突入電流制限 電流モード・スイッチング ･レギュレータを内蔵 ディスエーブル付き25kΩシグネチャ抵抗を内蔵 プログラム可能な分類電流（クラス0 ～ 4） 熱過負荷保護機能 パワーグッド信号 エラー・アンプと電圧リファレンスを内蔵 高さの低い16ピンSSOP パッケージ 電流モード・スイッチング・レギュレータは、定格電圧 6VのN チャネルMOSFETをドライブするために設計され、プログラ ム可能なスロープ補償、ソフトスタート、固定周波数動作を 特長としているので、軽負荷でもノイズを最小限に抑えます。 LTC4267-1はエラー・アンプと電圧リファレンスを内蔵してい るので、絶縁構成と非絶縁構成のいずれでも使用可能です。 アプリケーション n n n n IP 電話のパワーマネージメント 無線アクセス・ポイント 監視カメラ Power over Ethernet LTC4267-1は、省スペースの高さの低い16ピンSSOPパッケー ジで供給されます。 L、LT、LTC、LTM、Linear Technologyおよび Linearのロゴはリニアテクノロジー社の登録商 標です。LTPoE++ はリニアテクノロジー社の商標です。その他すべての商標の所有権は、それ ぞれの所有者に帰属します。 標準的応用例 3.3V の絶縁電源を備えたクラス2 の PD PA1133 SBM1040 3.3V 1.5A 10k –48V FROM DATA PAIR + HD01 VPORTP – SMAJ58A PWRGD LTC4267-1 NGATE 0.1µF –48V FROM SPARE PAIR + HD01 – PVCC SENSE RCLASS 68.1Ω 1% RCLASS ITH/RUN + PVCC 4.7µF PGND VPORTN POUT • 5µF MIN • 320µF MIN CHASSIS Si3440 10k PVCC 0.1Ω 470Ω 6.8k VFB SIGDISA + 22nF BAS516 100k PS2911 TLV431 60.4k 42671 TA01 42671fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 1 LTC4267-1 絶対最大定格 ピン配置 （Note 1） VPORTP ピンの電圧を基準にした VPORTN ピンの電圧 ..........................................0.3V ～ –100V POUT ピン、SIGDISAピン、 PWRGDピンの電圧 ........... VPORTN ＋100V ～ VPORTN –0.3V PVCC ピンとPGNDピン間の電圧（Note 2） 低インピーダンスの電圧源 ................................–0.3V ～ 8V 流れる電流 ................................................ PVCC ピンへ 5mA RCLASS ピンの電圧 ..................... VPORTN ＋7V ～ VPORTN – 0.3V PWRGDピンの電流 .......................................................... 10mA RCLASS ピンの電流 .......................................................... 100mA NGATEピンとPGNDピン間の電圧 .......................–0.3V ～ PVCC VFB、ITH/RUNピンとPGNDピン間の電圧 .............–0.3V ～ 3.5V SENSEピンとPGNDピン間の電圧 ..........................–0.3V ～ 1V NGATEピンのピーク出力電流（<10μs）................................. 1A 動作周囲温度範囲 LTC4267C-1 ......................................................... 0°C ～ 70°C LTC4267I-1 ...................................................... –40°C ～ 85°C 接合部温度.......................................................................150°C 保存温度範囲.................................................... –65°C ～ 150°C リード温度（半田付け、10 秒）..........................................300°C TOP VIEW PGND 1 ITH/RUN 2 16 PGND 15 VFB NGATE 3 14 SENSE PVCC 4 13 VPORTP RCLASS 5 12 SIGDISA NC 6 11 PWRGD VPORTN 7 PGND 8 10 POUT 9 PGND GN PACKAGE 16-LEAD NARROW PLASTIC SSOP TJMAX = 150°C, θJA = 90°C/W 発注情報 無鉛仕上げ テープアンドリール 製品マーキング * パッケージ 温度範囲 LTC4267CGN-1#PBF LTC4267CGN-1#TRPBF 4267-1 16-Lead Narrow Plastic SSOP 0°C to 70°C LTC4267IGN-1#PBF LTC4267IGN-1#TRPBF 4267I-1 16-Lead Narrow Plastic SSOP –40°C to 85°C 鉛仕上げ テープアンドリール 製品マーキング * パッケージ 温度範囲 LTC4267CGN-1 LTC4267CGN-1#TR 4267-1 16-Lead Narrow Plastic SSOP 0°C to 70°C LTC4267IGN-1 LTC4267IGN-1#TR 4267I-1 16-Lead Narrow Plastic SSOP –40°C to 85°C さらに広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。* 温度グレードは出荷時のコンテナのラベルで識別されます。 無鉛仕上げの製品マーキングの詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/ をご覧ください。 テープアンドリールの仕様の詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/ をご覧ください。 42671fa 2 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 LTC4267-1 電気的特性 l は全動作温度範囲での規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。 （Note 3） SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN VPORTN Supply Voltage Maximum Operating Voltage Signature Range Classification Range UVLO Turn-On Voltage UVLO Turn-Off Voltage Voltage with Respect to VPORTP Pin (Notes 4, 5, 6) VTURNON PVCC Turn-On Voltage Voltage with Respect to PGND VTURNOFF PVCC Turn-Off Voltage VHYST VCLAMP1mA VMARGIN VCLAMP1mA – VTURNON Margin IVPORTN_ON VPORTP Supply Current when ON VPORTN = –48V, POUT, PWRGD, SIGDISA Floating l IPVCC_ON PVCC Supply Current Normal Operation Start-Up (Note 7) VITH/RUN – PGND = 1.3V PVCC – PGND = VTURNON – 100mV l l MAX UNITS –57 –9.5 –21 –37.2 –31.5 V V V V V l l l l l –1.5 –12.5 –34.8 –29.3 –36.0 –30.5 l 7.8 8.7 9.2 V Voltage with Respect to PGND l 4.6 5.7 6.8 V PVCC Hysteresis VTURNON – VTURNOFF l 1.5 3.0 PVCC Shunt Regulator Voltage IPVCC = 1mA, VITH/RUN = 0V, Voltage with Respect to PGND l 8.3 9.4 10.3 V 0.05 0.6 l IVPORTN_CLASS VPORTN Supply Current During Classification VPORTN = –17.5V, POUT Tied to VPORTP, RCLASS, SIGDISA Floating (Note 8) l ΔICLASS Current Accuracy During Classification 10mA < ICLASS < 40mA, –12.5V ≤ VPORTN ≤ –21V (Note 9) l RSIGNATURE Signature Resistance –1.5V ≤ VPORTN ≤ – 9.5V, POUT Tied to VPORTP, IEEE 802.3af 2-Point Measurement (Notes 4, 5) l RINVALID Invalid Signature Resistance –1.5V ≤ VPORTN ≤ –9.5V, SIGDISA and POUT Tied to VPORTP, IEEE 802.3af 2-Point Measurement (Notes 4, 5) l VIH Signature Disable High Level Input Voltage With Respect to VPORTN High Level Invalidates Signature (Note 10) l VIL Signature Disable Low Level Input Voltage With Respect to VPORTN Low Level Enables Signature l RINPUT Signature Disable, Input Resistance With Respect to VPORTN l VPG_OUT Power Good Output Low Voltage I = 1mA VPORTN = –48V, PWRGD Referenced to VPORTN l Power Good Trip Point VPORTN = –48V, Voltage between VPORTN and POUT POUT Falling POUT Rising l l VPG _FALL VPG_RISE TYP IPG_LEAK Power Good Leakage Current VPORTN = 0V, PWRGD FET Off, VPWRGD = 57V l RON On-Resistance I = 300mA, VPORTN = –48V, Measured from VPORTN to POUT l l VITHSHDN Shutdown Threshold (at ITH/RUN) PVCC – PGND = VTURNON + 100mV ITHSTART Start-Up Current Source at ITH/RUN VITH/RUN – PGND = 0V, PVCC – PGND = 8V VFB Regulated Feedback Voltage Referenced to PGND, PVCC – PGND = 8V (Note 11) IFB VFB Input Current PVCC – PGND = 8V (Note 11) gm Error Amplifier Transconductance ITH/RUN Pin Load = ±5µA (Note 11) ΔVO(LINE) Output Voltage Line Regulation VTURNOFF < PVCC < VCLAMP (Note 11) ΔVO(LOAD) Output Voltage Load Regulation ITH/RUN Sinking 5µA, PVCC – PGND = 8V (Note 11) ITH/RUN Sourcing 5µA, PVCC – PGND = 8V (Note 11) IPOUT_LEAK POUT Leakage VPORTN = 0V, Power MOSFET Off, POUT = 57V (Note 12) l l 0.35 V V 3 mA 240 40 350 90 µA µA 0.5 0.65 mA ±3.5 % 26.00 kΩ 11.8 kΩ 57 V 0.45 V 23.25 9 3 100 kΩ 0.5 V 1.7 3.3 V V 1 µA 1.0 1.6 2 Ω Ω 0.15 0.28 0.45 V 0.2 0.3 0.4 µA 0.780 0.800 0.812 V 10 50 nA 200 333 500 µA/V 1.3 2.7 1.5 3.0 0.05 mV/V 3 3 mV/µA mV/µA 150 µA 42671fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 3 LTC4267-1 電気的特性 l は全動作温度範囲での規格値を意味する。それ以外は TA ＝ 25 Cでの値。 （Note 3） SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN ILIM_HI Input Current Limit, High Level VPORTN = –48V, POUT = –43V (Note 13, 14) l ILIM_LO Input Current Limit, Low Level VPORTN = –48V, POUT = –43V (Note 13, 14) l fOSC Oscillator Frequency VITH/RUN – PGND = 1.3V, PVCC – PGND = 8V DCON(MIN) Minimum Switch On Duty Cycle VITH/RUN – PGND = 1.3V, VFB – PGND = 0.8V, PVCC – PGND = 8V DCON(MAX) Maximum Switch On Duty Cycle VITH/RUN – PGND = 1.3V, VFB – PGND = 0.8V, PVCC – PGND = 8V tRISE NGATE Drive Rise Time CLOAD = 3000pF, PVCC – PGND = 8V 40 ns tFALL NGATE Drive Fall Time CLOAD = 3000pF, PVCC – PGND = 8V 40 ns VIMAX Peak Current Sense Voltage RSL = 0, PVCC – PGND = 8V (Note 15) ISLMAX Peak Slope Compensation Output Current PVCC – PGND = 8V (Note 16) 5 µA tSFST Soft-Start Time PVCC – PGND = 8V 1.4 ms TSHUTDOWN Thermal Shutdown Trip Temperature (Notes 13, 17) 140 °C 350 90 180 70 l TYP 90 MAX UNITS 450 mA 205 mA 200 240 kHz 6 8 % 80 90 % 100 115 mV Note 1：絶対最大定格に記載された値を超えるストレスはデバイスに永続的損傷を与える可 能性がある。長期にわたって絶対最大定格条件に曝すと、デバイスの信頼性と寿命に悪影響 を与える恐れがある。 Note 10：25kΩのシグニチャ抵抗を無効にするには、SIGDISAピンをVPORTP ピンに接続するか、 「アプリケーション情 SIGDISAピンの電圧をVPORTN ピンの電圧に対して高い状態に維持する。 報」 を参照。 Note 2：PVCC ピンの内部クランプ回路は、PGNDを基準にして9.4Vに自動的に安定化する。 Note 11：スイッチング ･レギュレータは、ITH/RUNピンの電圧を電流制限範囲の中点に維持し ているときにVFB をエラー・アンプの出力にサーボ制御する帰還ループでテストされる。 Note 3：LTC4267-1は–1.5V ～ –57Vの範囲の負電源電圧で動作する。混乱を避けるため、PDイ ンターフェイスの電圧は常に絶対値の観点を基準にしている。 「最大負電圧」 のような用語は 最も絶対値の大きな負電圧を指し、 「増加中の負電圧」 は、より負の方向に向かう電圧を指す。 Note 4：LTC4267-1は、PSEとPDの間の2つの極性保護ダイオードの電圧降下を使用して動作 するよう設計されている。 「電気的特性」 のセクションで規定されているパラメータの範囲は、 この製品のピンの電圧を基準にしており、前述したダイオードの電圧降下を含めた場合に IEEE 802.3af規格を満たすよう設計されている。｢アプリケーション情報｣のセクションを参照。 Note 5：シグネチャ抵抗はIEEE 802.3afで規定されているように2 ポイントの∆V/∆I 方式を使 用して測定される。PDシグネチャ抵抗は、ダイオードの抵抗を考慮して25kから相殺される。 2つの直 列ダイオードにより、PDの全 抵 抗 は23.75kΩ ～ 26.25kΩの範 囲 内になり、IEEE 802.3af 規格を満足する。LTC4267-1のピンで測定された最小プローブ電圧の範囲は–1.5V ～ –2.5Vである。最大プローブ電圧は-8.5V ～ -9.5Vである。 Note 6：起動時に発振が起こらないように、PDインターフェイスのUVLO 電圧にはヒステリシス が組み込まれている。IEEE 802.3afの規定に従って、PDは最初の試行時に直列抵抗が 20Ωの 電圧源から起動する。 Note 7：動作時の電源電流は、スイッチング周波数で供給されるゲート電荷によって増加する。 Note 8：IVPORTN_CLASS には、RCLASS ピンでプログラムした分類電流は含まれない。分類モード （Note 9 参照）。 の全電流はIVPORTN_CLASS + ICLASS となる Note 9：ICLASS はRCLASS を流れる測定電流である。ΔICLASS の精度は、ICLASS = 1.237/RCLASS と定 義した理想電流を基準にしている。電流精度にはRCLASS 抵抗のばらつきは含まれない。PDの も含まれる。 「アプリケーション情報」 を参照。 全分類電流には、ICの静止電流（IVPORTN_CLASS） Note 12：IPOUT_LEAK には、パワーグッド・ステータス回路によってPOUT を流れる電流が含まれ る。この電流は25kΩのシグニチャ抵抗で補償されるので、PDの動作には影響しない。 Note 13：LTC4267-1のPDインターフェイスは過熱保護回路を内蔵している。過熱状態が発生 すると、PDインターフェイスはスイッチング ･レギュレータをオフにして、デバイスが過熱制限 値より低い温度になるまで維持する。LTC4267-1は、PSEによる誤った分類検査に起因する熱 的損傷からも保護されている。LTC4267-1 が過熱しきい値を超えると、分類負荷電流はディス エーブルされる。 Note 14：PDインターフェイスには2 種類の入力電流制限値がある。起動時、POUT の負荷コン デンサが充電される前、PDの電流制限レベルは低いレベルに設定されている。負荷コンデン サが充電された後にPOUT – VPORTN 間の電圧差がパワーグッドしきい値より小さいと、PDの電 流制限レベルは高いレベルに切り替わる。UVLO がオフになるしきい値より入力電圧が低くな るまで、PDの電流制限レベルは高いままである。 と Note 15：ピーク電流検出電圧は、SENSEピンに直列に外付けするオプションの抵抗（RSL） デューティ・サイクルに応じて減少する。詳細については、 「アプリケーション情報」 セクション のプログラム可能なスロープ補償機能を参照。 Note 16：設計により保証されている。 Note 17：PDインターフェイスには、短時間の過負荷状態からデバイスを保護するための過熱 保護機能が組み込まれている。過熱保護機能が動作しているとき接合部温度は125°Cを超え る。規定された最大動作接合部温度を超えた動作が継続すると、デバイスの信頼性を損なう 恐れがある。 42671fa 4 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 LTC4267-1 標準的性能特性 入力電流と入力電圧 検出範囲 25k 入力電流と入力電圧 50 TA = 25°C 0.3 0.2 0.1 CLASS 4 CLASS 3 30 CLASS 2 20 CLASS 1 10 0 –2 –4 –6 –8 VPORTN VOLTAGE (V) 0 –10 0 –20 –30 –40 VPORTN VOLTAGE (V) –10 –50 SIGNATURE RESISTANCE (kΩ) INPUT CURRENT (mA) 1 –50 –45 –55 VPORTN VOLTAGE (V) –60 LTC4267-1 + 2 DIODES 25 24 LTC4267-1 ONLY IEEE LOWER LIMIT 23 22 V1: –1 V2: –2 –3 –4 –7 –5 –8 –6 VPORTN VOLTAGE (V) TA = 25°C 3 APPLICABLE TO TURN-ON AND TURN-0FF THRESHOLDS 0 –1 –2 –40 –9 –10 –20 60 0 20 40 TEMPERATURE (°C) 80 42671 G06 42671 G05 電流制限と入力電圧 400 VIN = 0V TA = 25°C 85°C – 40°C CURRENT LIMIT (mA) 90 VOUT CURRENT (µA) –22 1 POUT の漏れ電流 120 1 –20 –18 –16 VPORTN VOLTAGE (V) 42671 G03 2 26 パワーグッド出力 L の電圧と 電流 2 –14 正規化されたUVLOしきい値と 温度 RESISTANCE = ∆V = V2 – V1 ΔI I2 – I1 27 DIODES: S1B TA = 25°C IEEE UPPER LIMIT 42671 G04 VPG_OUT (V) 9.0 –12 –60 28 EXCLUDES ANY LOAD CURRENT TA = 25°C 4 –40°C 10.0 シグネチャ抵抗と入力電圧 2 85°C 10.5 42671 G02 入力電流と入力電圧 0 –40 11.0 9.5 CLASS 0 42671 G01 3 CLASS 1 OPERATION 11.5 NORMALIZED UVLO THRESHOLD (%) 0 TA = 25°C 40 INPUT CURRENT (mA) INPUT CURRENT (mA) 0.4 入力電流と入力電圧 12.0 INPUT CURRENT (mA) 0.5 60 30 HIGH CURRENT MODE 300 200 85°C LOW CURRENT MODE – 40°C 0 0 2 6 4 CURRENT (mA) 8 10 0 0 20 40 POUT PIN VOLTAGE (V) 42671 G07 60 42671 G08 100 –40 –50 –45 –55 VPORTN VOLTAGE (V) –60 42671 G09 42671fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 5 LTC4267-1 標準的性能特性 リファレンス電圧と温度 PVCC = 8V 800.6 VFB VOLTAGE (mV) VFB VOLTAGE (mV) 240 TA = 25°C PVCC ≤ VCLAMP1mA 800.8 808 発振器周波数と温度 リファレンス電圧と電源電圧 801.0 OSCILLATOR FREQUENCY (kHz) 812 804 800 796 800.4 800.2 800.0 799.8 799.6 799.4 792 799.2 788 –50 –30 –10 10 30 50 70 90 110 799.0 6 6.5 TEMPERATURE (°C) 8 7.5 8.5 9 PVCC SUPPLY VOLTAGE (V) 7 42671 G10 PVCC UNDERVOLTAGE LOCKOUT (V) OSCILLATOR FREQUENCY (kHz) 204 202 200 198 196 194 192 6 6.5 200 190 180 –50 –30 –10 10 30 50 70 TEMPERATURE (°C) 9.0 VTURNON 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 VTURNOFF 6.0 5.5 5.0 –50 –30 –10 10 30 50 80 TEMPERATURE (°C) 9 7.5 8 8.5 7 PVCC SUPPLY VOLTAGE (V) 9.5 9.9 260 9.8 255 SUPPLY CURRENT (µA) 265 PVCC (V) 9.7 9.5 IPVCC = 1mA 250 240 235 230 225 9.1 220 90 110 PVCC = 8V VITH/RUN = 1.3V 245 9.2 9.0 –50 –30 –10 10 30 50 70 TEMPERATURE (°C) 110 IPVCC 電源電流と温度 10.0 9.6 90 42671 G14 PVCC ピンのシャント・レギュレータ 電圧と温度 9.3 110 42671 G12 42671 G13 9.4 90 10.0 206 190 210 PVCC ピンの低電圧ロックアウト しきい値と温度 TA = 25°C 208 220 42671 G11 発振器周波数と電源電圧 210 9.5 230 PVCC = 8V (WITH RESPECT TO PGND) 215 –50 –30 –10 10 30 50 70 TEMPERATURE (°C) 42671 G15 90 110 42671 G16 42671fa 6 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 LTC4267-1 標準的性能特性 ITH/RUNピンのシャットダウン しきい値と温度 起動時の IPVCC 電源電流と温度 450 400 SHUTDOWN THRESHOLD (mV) 50 40 30 20 10 0 –50 –30 –10 10 30 50 70 TEMPERATURE (°C) 90 110 600 ITH/RUN PIN CURRENT SOURCE (nA) PVCC = VTURNON – 0.1V 350 300 250 200 150 100 –50 –30 –10 10 30 50 70 90 400 300 200 100 0 –50 –30 –10 10 30 50 70 TEMPERATURE (°C) 90 110 42671 G19 ソフトスタート時間と温度 4.0 PVCC = 8V 3.5 110 3.0 SOFT-START TIME (ms) 115 105 100 95 90 85 80 –50 –30 –10 10 30 50 70 TEMPERATURE (°C) 500 PVCC = VTURNON + 0.1V VITH/RUN = 0V 42671 G18 ピーク電流検出電圧と温度 120 110 TEMPERATURE (°C) 42671 G17 SENSE PIN VOLTAGE (mV) START-UP SUPPLY CURRENT (µA) 60 ITH/RUNピンの起動時電流源と 温度 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 90 110 0 –50 –30 –10 10 30 50 70 TEMPERATURE (°C) 42671 G20 90 110 42671 21 42671fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 7 LTC4267-1 ピン機能 （DFN/MSOP） PGND（ピン1、8、9、16） ：スイッチング･レギュレータの負電源。 このピンはスイッチング ･レギュレータ・コントローラの負電源 レールで、POUT ピンに接続する必要があります。 UVLO がオンになるしきい値に電圧が達するまで、POUT は 高インピーダンスです。その後は出力の電流が制限されます。 ｢アプリケーション情報 ｣のセクションを参照してください。 ITH/RUN（ピン2） ： 電流しきい値 / 起動入力。このピンは2つ の役割を果たします。スイッチング ･レギュレータのエラー・ア ンプ補償点ならびに起動 /シャットダウン制御入力として機能 します。公称電圧範囲は0.7V ∼ 1.9Vです。このピンの電圧 をPGNDを基準にして0.28Vより低くすると、コントローラは シャットダウンします。 PWRGD（ピン11） ： パワーグッド出力、オープンドレイン。PD のMOSFET がオンしていることと、スイッチング ･レギュレー タが動作を開始できることを示します。低インピーダンス状態 は、電源が正常であることを示します。PWRDは、検出時、分 類時、および過熱負荷の発生時には高インピーダンスになり ます。PWRDはVPORTN ピンの電圧を基準にしています。 NGATE（ピン3） ：ゲート・ドライバ出力。このピンはレギュレー タの外付けNチャネルMOSFETを駆動し、その振幅はPGND からPVCC までです。 SIGDISA（ピン12） ： シグネチャの無効化入力。SIGDISAピン を使用すると、PD が無効なシグニチャ抵抗を示して非アクティ ブ状態を維持できます。SIGDISAピンをVPORTP ピンに接続 すると、シグニチャ抵抗は無効な値まで低下し、LTC4267-1の すべての機能がディスエーブルされます。SIGDISAピンを使用 しない場合は、VPORTN ピンに接続してください。 PVCC （ピン4） ：スイッチング ･レギュレータの正電源。このピン はスイッチング ･レギュレータ・コントローラの正の電源レール で、PGNDピンの近くでデカップリングする必要があります。 RCLASS（ピン5） ：クラス選択入力。分類時にPD が維持する電 流値を設定するために使用します。RCLASS ピンとVPORTN ピ ンの間に抵抗を接続します （表 2を参照）。 NC（ピン6） ：内部接続なし。 VPORTN（ピン7） ： 負の電源入力。入力ダイオードを介して –48Vの入力ポートに接続します。 POUT（ピン10） ： 電源の出力。入力電流を制限する内蔵のパ ワー MOSFETを介して、スイッチング ･レギュレータのPGND ピンおよびそれ以外のすべてのPD負荷に–48Vを供給します。 VPORTP（ピン13） ： 正の電源入力。入力ダイオードを介して入 力ポートの電源帰線に接続します。 SENSE（ピン14） ： 電流検出。このピンは2つの役割を果たし ます。外付けの検出抵抗両端の電圧を読み取ってレギュレー タのスイッチ電流をモニタします。このピンは、オプションの外 付けプログラミング抵抗の両端にスロープ補償電圧を発生す る電流ランプも流します。 「アプリケーション情報」 のセクショ ンを参照してください。 VFB（ピン15） ：帰還入力。出力に接続された外付け抵抗分割 器からの帰還電圧を受け取ります。 42671fa 8 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 LTC4267-1 ブロック図 VPORTP 1.237V + – RCLASS PVCC SIGDISA CLASSIFICATION CURRENT LOAD 0.3µA 0.28V 25k SIGNATURE RESISTOR EN 9k 800mV REFERENCE VCC SHUNT REGULATOR PWRGD + + – PVCC < VTURNON UNDERVOLTAGE LOCKOUT VFB INPUT CURRENT LIMIT SHUTDOWN SOFTSTART CLAMP CONTROL CIRCUITS EN SHUTDOWN COMPARATOR 16k POWER GOOD 375mA + ERROR AMPLIFIER – + CURRENT COMPARATOR R S – PVCC Q SWITCHING LOGIC AND BLANKING CIRCUIT NGATE GATE DRIVER ITH/RUN 140mA 20mV – 1.2V VPORTN 200kHz OSCILLATOR SLOPE COMP CURRENT RAMP SENSE POUT PGND 42671 BD BOLD LINE INDICATES HIGH CURRENT PATH アプリケーション情報 概要 LTC4267-1は、受電装置（PD） インターフェイス・コントローラ と電流モードのフライバック・スイッチング ･レギュレータとい う2つの主要ブロックに分かれています。受電装置（PD） イン ターフェイスは、IEEE 802.3af 規格に準拠したPDのフロント エンドとして使用するためのものであり、調整された25kΩの シグニチャ抵抗、分類電流源、および入力電流制限回路を内 蔵しています。LTC4267-1にはこれらの機能が組み込まれてい るので、IEEE 802.3af 規格のすべての要件を満たすPD 用の シグニチャおよび電源のインターフェイスを最小限の外付け 部品で構築することができます。 LTC4267-1のスイッチング ･レギュレータ部分は、Power over Ethernetアプリケーション向けに最適化されている固定周波 数の電流モード・コントローラです。このレギュレータは6Vの NチャネルMOSFETを駆動する目的で設計されており、ソフ トスタートとプログラム可能なスロープ補償の機能を備えてい ます。内蔵のエラー・アンプおよび高精度リファレンスにより、 PDの設計者はアンプまたはリファレンスを外付けする必要な く非絶縁構成を選択できます。LTC4267-1は、IEEE 準拠の給 電装置（PSE） と、IEEE 802.3af 規格の突入電流基準を満たさ ない従来型のPSEの両方のインターフェイスとして機能する よう特別に設計されています。初期の突入電流制限値を低い レベルに設定することにより、LTC4267-1を使用するPDは、 起動時にPSE から流れる電流を最小限に抑えます。起動後、 LTC4267-1の電流制限値は高いレベルに切り替わるので、 IEEE 802.3af 準拠のPSE が存在する場合、PDは最大 13Wを 消費できます。この低レベル電流制限値により、LTC4267-1 は、IEEE 802.3af 規格の突入電流制限値を超えることなく、 任意の大容量負荷コンデンサに充電することもできます。この 2レベル電流制限により、システム設計者は、従来型のPSEと 互換性のあるPDを設計するための柔軟性が得られる上に、 IEEE 802.3afシステムで利用できるより大きな電力も活用でき ます。 42671fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 9 LTC4267-1 アプリケーション情報 DETECTION V1 VPORTN (V) TIME DETECTION V2 CLASSIFICATION –10 –20 UVLO TURN-ON –30 –40 UVLO TURN-OFF –50 TIME τ = RLOAD C1 –10 POUT (V) LTC4267-1をPDの電源およびシグニチャ・インターフェイ ス機能のために使用すると、いくつかの利点が得られます。 LTC4267-1の電流制限回路は、100Vのパワー MOSFETを 内蔵しています。この低漏れ電流 MOSFETは、25kΩのシグネ チャ抵抗の破壊を防止するよう規定されている上に、基板の スペースとコストも節約しています。さらに、IEEE 802.3af 規格 の突入電流制限規定によって、PDの内部で大量のトランジェ ント電力損失が生じることがあります。LTC4267-1は、電源 投入シーケンスを複数回行っても小型 16ピン・パッケージが 過熱しないで済むよう設計されています。過剰な電源オン/オ フ・サイクルが発生した場合でも、LTC4267-1は内蔵のパワー MOSFETをその安全動作領域範囲内に維持する過熱負荷 保護機能を備えています。 UVLO OFF –20 –30 UVLO ON UVLO OFF dV = ILIM_LO C1 dt –40 –50 動作 TIME PWRGD (V) –10 POWER BAD –20 POWER GOOD POWER BAD –30 –40 PWRGD TRACKS VPORTN –50 CURRENT LIMIT, ILIM_LO ILIM_LO PD CURRENT 図 1と表 1に示すように、LTC4267-1のPDインターフェイス には、加わる入力電圧に応じていくつかの動作モードがあ ります。これらのモードはIEEE 802.3af 規格に定義されてい る規定を満足します。入力電圧はVPORTN ピンに印加され、 VPORTP ピンの電圧を基準にして負である必要があります。 LTC4267-1のPDインターフェイス部分のデータシートの電圧 はVPORTPピンの電圧が基準になっていますが、 スイッチング･ レギュレータの電圧はPGNDピンの電圧が基準になっていま す。PGNDピンはPOUT ピンに接続していることが前提です。こ のデータシート内では異なるグランド記号を使用しているの で注意してください。 LOAD, ILOAD (UP TO ILIM_HI) ICLASS CLASSIFICATION ICLASS TIME DETECTION I2 表 1．入力電圧の関数としての LTC4267-1 の動作モード DETECTION I1 入力電圧（VPORTP ピンの電圧を 基準にしたVPORTN ピンの電圧） LTC4267-1の動作モード 0V ～ –1.4V 非アクティブ状態 –1.5V ～ –9.5V** 25kΩのシグネチャ抵抗検出 –9.8V ～ –12.4V 分類負荷電流が 0%から100%まで 増加 ILIM_LO = 140mA (NOMINAL), ILIM_HI = 375mA (NOMINAL) –12.5V ～ UVLO* 分類負荷電流が流れる ILOAD = UVLO* ～ –57V 電源がスイッチング ･レギュレータに 加わる VOUT (UP TO ILIM_HI) RLOAD IIN RCLASS VPORTP * VPORTN のUVLOにはヒステリシスが含まれる。 立ち上がり時の入力しきい値 ≅ –36.0V 立ち下がり時の入力しきい値 ≅ –30.5V ** LTC4267-1のピンで測定。LTC4267-1は、必要なダイオード・ブリッジと 組み合わせて動作する場合、IEEE 802.3afの10Vの最小値を満たす。 VOLTAGES WITH RESPECT TO VPORTP V1 – 2 DIODE DROPS 25kΩ V2 – 2 DIODE DROPS I2 = 25kΩ ICLASS DEPENDENT ON RCLASS SELECTION I1 = PSE VIN R CLASS LTC4267-1 R9 RLOAD C1 VOUT PWRGD VPORTN POUT PGND 42671 F01 図 1．入力電圧の関数としての出力電圧、 PWRGD、および PD 電流 42671fa 10 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 LTC4267-1 アプリケーション情報 直列ダイオード IEEE 802.3afで規定されているPDの動作モードでは、PDの RJ45コネクタでの入力電圧を基準にしています。PDはその各 入力で両方の極性の電源を受け入れることができる必要が あるので、通常はダイオード・ブリッジを取り付けます （図 2）。 LTC4267-1では、これを考慮に入れるため、各動作範囲のし きい値でこれらのダイオードの電圧降下を補償しています。 UVLOの電圧についても同様の調整を行っています。 検出 検出時に、PSEはケーブルに–2.8V ∼ –10Vの範囲の電圧を 印加して、25kΩのシグネチャ抵抗を探します。 これにより、 ケー ブルの端にある装置が PDとして識別されます。端子電圧がこ の範囲内である場合、LTC4267-1はVPORTP ピンとVPORTN ピ ンの間に25kΩの内部抵抗を接続します。この温度補償され た高精度の抵抗によって、PD が存在することと電力の供給が 要求されていることをPSEに警告する適切なシグニチャが提 示されます。内蔵の低漏れ電流 UVLOスイッチにより、スイッ チング ･レギュレータ回路が検出シグニチャに影響を与えるこ とはありません。 LTC4267-1は、IEEE が必要とするダイオード・ブリッジの電圧 と抵抗の影響を補償するように設計されています。シグニチャ RJ45 1 2 3 POWERED DEVICE (PD) INTERFACE AS DEFINED BY IEEE 802.3af 6 4 TX+ の範囲は、2つのダイオードの電圧降下分を吸収するため、 IEEEの範囲より低い方に広がっています。IEEE 規格では、 PSE が ΔV/ΔI 測定技法を使用して、これらのダイオードのDC オフセットがシグニチャ抵抗測定に影響を与えないようにする ことが要求されます。ただし、 ダイオードの抵抗分はシグニチャ 抵抗と直列になるので、PDの全シグニチャ抵抗に含める必 要があります。LTC4267-1は、LTC4267-1を使用して構築した PD が IEEE 規格を満足するように抵抗を相殺することにより、 シグニチャ経路にある2つの直列ダイオードを補償します。 一部のアプリケーションでは、PDを検出するかどうかを制御 することが必要です。この場合には、SIGDISAピンを使用して 25kΩのシグニチャ抵抗の有効化および無効化を行うことが できます （図 3）。SIGDISAピンを介してシグニチャを無効化す ると、シグニチャ抵抗は、IEEE 802.3af 規格に従って無効なシ グニチャである9kΩ（標準） に変更されます。この無効なシグニ チャは、–2.8V ∼ –10VのPD 入力電圧範囲に対して示されま す。入力が –10Vより大きくなると、シグニチャ抵抗は25kΩに 戻ってLTC4267-1での電力損失を最小限に抑えます。シグニ チャを無効化するには、SIGDISAピンをVPORTP ピンに接続し ます。あるいは、VPORTN ピンの電圧を基準にしてSIGDISAピ ンを H に駆動する方法もあります。SIGDISA が H になると、 PDインターフェイスのすべての機能はディスエーブルされます。 T1 TX– RX+ BR1 TO PHY RX– VPORTP SPARE+ BR2 5 LTC4267-1 D3 4 7 8 8 – SPARE VPORTN 42671 F02 図 2．メインと予備の入力にダイオード・ブリッジ を使用するLTC4267-1 の PDフロントエンド 42671fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 11 LTC4267-1 アプリケーション情報 CURRENT PATH LTC4267-1 TO PSE 25k SIGNATURE RESISTOR VPORTP 9k 16k PSE PROBING VOLTAGE SOURCE –15.5V TO –20.5V SIGNATURE DISABLE SIGDISA LTC4267-1 RCLASS VPORTP RCLASS VPORTN VPORTN V 42671 F03 42671 F04 CONSTANT LOAD CURRENT INTERNAL TO LTC4267-1 PSE CURRENT MONITOR 図 3．無効化機能のある25kΩシグネチャ抵抗 PSE PD 図 4．IEEE 802.3af の分類検査 分類 PSEは、一度 PDを検出すると、必要に応じてPDを分類する ことがあります。分類を使用すると、PSE が低消費電力のPD を識別して、それらの装置に割り振る電力を少なくすることに より、電力をより効率的に割り当てる方法が得られます。IEEE 802.3af 規格は、さまざまな電力レベルの5つのクラス （表 2） を規定しています。設計者はPDの消費電力に基づいて、該当 する分類を選択します。各クラスには、分類検査時にPD が線 路上にアサートする、クラスに対応する負荷電流があります。 PSEはPDの負荷電流を測定して、適切な分類とPDの電源 要件を判別します。 IEEE 802.3af 規格では分類時間を75msに制限しています。 PDで大量の電力損失が発生するからです。LTC4267-1はこ の期間の電力損失に対応できるように設計されています。PSE プロービングが 75msを超えると、LTC4267-1は過熱すること があります。この状況では、過熱保護回路が作動して、デバ イスを保護するために分類電流源をディスエーブルします。 LTC4267-1は、入力電圧が増加してUVLO 作動電圧より高く なるまで分類モードのままです。 VPORTN の低電圧ロックアウト IEEE 規格では、PDの最大オン電圧を42V、最小オフ電圧を 分類中 （ 図 4）、PSEは–15.5V ∼ –20.5Vの 範 囲 内 に ある 30Vと規定しています。さらに、PDはPSEとPDの間の配線に 固定電圧をPDに供給します。この範囲の入力電圧では、 存在する抵抗性の損失によって起動時の発振が発生しない LTC4267-1はVPORTP ピンからRCLASS 抵抗を介して負荷電 ように、大きなオン/オフ・ヒステリシスを維持する必要があり 流をアサートします。負荷電流の大きさは、 RCLASS 抵抗によっ ます。LTC4267-1は、VPORTN ピンの線路電圧をモニタして内 て設定されます。クラスごとに関連付けられている抵抗値を 蔵のスイッチング ･レギュレータに電力を供給するタイミング 表 2に示します。LTC4267-1はスイッチング・レギュレータに電 を決定する低電圧ロックアウト （UVLO） 回路を内蔵しています 力を供給していないので、スイッチング ･レギュレータは分類 （図 5）。スイッチング ･レギュレータに電力が供給される前、 測定に支障を及ぼさないことに注意してください。 POUT ピンは高インピーダンスであり、コンデンサC1に電荷が 表 2．IEEE 802.3af の電力分類とLTC4267-1 の RCLASS 抵抗選 存在しないのでグランド電位になっています。入力電圧が増 択の要約 加してUVLOのオン電圧しきい値より高くなると、LTC4267-1 LTC4267-1の は検出負荷と分類負荷を解除して、 内蔵のパワー MOSFET PDの入力での 公称の RCLASS をオンにします。C1はLTC4267-1の電流制限制御状態で充 抵抗 最大電力 分類負荷電流 （Ω、1%） クラス 使用法 レベル（W） （mA） 電され、POUT ピンの電圧は0V からVPORTN ピンの電圧へ遷 0 デフォルト 0.44 ～ 13.0 <5 開放 移します。この順序を図 1に示します。LTC4267-1にはヒステリ シスのあるUVLO回路が VPORTNピンに内部接続されており、 1 オプション 0.44 ～ 3.84 10.5 124 このUVLO 回路によって、入力電圧が UVLOのオフ電圧しき 2 オプション 3.84 ～ 6.49 18.5 68.1 い値より低くなるまで負荷に電力を供給し続けます。入力電圧 3 オプション 6.49 ～ 13.0 28 45.3 が –30Vより低くなると、内蔵のパワー MOSFET がオフして分 4 予備 予備 * 40 30.9 類電流が再度イネーブルされます。C1はPD 回路を介して放 *クラス4は現時点では予備であり、使用しないこと。 電し、POUT ピンは高インピーダンス状態になります。 42671fa 12 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 LTC4267-1 アプリケーション情報 LTC4267-1 TO PSE UNDERVOLTAGE LOCKOUT CIRCUIT VPORTN VPORTP C1 5µF MIN LTC4267-1の電流制限値が低レベルから高レベルに切り替 わると、瞬間的に電流が増加します。この電流スパイクが発生 するのは、LTC4267-1 が最後の1.5Vを高レベルの電流制限 値で充電した結果です。10µFのコンデンサを充電する場合、 電流スパイクは幅が標準で100µs、電流値が低レベル電流制 限公称値の125%になります。 + PGND POUT INPUT LTC4267-1 VOLTAGE POWER MOSFET 0V TO UVLO* OFF >UVLO* ON *UVLO INCLUDES HYSTERESIS RISING INPUT THRESHOLD ≅ –36V FALLING INPUT THRESHOLD ≅ –30.5V 42671 F05 CURRENT-LIMITED TURN ON 図 5．LTC4267-1 の VPORTN ピンの低電圧ロックアウト 入力電流制限 IEEE 802.3afでは、最大突入電流が規定されており、VPORTP ピンとPOUT ピンの間の最小負荷コンデンサも規定されていま す。システム内での電源投入時サージ電流を制御するため、 LTC4267-1には内蔵のパワー MOSFETと検出抵 抗による 2レベルの電流制限回路が内蔵されているので、外付け部品 を追加することなく完全な突入電流制御回路を実現していま す。電源投入時に、LTC4267-1は入力電流を低レベルに制限 するので、制御された方法で負荷コンデンサの電圧を線路電 圧まで徐々に増加させることができます。 LTC4267-1は、IEEE 802.3af 規格の突入電流基準を満たさ ない従来型のPSEのインターフェイスとして機能するよう特 別に設計されています。電源投入時には、LTC4267-1の電流 制限値はより低いレベルに設定されます。C1 が充電された後 にPOUT – VPORTN 間の電圧差がパワーグッドしきい値より小 さいと、LTC4267-1の電流制限レベルは高いレベルに切り替 わります。2レベルの電流制限により、電流供給能力が限ら れている従来型のPSE が PDを起動できる上に、PD が IEEE 802.3af準拠のPSEから最大の電力を引き出すこともできます。 2レベルの電流制限では、任意の大容量負荷コンデンサを使 用することもできます。IEEE 802.3af 規格では、電源投入時に PD が 50msより長く突入電流制限値を超えないことを要求し ています。負荷コンデンサはIEEEの突入電流制限規格より 低い電流で充電されるので、LTC4267-1は50msの時間制限 には制限されません。 UVLO がオフになるしきい値より入力電圧が低くなるまで、 LTC4267-1は高レベルの電流制限モードのままです。この2レ ベル電流制限により、システム設計者は、従来型のPSEと互 換性のあるPDを設計する柔軟性が得られると同時に、IEEE 802.3afシステムで利用できる電力を大きく割り振ることもでき ます。 電流が制限された電源投入時には、パワー MOSFETで大量 の電力が消費されます。LTC4267-1のPDインターフェイスは、 この熱負荷を許容できるよう設計されており、内蔵のパワー MOSFET が損傷しないよう熱的に保護されています。IEEE 802.3af 規格に準拠するため、PDの設計者はPDの定常状態 の消費電力が表 2に示す制限範囲内に収まるようにすること が必要です。さらに、定常状態の電流はILIM_HIより小さくす る必要があります。 パワーグッド LTC4267-1のPDインターフェイスは、負荷コンデンサC1 がフ ル充電されていることとスイッチング ･レギュレータが動作を 開始できることを示すために使用されるパワーグッド回路（図 6） を内蔵しています。パワーグッド回路は内蔵のUVLOパワー MOSFET 両端の電圧をモニタしており、その電圧が 1.5Vよ り低くなるとPWRGD がアサートされます。パワーグッド回路 にはヒステリシスが組み込まれているので、LTC4267-1は、 PWRGDを不用意にディスエーブルすることなく電流制限値 付近で動作することができます。PWRGD がディスエーブルさ れるまでには、MOSFETの電圧が 3Vまで増加する必要があ ります。 入力線路の電圧が急激に増加すると、この電圧ステップはコ ンデンサC1によって伝達され、パワー MOSFETの両端に現 れます。LTC4267-1の応答は、電圧ステップの大きさ、電圧ス テップの立ち上がり時間、コンデンサC1の値、およびスイッチ ング ･レギュレータの負荷によって決まります。入力が急速に 立ち上がる場合、LTC4267-1は内蔵している第 2の電流制限 回路を使用して、コンデンサC1を素早く充電しようとします。 このシナリオでは、PSEの電流制限によって回路全体が制限 42671fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 13 LTC4267-1 アプリケーション情報 LTC4267-1 PWRGD R9 100k THERMAL SHUTDOWN ITH/RUN UVLO – TO PSE + PGND + – C1 5µF MIN PWRGD LTC4267-1 + 100k VPORTP 10k + PGND VPORTN –48V C1 5µF 100V 0.047µF POUT 1.125V 300k VPORTN ITH/RUN TO PSE PGND ACTIVE-HIGH ENABLE FOR RUN PIN WITH INTERNAL PULL-UP 300k POUT PGND RSTART 42671 F06 図 6．LTC4267-1 のパワーグッド PVCC TO PSE される必要があります。入力の立ち上がりが低速な場合は、 LTC4267-1での375mAの電流制限がコンデンサC1の充電 速度を設定します。いずれの場合にも、コンデンサが新しい線 路電圧に充電されるまでの間、PWRGD 信号が一時的に非ア クティブになることがあります。PDの設計では、入力電圧のス テップによってPWRGD 信号を非アクティブにするかどうか、 およびその状況になった場合どのように応答するかを決定す る必要があります。設計によっては、断続的なパワーバッド状 態が無視されるように、PWRGD 信号をフィルタで除去する方 が好ましい場合があります。パワーグッド・インターフェイスに ローパス・フィルタを挿入する方法を図 7に示します。 大容量の負荷コンデンサを使用し、大量の電力を消費する PDを設計する場合は、PWRGD 信号でスイッチング ･レギュ レータの起動を遅らせることが重要です。電流が制限された 電源投入シーケンス中にレギュレータがディスエーブルされて いないと、負荷コンデンサを充電するための電流が PD 回路 に奪われ、入力の立ち上がりが低速になって、場合によって はLTC4267-1 がサーマル・シャットダウン状態になります。 PWRGDピンは、1mAのシンク能力を持つオープンドレイン、 100V 耐圧の内部トランジスタに接続されています。VPORTN ピ ンの低インピーダンス状態は、電源が正常であることを示して います。PWRGDピンは、シグネチャ時、分類検査時、および 過熱負荷の発生時には高インピーダンスになります。電源を オフにするとき、入力電圧が 30Vより低くなると、PWRGD は 非アクティブになります。さらに、入力の立ち上がり波形が高 速の場合、PWRGDは電源投入時に一時的にアクティブにな ることがあります。PWRGDはVPORTN ピンの電位を基準にし ており、アクティブ状態ではVPORTN ピンの電位に近くなりま す。PWRGDピンは、図7に示すようにスイッチング･レギュレー タ回路に接続します。 VPORTP PWRGD LTC4267-1 PGND VPORTN –48V 100k 10k + C1 5µF 100V CPVCC 0.047µF POUT PGND ALTERNATE ACTIVE-HIGH ENABLE FOR PVCC PIN C15 OPTIONAL SEE APPLICATIONS INFORMATION SECTION 42671 F07 図 7．パワーグッド・インターフェイスの例 PDインターフェイスの過熱保護 LTC4267-1のPDインターフェイスは、安全動作温度を維持 しながら小型パッケージでデバイスの機能を十分に発揮す るため、過熱負荷保護回路を内蔵しています。いくつかの要 因によって、LTC4267-1の内部で大量の電力損失が生じる 可能性があります。電源投入時、負荷コンデンサが充電され る前、LTC4267-1によって瞬間的に消費される電力は、最大 で10Wになる可能性があります。負荷コンデンサが充電され るにつれてLTC4267-1での電力損失は減少し、DC 負荷電流 によって決まる定常状態の値に達するまで減少し続けます。 LTC4267-1での電力損失が定常状態に戻る速度は、負荷コ ンデンサのサイズによって決まります。室温では、LTC4267-1 は標準では最大 800µFの負荷コンデンサに対応可能で、サー マル・シャットダウンすることはありません。大容量の負荷コン デンサを使用した場合は、LTC4267-1のダイ温度が、1 回の 電源投入シーケンスの間に最大で50 C 上昇します。何らか の理由でデバイスから電源が遮断された後、すぐに再投入さ れたためにLTC4267-1 が負荷コンデンサを再充電する必要 が生じると、事前の安全対策がとられていなかった場合には、 過剰な温度上昇が生じることがあります。 LTC4267-1のPDインターフェイスは、ダイ温度をモニタするこ とにより、デバイス自体を熱損傷から保護します。ダイ温度が 過熱保護回路の作動点を超えると、電流は減少して0になり、 デバイスは過熱保護の設定点より低い温度に冷却されるまで 42671fa 14 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 LTC4267-1 アプリケーション情報 電力をほとんど消費しなくなります。LTC4267-1 が負荷コンデ ンサを充電し、PD が給電されて動作状態になると、PDのDC 負荷電流が内蔵のMOSFETを流れるために残留熱が多少 発生します。 分類中、PSE が 75msの検査時間制限を超えると、LTC4267-1 は過熱状態になることがあります。LTC4267-1を保護するた め、ダイ温度が過熱保護回路の作動点を超えると、過熱負荷 保護回路は分類電流をディスエーブルします。ダイが冷却され て作動点より低い温度になると、分類電流は再イネーブルさ れます。 PDは高い周囲温度と許容最大電源電圧（57V） で動作するよ うに設計されています。ただし、LTC4267-1 が過熱保護回路 の作動点に達する前に充電を完了できる負荷コンデンサのサ イズには限界があります。過熱保護回路の作動点に断続的 に到達してもLTC4267-1に悪影響はありませんが、コンデン サの充電完了が遅れます。200µFまでのコンデンサであれば、 全動作温度範囲で問題なく充電できます。 スイッチング ･レギュレータのメイン制御ループ 紙面の制約上、ここでは電流モードのDC/DC 変換の基礎 は説明しません。詳細な説明については、 「アプリケーション ノート19」 や、Abraham Pressman 著「Switching Power Supply Design」 を参照してください。 Power over Ethernetシステムでは、大半のアプリケーションが 絶縁型電源の設計を伴います。この意味は、出力電源には、 PDインターフェイスまたはスイッチング ･レギュレータの1 次 側への直流の電気的経路は存在しないということです。直流 の絶縁は、通常、順方向経路ではトランスで、帰還経路では 光アイソレータまたはトランスの3 次巻線で実現します。デー タシートの表紙に示す標準的応用例の回路は、光アイソレー タを使用した絶縁設計回路を示しています。非絶縁構成が 望ましいアプリケーションでは、この特定のアプリケーショ ン用にイネーブルできる内部エラー・アンプと帰還ポートを LTC4267-1は備えています。 標準的なアプリケーション回路（図 11） では、絶縁構成に外付 けの抵抗分割器を採用して出力電圧の一部を外部エラー・ア ンプに供給しています。このエラー・アンプは、光アイソレータ の入力LEDにアナログ電流を流すことによって応答します。光 アイソレータ出力のコレクタは、対応する電流を直列ダイオー ドを介してITH/RUNピンから流します。この方法では、絶縁が 維持された状態でITH/RUNピンに帰還電圧が発生します。 ITH/RUNピンの電圧は、発振器、電流コンパレータ、および RSラッチによって形成されるパルス幅変調器を制御します。 具体的には、ITH/RUNピンの電圧により、電流コンパレータ の作動しきい値が設定されます。電流コンパレータは、外付け のNチャネルMOSFETのソース端子に直列に接続されてい る検出抵抗両端の電圧をモニタします。LTC4267-1は、内蔵 の200kHz自励発振器が RSラッチをセットすると、外付けの パワー MOSFETをオンします。LTC4267-1 が MOSFETをオフ するのは、電流コンパレータがラッチをリセットするか、デュー ティ・サイクルが 80%に到達する、そのどちらか先に起こった ときです。フライバック・トランスの1 次側および 2 次側を流れ るピーク電流のレベルは、このようにしてITH/RUNピンの電圧 で制御されます。 非絶縁構成が望ましいアプリケーション （図 11） では、外付け の抵抗分割器によって出力電圧の一部をLTC4267-1のVFB ピンに直接供給できます。出力が目的の電圧になっていると き、VFB ピンの電圧が 800mVの内部リファレンスと等しくなる ように抵抗分割器を設計する必要があります。内部エラー・ アンプは、ITH/RUNピンを駆動することによって応答します。 LTC4267-1のスイッチング ･レギュレータは、前述の説明と同 様に動作します。 レギュレータの起動 /シャットダウン LTC4267-1のスイッチング ･レギュレータには、動作をイネー ブル/ディスエーブルする2つのシャットダウン機能があります。 PVCC 電源ピンでの低電圧ロックアウトと、外部回路が ITH/ RUNピンを L にすると必ず作動する強制シャットダウンで す。LTC4267-1のスイッチング ･レギュレータは、状態図（図 8） に従って動作状態とシャットダウン状態との間を遷移します。 PDインターフェイスのVPORTNでの低電圧ロックアウトとスイッ チング ･レギュレータのPVCC での低電圧ロックアウトを混同 しないようにすることが重要です。これらは独立した機能です。 42671fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 15 LTC4267-1 アプリケーション情報 調整可能なスロープ補償 LTC4267-1 PWM SHUTDOWN PVCC < VTURNOFF ALL VOLTAGES WITH RESPECT TO PGND VITH/RUN < VITHSHDN (NOMINALLY 0.28V) VITH/RUN > VITHSHDN AND PVCC > VTURNON (NOMINALLY 8.7V) LTC4267-1 PWM ENABLED 42671 F08 図 8．LTC4267-1 のスイッチング ･レギュレータ の起動 /シャットダウン状態図 PVCC での低電圧ロックアウト機能は、LTC4267-1のスイッチ ング ･レギュレータが外付けのNチャネルMOSFETを不十 分なゲート/ソース間電圧で駆動しようとするのを防止しま す。動作をイネーブルするには、PVCC ピンの電圧が VTURNON （PGNDを基準にして公称 8.7V） を少なくとも瞬間的に超える 必要があります。PVCC ピンの電圧は、低電圧ロックアウトに よってスイッチング ･レギュレータがディスエーブルされる前に VTURNOFF（PGNDを基準にして公称 5.7V） まで低下する必要 があります。UVLOのヒステリシス範囲がこのように広いので、 フライバック・トランスのバイアス巻線を使用してLTC4267-1 のスイッチング･レギュレータの効率を高くするアプリケーショ ンがサポートされます。 ITH/RUNピンをVITHSHDN（PGNDを基準にして公称 0.28V） より低い電圧まで駆動して、LTC4267-1のスイッチング･レギュ レータを強制的にシャットダウンすることができます。内部の 0.3µA 電流源は、ITH/RUNピンの電圧を常にPVCC ピンの電 圧に近づけようとします。ITH/RUNピンの電圧が VITHSHDN を超えることが可能で、PVCC ピンの電圧が VTURNON を超え ると、LTC4267-1のスイッチング ･レギュレータが動作を開始 し、内部クランプ回路が ITH/RUNピンの電圧を直ちに約 0.7V に引き上げます。動作中、ITH/RUNピンの電圧はおおむね 0.7V ∼ 1.9Vの範囲で変化して、電流コンパレータのしきい値 （0 ∼最大） を表します。 内部ソフトスタート 内部ソフトスタート機能は、LTC4267-1のスイッチング ･レギュ レータがシャットダウン状態から脱すると必ずイネーブルされ ます。具体的には、ITH/RUNピンの電圧がクランプされ、1.4ms が経過するまで最大値に到達しないようにします。 これにより、 PDの入力電流は起動時に制御された方法で滑らかに増加 し、LTC4267-1インターフェイスの電流制限規定範囲内に収 まります。 16 LTC4267-1のスイッチング ･レギュレータはSENSEピンから 5µAのピーク電流ランプを出力します。この電流ランプは、ス ロープ補償が必要な設計回路のスロープ補償に使用できま す。この電流ランプはほぼ線形であり、その電流値は6%の デューティ・サイクルで0 から始まり、80%のデューティ・サイク ルでピークに達します。直列抵抗を使用したスロープ補償の プログラミングについては、 「外部インターフェイスと部品の選 択」 のセクションで説明します。 外部インターフェイスと部品の選択 入力インターフェイスのトランス イーサネット・ネットワークのノードは、通常は絶縁トランスを 介して外界とインターフェイスをとります （図 9）。PoEデバイス の場合、絶縁トランスにはメディア （ケーブル）側に中間タップ が必要です。インピーダンスを正しく整合させ、放射性放出や 伝導性放出を避けるため、トランスの周囲には正しい終端が 必要です。Bel Fuse、Coilcraft、Pulse、Tycoなどのトランス・メー カ （表 3）から、適切な絶縁トランスの選択や正しい終端方法 についてサポートを受けることができます。これらのメーカに は、PDアプリケーション専用に設計されたトランスがあります。 表 3．Power over Ethernet 用トランスのメーカ メーカ 問い合わせ先 Bel Fuse Inc. 206 Van Vorst Street Jersey City, NJ 07302 Tel:201-432-0463 FAX:201-432-9542 http://www.belfuse.com Coilcraft, Inc. 1102 Silver Lake Road Cary, IL 60013 Tel:847-639-6400 FAX:847-639-1469 http://www.coilcraft.com Pulse Engineering 12220 World Trade Drive San Diego, CA 92128 Tel:858-674-8100 FAX:858-674-8262 http://www.pulseeng.com Tyco Electronics 308 Constitution Drive Menlo Park, CA 94025-1164 Tel:800-227-7040 FAX:650-361-2508 http://www.circuitprotection.com 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 42671fa LTC4267-1 アプリケーション情報 ダイオード・ブリッジ IEEE 802.3afでは、TX/RXワイヤまたはRJ45コネクタ内の予 備ワイヤ対という2 種類の構成で電源配線が可能です。PD はメインおよび予備のいずれの入力でも両方の極性の電源 を受電できることを要求されているので、異なる配線構成に 対応するため、両方の入力にダイオード・ブリッジを取り付け るのが一般的です。これらのダイオード・ブリッジの実装例を 図 9に示します。IEEE 802.3af 規格では、PDを57Vで給電す る場合、使用しないブリッジの逆方向漏れ電流が 28µA 未満 であることも規定されています。 LTC4267-1には、VPORTN ピンとVPORTP ピンの間に現れる電 圧に基づいて、いくつかの異なる動作モードがあります。PD 設計回路内にある入力ダイオードの順方向電圧降下の分だ け入力電圧が低下するので、モード間の遷移点に影響しま す。LTC4267-1を使用する場合は、この順方向電圧降下に十 分注意することが必要です。特大サイズのダイオードを選択す ると、PDのしきい値が IEEE 規格を超えないようにするのに役 立ちます。 PDの入力ダイオード・ブリッジは、一部のアプリケーションで は供給可能な電力の4% 超を消費することがあります。電力 損失を減らすためにはショットキ・ダイオードを使用するのが 望ましい場合があります。ただし、標準的なダイオード・ブリッ ジをショットキ・ダイオード・ブリッジに置き換えると、モード間 の遷移点に影響します。IEEE 802.3af 規格に準拠する適切 RJ45 1 2 3 6 4 TX+ 16 T1 1 15 2 TX– 14 3 RX+ 11 6 10 7 9 8 RX– 8 入力コンデンサ AC 切断機能を実装するため、IEEE 802.3af/at 規格にはイン ピーダンスの規定があります。ACインピーダンスの規定を満 たすため、0.1µFのコンデンサ （図 9のC14） を使用します。 入力直列抵抗 リニアテクノロジーでは、お客様の業界でのケーブルの放電に 関する要求が元のテスト・レベルのほぼ 500,000 倍に高まって いることを認識しました。PDは、初期状態で充電済みのケー ブルを接続してPDのフロントエンドを介してエネルギーを逃 がす場合だけでなく、電力系統のグランドが非常に高いエネ ルギー（たとえば、落雷） にさらされる場合にも耐えて確実に 動作する必要があります。 こうした高エネルギーの状況では、10Ωの抵抗をVPORTP ピ ンに直列に接続すると、LTC4267-1 ベースのPDの堅牢性が 大幅に向上します。 （ 図 9を参照）。TVSはポート間の電圧を 制 限しますが、10Ωの抵 抗と0.1µFの容 量は、LT4267-1の ピン間で生じるエッジの速度を低下させます。追加した10Ω の直列抵抗は、LTC4267-1PD インターフェイスの動作にも、 IEEE802.3 規格の準拠性にも影響を与えません。 BR1 HD01 TO PHY PULSE H2019 SPARE+ 5 7 なしきい値点を維持しながらショットキ・ダイオードを使用す る技法を図 10に示します。ショットキ・ダイオードに起因する UVLO 作動電圧の変化を補償するためにD13 が追加されて いますが、電力はほとんど消費しません。 BR2 HD01 LTC4267-1 10Ω SPARE– D3 SMAJ58A TVS VPORTP C14 0.1µF 100V VPORTN 42671 F09 図 9．絶縁トランス、ダイオード・ブリッジ、およびコンデンサを使用するPD のフロントエンド 42671fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 17 LTC4267-1 アプリケーション情報 D11 B1100 D9 B1100 R2 75Ω C3 0.01µF 200V R1 75Ω C7 0.01µF 200V D10 B1100 10Ω D12 B1100 D6 SMAJ58A C2 1000pF 2kV J2 1 2 IN FROM PSE 3 6 4 5 7 8 TX+ TX– RX+ RX– 16 T1 1 15 2 14 3 11 6 10 7 9 8 C11 0.1µF 100V OUT TO PHY TXOUT+ TXOUT– D13 MMSD4148 RXOUT+ C25 0.01µF 200V C24 0.01µF 200V RXOUT– R31 75Ω R30 75Ω D14 B1100 SPARE+ D15 B1100 SPARE– RJ45 NOTES: UNLESS OTHERWISE SPECIFIED 1. ALL RESISTORS ARE 5% 2. SELECT RCLASS FOR CLASS 1-4 OPERATION. REFER TO DATA SHEET APPLICATIONS INFORMATION SECTION C2: AVX 1808GC102MAT D9 TO D12, D14 TO D17: DIODES INC., B1100 T1: PULSE H2019 RCLASS D17 B1100 D16 B1100 RCLASS 1% VPORTP LTC4267-1 VPORTN 42671 F10 図 10．絶縁トランス、2つのショットキ・ダイオード・ブリッジを使用するPD のフロントエンド トランジェント電圧サプレッサ LTC4267-1の絶対最大定格電圧は100Vと規定されており、 短期間の過電圧は許容できるように設計されています。ただ し、外界とのインターフェイスとなるピンには、繰り返し過剰 なピーク電圧が印加される可能性があります。LTC4267-1を 保護するには、図 9に示すように入力ダイオード・ブリッジと LTC4267-1の間にトランジェント電圧サプレッサ （D3） を取り 付けます。標準的なPDアプリケーションでは、SMAJ58Aを 推奨します。ただし、PDフロントエンドが高エネルギーの放電 を吸収する必要があるアプリケーションでは、SMBJ58Aの方 がよい場合があります。 分類抵抗の選択（RCLASS） IEEE 規格ではPDを4つの異なるクラスに分類できますが、ク ラス4は将来使用するための予備です （表 2）。RCLASS ピンと VPORTN ピンの間に接続した外付け抵抗（図 4）により、負荷 電流の値が設定されます。設計者はPD がどの電力区分に属 するかを判断し、その後、RCLASS の適切な値を表 2 から選択 します。固有の負荷電流が必要な場合は、RCLASS の値を次 式で計算できます。 RCLASS = 1.237V/(IDESIRED – IIN_CLASS) ここでIIN_CLASS はLTC4267-1の分類時の電源電流で、電 気的仕様に示されています。RCLASS 抵抗の許容誤差は、分 類回路全体の精度が低下しないように1% 以内にする必要 があります。抵抗の電力損失は最大 50mWになりますが一過 性の値なので、通常は発熱が問題になることはありません。 ループ安定性を維持するため、レイアウトに注意してRCLASS ノードでの容量を最小限に抑えるようにすることが必要です。 分類回路はRCLASS ピンをフロート状態にすることでディス エーブルできます。RCLASS ピンをVPORTN ピンに短絡すると、 42671fa 18 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 LTC4267-1 アプリケーション情報 LTC4267-1の分類回路は非常に大きな電流を流すことを強 制され、すぐにサーマル・シャットダウン状態になるので、この 短絡は行わないでください。 パワーグッド・インターフェイス PWRGD 信号はオープンドレインの高電圧トランジスタによっ て制御されます。設計者には、この信号を使用し、ITH/RUNピ ンまたはPVCC ピンを介して内蔵のスイッチング ･レギュレータ をイネーブルするというオプションがあります。スイッチング ･ レギュレータを制御するためのアクティブ H のインターフェ イス回路の例を図 7に示します。 アプリケーションによっては、断続的なパワーバッド状態を無 視する方が望ましいことがあります。このためには、図 7でコ ンデンサC15を組み込んでローパス・フィルタを形成します。 図に示す部品を使用すると、約 200µsより短いパワーバッド状 態は無視されます。逆に、その他のアプリケーションでは、図 7 に示すようにCPVCC を使用して、スイッチング ･レギュレータに 対するPWRGDのアサートを遅らせる方が望ましいことがあり ます。 設計者がパワーグッド信号を使用してスイッチング ･レギュ レータをイネーブルすることを推奨します。PWRGDを使用 すると、コンデンサC1 が最終値である1.5V 以内に達して、 負荷の受け入れ準備が完了していることが保証されます。 LTC4267-1は、負荷の電圧および電流の急激な変動に対処 し、しかもスイッチング ･レギュレータがオフになるのが早す ぎることのないように、パワーグッドのヒステリシスを広く設計 しています。 「アプリケーション情報」セクションの 「電源投入 シーケンス」 を参照してください。 シグネチャの無効化インターフェイス 25kΩのシグネチャ抵抗を無効化するには、SIGDISAピンを VPORTP ピンに接続します。あるいは、VPORTN ピンの電圧を基 準にしてSIGDISAピンを H に駆動する方法もあります。シグ ネチャの無効化インターフェイスの例を図 16のオプション2 に示します。SIGDISAピンの入力抵抗は比較的大きく、しきい 値電圧はきわめて低いことに注意してください。プリント回路 基板には高電圧が存在するので、VPORTP ピンから漏れ電流 が流れると、SIGDISAピンは意図せずに H になる可能性が あります。問題のない動作を保証するため、SIGDISAピンの 近くでは高電圧レイアウト技法を使用してください。SIGDISA ピンを使用しない場合は、VPORTN ピンに接続してください。 負荷コンデンサ IEEE 802.3af 規格では、 （図 11のC1で与えられている）5µFの 最小負荷容量をPD が維持することを要求しています。それよ りはるかに大容量の負荷コンデンサを使用することは許容さ れており、LTC4267-1は熱が問題になる前に非常に大容量の 負荷コンデンサを充電できます。負荷コンデンサは、スイッチン グ ･レギュレータが正常に動作するのに十分なエネルギーを 供給するために、十分大きくする必要があります。ただし、この コンデンサは大きすぎないようにする必要があります。大きす ぎるとPDの設計回路が IEEE 802.3afの規定に違反する可能 性があります。負荷コンデンサが大きすぎると、PSEによる不用 意な電源シャットダウンの問題が発生することがあります。以 下のシナリオについて検討します。PSE が –57V（許容最大値） で動作しており、PD が検出されて電力が供給されると、負荷コ ンデンサは–57V 近くまで充電されます。何らかの理由でPSE の電圧が突然 –44V（許容最小値） まで低下すると、入力ブリッ ジによってバイアスの極性が反転し、PDの電源は負荷コンデ ンサが供給するようになります。負荷コンデンサのサイズとPD のDC 負荷によっては、PDは一定の期間電力を消費しません。 この期間が IEEE 802.3afの切断遅延時間である300msを超 えると、PSEはPDから電源を遮断します。このため、不用意な シャットダウンが発生しないようにする必要があります。 負荷コンデンサの容量が非常に小さい （≤10µF） と、電流制限 時の充電が非常に急速になります。出力で電圧が急激に変化 すると、電流制限値が一時的に減少して、コンデンサの充電 速度が若干低下します。逆に、非常に容量の大きいコンデン サを充電すると、電流制限値はわずかに増加します。いずれ の場合にも、出力電圧がその最終値に達すると、入力電流制 限値はその公称値に戻ります。 負荷コンデンサは満充電時に大量のエネルギーを蓄積でき ます。PDの設計では、このエネルギーが誤ってLTC4267-1で 消費されないようにする必要があります。極性保護ダイオー ドは、ケーブル上での不慮の短絡による損傷を防ぎます。 ただし、コンデンサの充電中にPDの内部でVPORTN ピンを VPORTP ピンに短絡すると、内部 MOSFETの寄生ボディ・ダイ オードを電流が流れて、LTC4267-1に永久的な損傷を与える 場合があります。 42671fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 19 LTC4267-1 アプリケーション情報 Maintain Power Signature （電源維持シグネチャ） IEEE 802.3afシステムでは、PSE が Maintain Power Signature （MPS）を使用して、PD が引き続き電力を必要とするかどう かを判別します。MPSは、PD が 10mA 以上の電流を定期的 に流すことと、0.05µFと並列な （PDの）ACインピーダンスが 26.25kΩより小さいことも要求しています。DC 電流が 10mA 未満であるか、ACインピーダンスが 26.25kΩより大きいと、 PSEは電源を遮断することがあります。電源の遮断を保証す るには、DC 電流を5mA 未満にして、ACインピーダンスを 2MΩより大きくする必要があります。 帰還抵抗値の選択 スイッチング ･レギュレータの安定化出力電圧は、VOUT の両 端に接続した抵抗分割器 （図 11のR1およびR2） とエラー・ア ンプのリファレンス電圧 VREF によって決まります。目的の電 圧を発生するために必要なR2とR1の比は、次式で計算でき ます。 R2 = R1 • (VOUT – VREF)/VREF 絶縁型電源アプリケーションでは、外部エラー・アンプを設計 者が選択することによってVREF が決まります。市販のエラー・ アンプやプログラム可能なシャント・レギュレータは、1.25Vま たは2.5Vの内部リファレンスを内蔵していることがあります。 LTC4267-1の内部リファレンスとエラー・アンプは絶縁型設計 では使用しないので、VFB ピンはPGNDに接続します。 非絶縁型アプリケーションでは、LTC4267-1に内蔵の内部リ ファレンスとエラー・アンプを使用できます。抵抗分割器の出 力はVFBピンに直接接続できます。LTC4267-1の内部リファレ ンスの公称値は0.8Vです。 VOUT から流れる静的電流に起因する効率損失を最小限に 抑えるため、R1とR2の抵抗値はできるだけ大きな値を選択し ます。ただし、VOUT がレギュレーション状態のとき、抵抗分割 器の出力からエラー・アンプ・ピンに入力電流が流れることで 生じる誤差が 1% 未満になるようにという意味では十分小さ な値にします。 エラー・アンプと光アイソレータに関する検討事項 絶縁型回路構成では、外部エラー・アンプをどのように選択す るかはスイッチング ･レギュレータの出力電圧によって異なり ます。標準的なエラー・アンプは、1.25Vまたは2.5Vの電圧リ ファレンスを内蔵しています。アンプの出力とアンプの上側の 電源レールは、多くの場合、内部で相互に接続されています。 電源レールは、通常、上側の電圧範囲が広くなるよう規定さ れていますが、リファレンス電圧より低い範囲は許容されてい ません。このことは、アンプの電源電圧が適切に管理されてい ない場合、絶縁型スイッチング ･レギュレータの設計で問題 になる場合があります。スイッチング ･レギュレータの負荷電 流が減少して出力電圧が上昇すると、エラー・アンプが応答し て、LEDを流れる電流を増加させます。LEDの電圧は最大で 1.5Vになることがあり、RLIMと共にエラー・アンプの電源電圧 を減少させます。エラー・アンプに十分な余裕がないと、LED および RLIM 両端での電圧降下によってエラー・アンプが瞬間 的に停止し、メインループでロックアップ状態が発生します。 スイッチング ･レギュレータにはアンダーシュートが発生し、エ ラー・アンプがそのシンク電流を解放するまで元の状態に戻 りません。エラー・アンプの余裕が常に十分なものになるよう に、リファレンス電圧とRLIM の値を注意して選択する必要が あります。これらの問題を回避する代替の解決策は、エラー・ アンプの出力と電源レールを別々のピンから取り出している LT1431またはLT4430を使用することです。 PDの設計者は、帯域幅がメイン制御ループより十分に広い 光アイソレータを選択することも必要です。この手段を見落と すと、メイン制御ループを安定化するのが困難になることがあ ります。光アイソレータの出力コレクタ抵抗を選択して帯域幅 を広げることはできますが、この段の利得が低下するという代 償を払うことになります。 出力トランスの設計に関する検討事項 出力電圧の設定は外付けの帰還抵抗分割器で行うので、PD の設計者はトランスの巻数比を比較的自由に選択できます。 PDの設計者は簡単な整数比 （たとえば、1:1、2:1、3:2） を使用 できるので、全巻数および相互インダクタンスの設定自由度 が高くなり、即入手可能な汎用のトランスを使用できることも あります。 1 次側または2 次側にトランスの漏れインダクタンスがあると、 出力スイッチ （図 11のQ1）がオフした後に電圧スパイクが発 生します。フライバック・パルスの2 次側から1 次側への換算 電圧（漏れスパイクを含む） と入力電源電圧の和は、外付け 42671fa 20 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 LTC4267-1 アプリケーション情報 MOSFETの許容降伏電圧定格を超えないようにする必要が あります。このスパイクは負荷電流が大きくなるほど顕著にな り、より大きな蓄積エネルギーを消費しなければなりません。 場合によっては、MOSFETのドレイン・ノードでの過電圧によ る絶縁破壊を防ぐため、 「スナバ」 回路が必要になります。スナ バ回路の設計については、 「アプリケーションノート19」 を参照 してください。 電流検出抵抗に関する検討事項 設計者は、外付けの電流検出抵抗（図 11のRSENSE） によって 特定のアプリケーションでの電流制限動作を最適化できま す。電流検出抵抗は数 Ω から数十 mΩまで多様なので、ピー ク振幅電流の範囲は数分の1A から数 Aになります。回路動 作が適切になるよう注意が必要で、特に、電流検出抵抗の値 が小さい場合に注意する必要があります。 スイッチング電流が ITH/RUNピンの電圧範囲全体に及ぶよう にRSENSEを選択してください。公称の電圧範囲は0.7V∼1.9V であり、RSENSE は実験によって求めることができます。電源に 大容量のコンデンサを接続することにより、メインループを一 時的に安定化することができます。PDのクラスに基づいて、電 源の出力で許容される最大負荷電流を流します。ITH/RUNピ ンの電圧が 1.9Vに近づくようにRSENSE を選択します。最後 に、動作範囲全体にわたって出力負荷電流を流し、ITH/RUN ピンの電圧が 0.7V ∼ 1.9Vの範囲内に収まることを確認しま す。RSENSE 抵抗の周辺ではレイアウトが非常に重要です。た とえば、0.020Ωの検出抵抗では、寄生抵抗が 1mΩ（0.001Ω） あるとピークスイッチ電流は5% 減少します。プリント回路基板 の銅トレースの抵抗は、必ずしも無視できないので、優れたレ イアウト手法を用いることは必須です。 プログラム可能なスロープ補償 LTC4267-1のスイッチング ･レギュレータは、そのSENSEピ ンを介して外付けのスロープ補償抵抗（図 11のRSL）にラン ピング電流を流します。この電流ランプは、LTC4267-1の最 小デューティ・サイクルである6%の間 NGATEピンが H に なった後、0 から始まります。この電流はピーク値の5µA（最大 デューティ・サイクルである80%のとき） まで直線的に増加し、 NGATEピンが L になると流れなくなります。SENSEピンを に接続している直列抵抗（RSL） でラ 電流検出抵抗（RSENSE） ンピング電圧降下が発生します。LTC4267-1のSENSEピンの 視点からは、このランピング電圧は検出抵抗両端の電圧に加 えられるので、電流コンパレータのしきい値は実質的にデュー ティ・サイクルに比例して低下します。これにより、低調波発振 に対する制御ループが安定化します。電流コンパレータのしき い値の減少量（∆VSENSE） は、次式を使用して計算できます。 ΔVSENSE = 5µA • RSL • [(Duty Cycle – 6%)/74%] 注記：LTC4267-1では、6%より大きく80%より小さいデュー ティ・サイクル範囲が強要されます。 スロープ補償の必要がない設計では、RSL の代わりにその部 分を短絡させることができます。 トランスの 3 次巻線を使用するアプリケーション 標準的な動作回路構成では、トランスの1 次側に3 次巻線を 使用し、PVCC ピンを介してLTC4267-1のスイッチング ･レギュ レータに電力を供給することができます （図 11）。ただし、この 配置は、本質的には自動的に起動しません。通常は、外付け の 「細流充電」抵抗（RSTART） を、PVCC ピンの電圧をモニタす る、ヒステリシス範囲の広い内蔵の低電圧ロックアウト回路と 組み合わせることで起動を実現します。 RSTART はVPORTP ピンに接続され、標準で100µAの電流を 供給してCPVCC を充電します。しばらくすると、CPVCC の電 圧はPVCC ピンのオン電圧しきい値に達します。これにより、 LTC4267-1のスイッチング ･レギュレータが突然起動し、通 常の電源電流が流れます。NGATEピンがスイッチングを開 始し、外付けMOSFET（Q1）から電力の供給が開始されま す。スイッチング ･レギュレータがその通常の電源電流を流す につれてCPVCC の電圧は低下し始めます。この電源電流は RSTART からの供給電流を超えているからです。しばらくすると （標準では数十 ms 後）、出力電圧が目的の値に近づきます。 このときには、 トランスの3 次巻線が、LTC4267-1のスイッチン グ ･レギュレータが必要とする電源電流を実質的にすべて供 給しています。 設計上の潜在的な落とし穴の1つは、コンデンサCPVCC の値 を小さくしすぎることです。この場合には、3 次巻線による駆動 が効果を発揮する前に、PVCC ピンを流れる通常の電源電流 によってCPVCC が急速に放電します。こうなると、個別の状況 に応じて、オン/オフを数回繰り返した後に正常動作に到達す るか、PVCC ノードで永続的な緩和発振状態になることがあり ます。 42671fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 21 LTC4267-1 アプリケーション情報 ISOLATED DESIGN EXAMPLE –48V FROM DATA PAIR C1 RSTART – LPRI PGND PVCC VPORTP 0.1µF 100V + – VPORTN NGATE VPORTN Q1 RLIM RSENSE PGND VPORTP VFB ITH/RUN COUT LSEC RSL SENSE LTC4267-1 SIGDISA POUT • PGND RCLASS RCLASS VOUT • CPVCC PVCC –48V FROM SPARE PAIR D1 T1 VPORTP + OPTOISOLATOR PGND PVCC PGND ERROR AMPLIFIER RC CC R2 R1 PGND CISO NONISOLATED DESIGN EXAMPLE T1 LBIAS D2 –48V FROM DATA PAIR + R3 RSTART – 0.1µF 100V + D1 VPORTP C1 LPRI PGND NGATE – ITH/RUN CC POUT LSEC PGND RSENSE R2 VFB PGND COUT Q1 SENSE LTC4267-1 SIGDISA VPORTN • RSL RCLASS RCLASS VOUT • CPVCC PGND PVCC –48V FROM SPARE PAIR • PGND PGND R1 42671 F11 PGND 図 11．LTC4267-1 の標準的なアプリケーション回路 42671fa 22 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 LTC4267-1 アプリケーション情報 ワーストケースの最小充電電流 が LTC4267-1の起動電流 の最大定格より大きくなるように抵抗 RSTART を選択して、 CPVCC をPVCC ピンのオン電圧しきい値まで充電するのに十 分な電流を確保します。ワーストケースの最大充電電流が PVCC 電源電流の最小定格より小さくなるのに十分な大きさ の抵抗をRSTARTとして選択し、動作時には大半のPVCC 電流 が 3 次巻線から供給されるようにすることも必要です。これに より、可能な最高の効率が得られます。 次に、コンデンサCPVCC を、前述した緩和発振動作を回避す るのに十分な大きさにします。これは2 次側回路の詳細と負 荷の動作に依存するので、理論的に求めるのは困難です。実 験的な検査を推奨します。 トランスの3 次巻線は、ダイオードの順方向電圧降下を考慮 した後の出力電圧が PVCC ピンのオン電圧しきい値の最大値 を超えるように設計します。また、3 次巻線の公称出力電圧を PVCC ピンのクランプ電圧の最小定格より0.5V 以上低い値に して、LTC4267-1のシャント・レギュレータとの衝突で不必要 に電力を消費しないようにします。 + VPORTP RSTART –48 FROM PSE PVCC LTC4267-1 CPVCC PGND – VPORTN POUT PGND 42671 F14 図 12．シャント・レギュレータを介した LTC4267-1スイッチング ･レギュレータの給電 + RB VPORTP –48 FROM PSE PVCC RSTART Q1 D1 8.2V PGND LTC4267-1 PGND CPVCC PGND PVCC シャント・レギュレータ – トランスの3 次巻線を組み込むアプリケーションでは、内蔵の PVCC シャント・レギュレータが、3 次巻線に電力が供給される ときにLTC4267-1のスイッチング ･レギュレータを過電圧トラ ンジェントから保護する機能を果たします。 トランスの3次巻線が望ましくないか、利用できない場合、 シャ ント・レギュレータを使用すると、図 12に示すようにVPORTP か ら1 本の電圧降下抵抗を介してLTC4267-1のスイッチング ･ レギュレータに電力を供給できます。この簡便さを得るため、 電圧降下抵抗 RSTART での静的な電力損失によって効率が 低下するという代償を払っています。 シャント・レギュレータは、PVCC ピンからPGND へ最大 5mA のシンク電流を流すことができます。RSTARTとCPVCC の値は、 アプリケーションがワーストケースの負荷条件とPVCC の電圧 降下に耐えて、PVCC のオン電圧しきい値に達しないようにす る必要があります。CPVCC の大きさは、最小スイッチング電圧 を維持しながらNGATEピンを駆動するのに必要なスイッチン グ電流を扱うのに十分なものにします。 VPORTN POUT PGND 42671 F15 図 13．外部プリレギュレータを使用した LTC4267-1スイッチング ･レギュレータの給電 外部プリレギュレータ 図 13の回路は、LTC4267-1のスイッチング ･レギュレータ回 路に電力を供給する第 3の方法を示しています。外部直列プ リレギュレータは、直列パス・トランジスタQ1、ツェナー・ダイ オードD1、およびバイアス抵抗 RB で構成されています。プリ レギュレータはPVCC ピンの電圧を公称で7.6Vに維持します。 これはPVCC ピンのオフ電圧しきい値の最大定格である6.8V より十分に高い値です。抵抗 RSTART によってPVCC ノードは PVCC ピンのオン電圧しきい値まで瞬時に充電され、これに よってスイッチング･レギュレータがイネーブルされます。スイッ チング ･レギュレータがその通常の電源電流を流すにつれて CPVCC の電圧は低下し始めます。この電源電流はRSTART か らの供給電流を超えているからです。しばらくすると、出力電 圧は目的の値に近づきます。このときには、パス・トランジスタ Q1はPVCC ピンの降下中の電圧に追いつき、LTC4267-1のス イッチング･レギュレータが必要とする電源電流を実質的にす べて供給しています。CPVCC の大きさは、最小スイッチング電 圧を維持しながらNGATEピンを駆動するのに必要なスイッチ ング電流を扱うのに十分なものにします。 42671fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 23 LTC4267-1 アプリケーション情報 外部プリレギュレータの効率は、前述した単純な抵抗とシャン ト・レギュレータの方式より高くなります。RB は、ツェナー・ダイ オードの電圧を維持するために必要な少量の電流と、Q1に 必要となる可能最大ベース電流を流すことができるように選 択します。LTC4267-1のスイッチング ･レギュレータに給電す るために必要な実際の電流はQ1を流れるので、PVCC ピンか らは 「必要に応じて」電流が供給されます。このため、静的な 電流はRB および D1を流れる電流のみが制限されます。 メインループの補償 絶縁回路構成では、通常は外部エラー・アンプの周辺に配置 した部品によって補償点を選択します。図 14に示すように、直 列のRC 回路網はエラー・アンプの比較電圧とエラー・アンプ 出力の間に接続します。トランジェント負荷応答が重要では ないPDの設計では、RZ を短絡で置き換えます。R2とCC の 積が十分大きくなるようにして、安定性を確保することが必要 です。高速セトリングのトランジェント応答が重要な場合は、 RZCC で設定するゼロを導入します。PDの設計者は、出力電 圧のセトリング応答を高速化するのと引き換えにループの安 定性を低下させることのないようにする必要があります。 CC RZ TO OPTOISOLATOR R1 42671 F14 図 14．絶縁型設計回路のメイン・ループ補償 LTC4267-1 CC スイッチング・トランジスタの選択 トランスの1 次側をNチャネル・パワー MOSFETで駆動する と、インダクタンスによって、MOSFETのドレイン電圧の変動 幅が VPORTPとPGND 間の電圧の2 倍になります。LTC4267-1 は–57Vの最大電源電圧で動作するので、MOSFETの定格 は、設計上十分な余裕を持って114V 以上の電圧に対応で きる値である必要があります。標準的なトランジスタの定格は 150Vですが、一部のメーカはPower-over-Ethernetアプリケー ション専用に120V 定格のMOSFETを開発しました。 LTC4267-1のNGATEピンは、NチャネルMOSFETのゲート を駆動します。NGATEピンの電圧の変動幅は、PGND から PVCC までのレール・トゥ・レールの電圧になります。設計者は、 MOSFET が PVCC に切り替わったときの 「オン」抵抗が低いこ とだけでなく、MOSFETのゲートが PVCC 電源電圧に対応で きることも確認する必要があります。 効率の高いアプリケーションでは、全ゲート電荷量の少ない NチャネルMOSFETを選択してください。全ゲート電荷量が 少ないと、NGATE 駆動回路の効率が向上し、ゲートの充放 電に必要なスイッチング電流が最小限に抑えられます。 VOUT R2 ITH/RUN 非絶縁型の設計回路では、LTC4267-1はITH/RUNピンが補償 点として機能する内部エラー・アンプを組み込みます。同様な方 法で、図 15に示すようにITH/RUNピンとPGNDの間に直列の RC 回路網を接続することができます。CC およびRZ は、負荷と 入力のトランジェント応答が最適になるように選択します。 PGND RZ 42671 F15 図 15．非絶縁型設計回路のメイン・ループ補償 補助電源 一部のアプリケーションでは、ACアダプタなどの補助電源か らPDに電力を供給する方が望ましいことがあります。補助電 源が PDに電力を供給できる場所はいくつかありますが、さ まざまな交換条件が存在します。ダイオードOR 接続回路を 使用することにより、絶縁型電源の3.3V出力または5V出力 で電力を供給できます。この方法では、絶縁障壁の後でPD の内部回路に到達するので、PDのACアダプタ・ジャックに 対する802.3af 規格の絶縁安全性規定を満たします。電力は LTC4267-1のPDインターフェイス部分に供給することもでき ます。この場合には、ユーザが PDのACアダプタ・ジャックの 端子に触れることができないことを確認する必要があります。 そうでないと、802.3af 規格の絶縁安全性規定を満たさなくな るからです。 42671fa 24 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 LTC4267-1 外部電源をPDにダイオードOR 接続する3つの方法を図 16 に示します。オプション1では、 LTC4267-1のインターフェイス・ コントローラの前に電源が挿入されるのに対して、オプション 2および 3では、LTC4267-1のインターフェイス・コントローラ 部分を介さずにスイッチング ･レギュレータに直接電力が供 給されます。 LTC4267-1のインターフェイス・コントローラの前に電源を挿 入する場合は、ACアダプタが LTC4267-1のUVLOオン電圧 要件を超えていることと、 トランジェント電圧サプレッサ （TVS） を組み込んで最大電圧を57Vに制限することが必要です。こ のオプションでは、トランスの入力電流制限、有効なパワー グッド信号の出力、電源の優先度問題の単純化を実現できま す。ACアダプタの電源は25kΩのシグネチャ抵抗の情報を損 なうので、ACアダプタが PSEより前にPDに電力を供給する 限り、ACアダプタが優先され、PSE が PDに電力を供給するこ とはありません。PSE が既にPDに電力を供給している場合、 ACアダプタの電力はPSEと並列になります。この場合は、電 源電圧が高い方の優先順位が高くなります。ACアダプタの電 圧が高い場合は、PSE から電流が流れないので、PSEは線路 電圧を遮断します。反対に、ACアダプタの電圧の方が低い場 合、PSEは引き続き電力をPDに供給し、ACアダプタは使用さ れません。どちらのシナリオの場合も正常に動作します。 補助電源を （LTC4267-1のPDインターフェイスを介さずに） LTC4267-1のスイッチング ･レギュレータに直接入力すると、 別の交換条件が生じます。オプション2に示す構成では、 ACアダプタが LTC4267-1のUVLOオン電圧要件を超える 必要はありません。ただし、D9を組み込んで、ACアダプタが LTC4267-1のインターフェイス・コントローラに電力を供給し ないようにすることが必要です。ACアダプタの電圧要件は、 内蔵のスイッチング ･レギュレータの要求によって決まります。 ただし、電源の優先度の問題には、さらなる調整が必要です。 ACアダプタの電圧が PSEの電圧より低い場合は、PSEの電 源が優先されます。LTC4267-1のインターフェイス・コントロー ラはPSE から電源を取りますが、ACアダプタは使用されませ ん。この構成はPoEシステムでは問題ありません。反対に、AC アダプタの電圧の方が PSEの電圧より高いと、LTC4267-1の スイッチング･レギュレータはACアダプタから電源を取ります。 この状況では、PSE が存在する場合に発生する可能性があ る電源オン/オフ・サイクルの問題に対処する必要があります。 PSEはPDを検出して電力を供給します。スイッチング ･レギュ レータの電力が ACアダプタから供給されている場合、PDは 最小負荷要件を満たさなくなるので、その後 PSEは電源を遮 断します。PSEは再度 PDを検出し、電源のオン/オフ・サイク ルが始まります。ACアダプタの電圧が PSEの電圧より高い場 合は、オプション2に示すように、シグネチャを無効化するか、 LTC4267-1のインターフェイスの出力に最小の負荷を取り付 けて電源のオン/オフ・サイクルを防止する必要があります。 3 番目のオプションでも、LTC4267-1のインターフェイス・コン トローラを介さずにLTC4267-1のスイッチング ･レギュレータ に直接電力が供給され、ダイオードD9 が省略されています。 ダイオードを省略しているので、ACアダプタの電圧は、スイッ チング･レギュレータの電圧に追加してLTC4267-1のインター フェイス・コントローラに印加されます。このため、ACアダプタ の電圧を38V∼57Vの範囲に維持して、LTC4267-1のインター フェイス・コントローラを通常の動作範囲内に保つ必要があ ります。3 番目のオプションには、外部電圧が PSEの電圧を超 えると25kΩのシグネチャ抵抗を自動的に無効化するという利 点があります。 LTC4267-1 の電源投入シーケンス LTC4267-1は、PDインターフェイスとスイッチング ･レギュレー タという2つの機能単位で構成されており、これら2つの機能 単位の電源投入シーケンスは慎重に検討する必要がありま す。PDの設計者は、インターフェイスが負荷コンデンサの充 電を完了するまでスイッチング ･レギュレータが動作を開始し ないよう徹底する必要があります。こうすることにより、スイッ チング ･レギュレータの負荷電流は、PDインターフェイスの電 流制限回路が供給する負荷コンデンサ充電電流と競合しなく なります。この検討を怠ると、起動時の電源電圧上昇速度の 低下や起動時の発振が起こる可能性があり、場合によっては サーマル・シャットダウンが発生することがあります。 LTC4267-1はPDインターフェイスにパワーグッド信号の機能 を備えており、これを使用して、負荷コンデンサが満充電状態 であることと、スイッチング ･レギュレータの負荷に対応できる 準備が完了したことをスイッチング･レギュレータに示すことが できます。PWRGD 信号を使用してスイッチング ･レギュレータ を制御できる方法の2つの例を図 7に示します。最初の例で は、NチャネルMOSFETを使用してITH/RUNポートをシャット ダウンしきい値（標準で0.28V） より低い電圧まで駆動します。 2 番目の例では、PVCC をPVCC のオン電圧しきい値より低い 42671fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 25 LTC4267-1 アプリケーション情報 OPTION 1: AUXILIARY POWER INSERTED BEFORE LTC4267-1 PD RJ45 1 2 3 6 TX+ T1 ~ – TX RX+ D3 SMAJ58A TVS + C14 0.1µF 100V BR1 HD01 TO PHY ~ RX– RSTART – C1 VPORTP SPARE+ 4 ~ 5 7 LTC4267-1 BR2 HD01 – SPARE 8 PVCC + ~ + CPVCC PGND – VPORTN POUT PGND D8 S1B ISOLATED WALL 38V TO 57V TRANSFORMER – OPTION 2: AUXILIARY POWER INSERTED AFTER LTC4267-1 PD WITH SIGNATURE DISABLED RJ45 1 2 3 6 TX+ T1 ~ TX– RX+ + ~ 100k C14 0.1µF 100V BR1 HD01 TO PHY RX– D3 SMAJ58A TVS – C1 BSS63 VPORTP SPARE+ 4 ~ 5 7 SPARE ISOLATED WALL TRANSFORMER ~ + 100k SIGDISA PVCC LTC4267-1 PGND BR2 HD01 – 8 + RSTART – CPVCC VPORTN POUT PGND D9 S1B – D10 S1B OPTION 3: AUXILIARY POWER APPLIED TO LTC4267-1 PD AND SWITCHING REGULATOR RJ45 1 2 3 6 4 TX+ T1 ~ TX– RX+ ~ RX– 8 C14 0.1µF 100V BR1 HD01 TO PHY RSTART – C1 VPORTP SPARE+ ~ 5 7 + D3 SMAJ58A TVS + BR2 HD01 SPARE– ISOLATED WALL TRANSFORMER + ~ PVCC LTC4267-1 CPVCC PGND – VPORTN POUT PGND D10 S1B 38V TO 57V 42671 F16 – 図 16．PD の補助電源 42671fa 26 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 LTC4267-1 アプリケーション情報 電圧まで駆動します。2 番目の例を使用すると、パワーグッド 信号がアクティブになる時間を超えてスイッチング･レギュレー タの起動時の遅延時間が長くなるという点でさらに有利で す。2 番目の例では、遅延時間を発生させる部品を追加する 必要なく、起動時の時間的な余裕が確実に増えます。パワー グッド信号を使用するのが望ましくないアプリケーションで は、RSTARTとCPVCC によって十分な時間的余裕を実現でき ます。RSTART および CPVCC は、C1を充電するのに必要な時 間より2、3 倍長い遅延時間に設定してください。 LTC4267-1 のレイアウトに関する検討事項 LTC4267-1のレイアウトに関する最も重要な検討事項は、ス イッチング ･レギュレータに関連した補助用外付け部品の配 置です。重要な部品の周囲のレイアウト方法がよくないと、効 率、安定性、 および負荷トランジェント応答性能が低下します。 LTC4267-1のスイッチング ･レギュレータの場合は、C1、T1の 1 次側、Q1、および RSENSE を流れる電流ループについてレイ アウトに十分な注意が必要です。 （表 11を参照）。このループ には大量のスイッチング電流が循環するので、これらの部品 は互いに近づけて配置する必要があります。さらに、これらの 部品の間には、広い銅トレースまたは銅プレーンを使用してく ださい。このループの接続を完成するためにビアが必要な場 合は、寄生抵抗を最小限に抑えて電流密度を減らすため、電 流の流れる方向と垂直に複数のビアを並べて配置することが 不可欠です。スイッチング周波数および電力レベルがかなり高 いので、シールドと高周波レイアウトの技法を使用する必要 があります。LTC4267-1のPGNDピンとRSENSE のPGND 側 の間には、小電流、低インピーダンスの代替接続を大電流の ループから遠ざけて使用してください。このケルビン検出法に より、LTC4267-1によって測定される検出電圧の正確な表現 が保証されます。 帰還抵抗R1およびR2、 ならびに補償コンデンサCCの配置は、 出力電圧の精度、メイン制御ループの安定性、および負荷ト ランジェント応答にとって非常に重要です。絶縁型設計のア プリケーションでは、R1、R2、および CC は、配線長と配線容 量を最小限に抑えて、エラー・アンプの入力にできるだけ近づ けて配置してください。非絶縁型アプリケーションでは、R1お よび R2をLTC4267-1のVFB ピンにできるだけ近づけて配置 し、CC をLTC4267-1のITH/RUNピンにできるだけ近づけて 配置してください。 要するに、大電流ループのレイアウトを全体的に密にして電 流密度に細心の注意を払うことにより、PD 内部でLTC4267-1 の正常な動作を確保できます。 C14（図 9）を、LTC4267-1に物理的にできるだけ近づけて VPORTP ピンとVPORTN ピンの間に配置します。10Ωの直列抵 抗をC14の近くに配置します。RCLASS ピンに過剰な寄生容量 が発生しないようにしてください。SIGDISAピンはVPORTP ピ ンに隣接しているので、抵抗性結合または容量性結合がある と、シグネチャ抵抗が誤って無効化されることがあります。安 定した動作を確保するには、SIGDISAピンを電気的に接続し てフロート状態のままにしないようにする必要があります。PD 内の電圧は最大で–57Vになることがあるので、高電圧のレイ アウト技法を採用するようにしてください。 42671fa 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 27 LTC4267-1 標準的応用例 5V の非絶縁型電源を備えたクラス3 の PD COILTRONICS CTX-02-15242 5µF* MIN –48V FROM DATA PAIR + HD01 BAS516 VPORTP HD01 – • FDC2512 150pF 200V PWRGD RCLASS 45.3Ω 1% 10k ITH/RUN 22nF VPORTN POUT 220Ω SENSE VFB SIGDISA *1µF CERAMIC + 4.7µF TANTALUM ** THREE 100µF CERAMICS 300µF** 1µF NGATE 0.1µF –48V FROM SPARE PAIR 9.1V PVCC LTC4267-1 SMAJ 58A UPS840 • MMBTA42 10Ω – + 220k 100k 5V 1.8A PGND 27k 0.04Ω 1% 42.2k 1% 42671 TA02 8.06k 1% 42671fa 28 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 1 2 3 4 5 6 7 TO PHY TO PHY SMAJ 58A 10Ω 45.3Ω 0.1µF J1 HALO HFJ11 RP28E-L12 INTEGRATED JACK T1 COILCRAFT D1766-AL T2 PULSE PA0184 * TWO 100µF CAPACITORS IN PARALLEL ** 47µF AND 220µF IN PARALLEL *** 1µF CERAMIC + 4.7µF TANTALUM J1 8 9 10 11 12 13 14 SENSE PWRGD NGATE POUT VPORTN PGND VFB SIGDISA ITH/RUN RCLASS 220k PVCC LTC4267-1 VPORTP 5µF*** MIN 4.7µF PVCC BCX5616 8.2k 10p 51Ω BAS516 6.8k PVCC 10Ω BAS516 8.2V 220k 0.1µF 2.2k 0.068 1% MMBT3904 Si3440DV • T1 • T2 1k 2.2nF 250VAC 0.033µF ZRL431 PH7030DL Si3442DV 6.8nF 10k 4.7μF PH7030DL 0.47µF 20Ω BAT54SLT1 PS2911 • • • • 3 出力の絶縁型電源を備えた同期式のクラス3 の PD 42671 TA03 49.9k 1% 49.9k 1% PH7030DL LTC4267-1 標準的応用例 42671fa 29 LTC4267-1 パッケージ 最新のパッケージ図面については、http://www.linear-tech.co.jp/designtools/packaging/ を参照してください。 GN GNパッケージ Package 16ピン ・プラスチックSSOP （細型 0.150インチ） 16-Lead Plastic SSOP (Narrow .150 Inch) （Reference LTC DWG DWG ## 05-08-1641 05-08-1641 Rev Rev B) B） (Reference LTC .189 – .196* (4.801 – 4.978) .045 ±.005 16 15 14 13 12 11 10 9 .254 MIN .009 (0.229) REF .150 – .165 .229 – .244 (5.817 – 6.198) .0165 ±.0015 .150 – .157** (3.810 – 3.988) .0250 BSC RECOMMENDED SOLDER PAD LAYOUT 1 .015 ±.004 × 45° (0.38 ±0.10) .007 – .0098 (0.178 – 0.249) .0532 – .0688 (1.35 – 1.75) 2 3 4 5 6 7 8 .004 – .0098 (0.102 – 0.249) 0° – 8° TYP .016 – .050 (0.406 – 1.270) .008 – .012 (0.203 – 0.305) TYP 注記 : 1. 標準寸法：インチ 2. 寸法はインチ（ミリメートル） / 3. 図は実寸とは異なる 4. ピン 1 は斜めのエッジかへこみのいずれか .0250 (0.635) BSC GN16 REV B 0212 * 寸法にはモールドのバリを含まない。 モールドのバリは各サイドで 0.006" （0.152mm） を超えないこと ** 寸法にはリード間のバリを含まない。 リード間のバリは各サイドで 0.010" （0.254mm） を超えないこと 42671fa 30 詳細：www.linear-tech.co.jp/4267-1 LTC4267-1 改訂履歴 REV 日付 概要 A 1/13 IEEE 802.3afの参考情報である12.95Wを13.0Wに変更。 クラス0およびクラス3の最大電力レベルを13.0Wに更新。 明確化のため図 7からオプションの回路を削除。 図 9および図 10のVPORTPピンに10Ωの抵抗を追加。 「入力コンデンサ」、 「入力直列抵抗」、および「トランジェント 電圧サプレッサ」のセクションを追加。 C14と10Ωの抵抗をレイアウト推奨事項に追加。 10Ωの抵抗をVPORTPピンに追加。 ページ番号 9 12 14 17、18 27 28、29、32 42671fa リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼できるものと考えておりますが、その使用に関する責務は 一切負いません。また、ここに記載された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。なお、日本語の資料は あくまでも参考資料です。訂正、変更、改版に追従していない場合があります。最終的な確認は必ず最新の英語版データシートでお願いいたします。 31 LTC4267-1 標準的応用例 3.3V の絶縁型電源を備えた効率の高いクラス3 の PD 10Ω PULSE PA1136 5µF* MIN 220k 220k 330Ω 510Ω MMTBA42 9.1V –48V FROM DATA PAIR 10Ω B1100 (8 PLACES) MMSD4148 VPORTP PVCC –48V FROM SPARE PAIR ITH/RUN 45.3Ω 1% VPORTN *1µF CERAMIC + 4.7µF TANTALUM **100µF CERAMIC + 470µF TANTALUM POUT CHASSIS • Si3440 0.068Ω 1% PVCC 100k SIGDISA 570µF** • 10k SENSE RCLASS 3.3V 2.6A BAS516 150pF BAS516 PVCC NGATE 0.1µF SBM1040 • 4.7µF LTC4267-1 SMAJ 58A 470pF PWRGD 10k VFB PVCC 500Ω 6.8k 33nF BAS516 2N7002 100k 1% PS2911 MMSD4148 PGND TLV431 2200pF “Y” CAP 250VAC 60.4k 1% 42671 TA04 関連製品 製品番号 LTC4265 LTC4267 LTC4269-1 LTC4269-2 LTC4278 LT4275A LT4275B LT4275C LTC4274 LTC4266 説明 2イベント分類認識機能付きIEEE 802.3at 高電力PDインターフェイス･コントローラ スイッチング・レギュレータ内蔵のIEEE 802.3af PDインターフェイス フライバック・スイッチング・レギュレータ内 蔵のIEEE 802.3at PDインターフェイス 注釈 2イベント分類の認識、突入電流：100mA、1 本の抵抗でクラスをプログラミング、 802.3atに完全に準拠 100V、400mAのスイッチを内蔵、プログラム可能な分類、200kHzの固定周波数 PWM 2イベント分類、プログラム可能な分類、同期整流式 No-Optoフライバック・コントローラ、スイッチング周波数：50kHz ∼ 250kHz、 補助電源サポート フォワード型スイッチング・レギュレータ内 2イベント分類、プログラム可能な分類、同期整流式 No-Optoフライバック・コン 蔵のIEEE 802.3at PDインターフェイス トローラ、スイッチング周波数：100kHz ∼ 500kHz、補助電源サポート フライバック・スイッチング・レギュレータ内 2イベント分類、プログラム可能な分類、同期整流式 蔵のIEEE 802.3at PDインターフェイス No-Optoフライバック・コントローラ、スイッチング周波数：50kHz ∼ 250kHz、 補助電源サポート LTPoE++ ™ PDコントローラ 最大 90Wを供給、外付けMOSFETにより最小の電力損失および最高のシステ ム効率を達成、2イベント分類、プログラム可能な分類 IEEE 802.3at PDコントローラ 外付けMOSFETにより最小の電力損失および最高のシステム効率を達成、 2イベント分類、プログラム可能な分類 IEEE 802.3af PDコントローラ 外付けMOSFETにより最小の電力損失および最高のシステム効率を達成、 プログラム可能な分類 シングルPoE PSEコントローラ 最大 90Wを供給、2イベント分類、ポート電流とポート電圧のモニタリング クワッドPoE PSEコントローラ 最大 90Wを供給、2イベント分類、ポート電流とポート電圧のモニタリング 42671fa 32 リニアテクノロジー株式会社 〒102-0094 東京都千代田区紀尾井町3-6紀尾井町パークビル8F TEL 03-5226-7291 ● FAX 03-5226-0268 ● www.linear-tech.co.jp/4267-1 LT 0113 REV A • PRINTED IN JAPAN LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2007