超小尺寸 IEEE802.3af PD 解决方案!

PoE 电子产品发展到今天，其功能越来越多，尺寸越来越小，设计越来越简单。

PoE (Power over Ethernet) 是供电设备 (PSE) 通过网线向受电设备 (PD) 供电的一种方式，它相比于传统的适配器供电方式有诸多优势：

如下 PoE 的应用结构简图，可以看到 PoE 已经从方方面面融入大家的生活。

随着 PoE 供电的应用越来越广泛，无论是从供电功率上，还是从设备功能复杂度上都有一个质的发展。

MPS 公司多年致力于 PoE 应用的研究，旨在为客户提供更优质的产品，如下奉上 MP8017 的全方位升级秘诀。

首先给大家看一下我司的 MP8017 方案与传统方案的 1:1 对比图，方案尺寸一目了然。

带着问题，且看 MP8017 是如何对 PoE Fly-Back 的6大模块进行一一优化。

图注：PoE fly-back电源的结构框图

当工程师朋友们要想得到一个紧凑的电源方案时，首先应该选择一款全集成的芯片。那么这颗芯片：

它包含 PD 和 DCDC 吗？

它包含 Hot-Swap 和集成 Power MOSFET 吗？

一款全集成的方案往往可以减少 PCB 空间和缩短设计周期，因为只需要计划和购买更少的器件。

而 MP8017 则是一款全集成的芯片，并且它的封装只有 QFN-19 (3mmX4mm),  在业界是一款超小的封装。

图注：MP8017 QFN-19 (3mmX4mm) 封装

做过 Fly-Back 的工程师朋友可能都知道，一款常规的 Fly-Back 往往需要 TL431 和光耦反馈网络，同时还需要考虑环路补偿和软启电路。随着 Fly-Back 的发展出现了包含辅助绕组的原边反馈方式。

而 MP8017 则用了更为先进的反馈方式，不需要辅助绕组，直接 SW 采样输出电压。如下图所示，这样的反馈方式有诸多优点：

图注：MP8017 SW 采样反馈方式。

提到变压器，这可能是整个系统中最贵和体积最大的一个器件了。现在市面上 12W 应用一般采用的都是 EP13 的变压器。

而 MP8017 只需要 EP7 变压器，无论是体积上，还是价格上都有一个大幅度地减小。这主要得益于 MP8017 的两个设计亮点：

图注：MP8017 12W 采用 EP7 变压器

一般的 PoE 产品的频率大都在 250kHz 左右，需要电解电容才能得到较小的纹波。

而 MP8017 的频率高达 650kHz，可以大幅度减少输入输出电容的要求，对于 12W 的应用，两颗 0805 的输出陶瓷电容足矣，并且 MP8017 采用 CCM 控制方式，可以得到更小的电流峰值，减小因 ESR 或者 Layout 电阻造成的纹波。

图注：MP8017 CCM 控制方式

对于一款 POE 产品来说，过 EMI 标准是一个必选项。但是如何优化 EMI，又是一个大大令人头痛的话题。

一般来说, Fly-Back 需要共模电感才能得到一个比较好的 EMI 效果，但是共模电感是一个又贵又大的器件，

如何才能省掉这一器件呢？MP8017 祭出了两大法宝：

图注：MP8017 抖频功能减小 EMI 峰值

图注：MP8017 平滑的 SW 减弱 EMI 干扰源

在 Fly-Back 应用中，一般采用 RCD 作为钳位电路，以减少 SW 的峰值电压和吸收漏感能量，但是这个电路有两个问题：

MP8017 采用 Active Clamp 的控制方式完美解决了这两个问题， 结构如下图所示：

图注：MP8017 Active Clamp 钳位电路

结论

综上所述6个大模块，在 MP8017 上一一得到了优化，从而让整个 Fly-Back 电路得到了极大的简化，于是刚刚复杂的框图就简化成了如下图:

图注：MP8017 PoE Fly-Back 结构简图

关于 MP8017 更深入的技术讲解，

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