MAX5995A/B/C：IEEE 802.3bt 合规的受电设备接口控制器

在当今的网络和智能设备领域，Power - Over - Ethernet（PoE）技术凭借其便利性和高效性，成为了数据传输和设备供电的重要解决方案。MAX5995A/B/C 系列产品作为 IEEE 802.3bt 合规的受电设备（PD）接口控制器，集成了 91W 高功率 MOSFET，为 PoE 系统中的 PD 提供了全面且强大的功能支持。

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一、产品概述

MAX5995A/MAX5995B/MAX5995C 能够为受电设备提供完整的接口，使其符合 IEEE 802.3af/at/bt 标准。这些设备具备检测签名、分类签名以及集成隔离电源开关，并带有启动浪涌电流控制功能。在启动期间，设备将电流限制在 135mA（典型值），当隔离功率 MOSFET 完全增强后，切换到更高的电流限制（1800mA 至 2400mA，典型值）。

该系列产品还具有多事件分类、智能 MPS（MAX5995B/MAX5995C）、自动分类（MAX5995C）等特性，以及具有宽滞后和长去毛刺时间的输入欠压锁定（UVLO）功能，可补偿双绞线电缆的电阻压降，并确保在电源开关条件下无毛刺过渡。此外，设备能够承受最高 100V 的输入电压。

二、应用领域

• IEEE 802.3bt 受电设备：如 VOIP 电话、IP 安全摄像头、无线接入点、小型蜂窝基站、照明设备和楼宇自动化系统等。这些设备都可以通过 PoE 技术实现数据传输和供电的一体化，提高系统的集成度和可靠性。
• 其他应用：在一些对电源管理和功率分配有较高要求的场景中，MAX5995A/B/C 也能发挥重要作用，为设备提供稳定的电源供应和高效的功率管理。

三、产品特性与优势

（一）标准合规性

完全符合 IEEE 802.3af/at/bt 标准，确保了产品在 PoE 系统中的兼容性和互操作性，能够与各种符合标准的电源设备（PSE）无缝对接。

（二）分类与指示功能

• 类型 1 - 4 PSE 分类指示：支持多事件分类方法，可根据不同的分类事件向 PSE 传达 PD 的功率需求，同时提供信号指示 PSE 的类型，帮助 PSE 更有效地分配功率。
• 外部墙式适配器指示输出：能够检测墙式适配器电源的连接，并实现从 PoE 电源到墙式电源适配器的平滑切换，为设备提供了灵活的电源选择。

  （三）低功耗模式

• 睡眠模式和超低功耗睡眠模式（MAX5995A/MAX5995B）：在睡眠模式下，设备通过拉低 PG 信号禁用下游 DC - DC 转换器，同时保持内部 MOSFET 开启并生成维持功率签名（MPS）电流，以维持与 PSE 的连接，从而降低整体 PD 系统的功耗。超低功耗睡眠模式进一步降低了功耗，同时仍能满足标准要求的脉冲 MPS 电流。
• 智能 MPS（MAX5995B/MAX5995C）：自动检测端口电流，当端口电流低于 24mA（典型值）时自动进入 MPS 模式，高于 28.7mA（典型值）时退出 MPS 模式，确保在低功率待机模式下仍能维持与 PSE 的连接，避免电源断开。

  （四）保护功能

• 浪涌电流限制：在启动期间限制浪涌电流，保护设备免受过大电流的冲击，确保设备的安全启动。
• 正常运行电流限制和折返保护：在正常运行时，根据不同的事件检测设置不同的电流限制，当出现过载情况时，通过电流折返保护降低隔离 MOSFET 的功耗，提高设备的可靠性。
• 欠压锁定（UVLO）：设置了开启和关闭的 UVLO 阈值，当输入电压高于开启阈值时进入功率模式，低于关闭阈值且持续时间超过去毛刺时间时关闭 MOSFET，确保设备在合适的电压范围内工作。
• 过温保护：当结温超过 150°C 时，关闭内部功率 MOSFET、LED 驱动器和 MEC 电流吸收器，当温度下降到 120°C 以下时，重新进入启动模式和功率模式，保护设备免受过热损坏。

  （五）其他特性

• LED 驱动器（MAX5995A/MAX5995B）：在睡眠模式和超低功耗睡眠模式下，LED 引脚以 250Hz 的频率和 25% 的占空比提供周期性电流脉冲，电流幅度可通过连接在 SL 引脚的电阻进行编程，方便用户进行状态指示。
• 多事件功率电平指示（MEC）：通过 MEC 引脚向系统用户传达可用功率电平，采用独特的编码方法指示高于 12.95W 的功率水平，帮助用户了解 PSE 分配给 PD 的功率情况。
• 自动分类（MAX5995C）：允许 PSE 确定连接的 PD 的实际最大功耗，在第一类事件期间，PD 在 76ms（最小）至 87ms（最大）内将电流降至分类签名“0”，并可通过连接在 AUC 引脚的电阻编程 MPS 电流的占空比，进一步降低 MPS 模式下的功耗。

四、电气特性

（一）检测模式

输入偏移电流在输入电压为 1.4V 至 10.1V 时最大为 10μA，有效差分输入电阻在该电压范围内为 23.95kΩ 至 25.5kΩ。这些特性确保了在检测过程中能够准确地识别 PD 的存在。

（二）分类模式

分类禁用阈值为 22V 至 23.6V，分类稳定时间为 0.2ms。不同的分类电阻值对应不同的分类电流，PSE 通过测量这些电流来对 PD 进行分类，以实现高效的功率分配。

（三）功率模式

输入电源电压范围最大为 60V，输入电源电流在内部 MOSFET 电流为 0 时典型值为 0.25mA，最大为 0.75mA。开启电压为 34.3V 至 36.6V，关闭电压为 30V，开启/关闭滞后为 4.2V。浪涌到运行模式延迟时间在特定条件下为 90ms 至 102ms，隔离功率 MOSFET 的导通电阻在不同温度和电流条件下有所不同。

（四）其他特性

包括 RTN 泄漏电流、电流限制（浪涌电流限制、正常运行电流限制、折返条件下的电流限制）、逻辑信号（WAD 检测阈值、PG 吸收电流、MEC 脉冲宽度和吸收电流等）、睡眠模式和超低功耗睡眠模式的逻辑阈值和电流等电气特性，这些特性共同保证了设备在各种工作条件下的稳定运行。

五、引脚配置与功能

（一）引脚配置

MAX5995A/B 和 MAX5995C 采用 16 引脚的 TQFN - EP 封装，引脚布局略有不同，但主要功能引脚基本一致。这些引脚包括检测电阻输入（DET）、正电源输入（VDD）、分类电阻输入（CLSA、CLSB）、负电源输入（VSS）、隔离 MOSFET 漏极（RTN）、墙式电源适配器检测输入（WAD）、电源良好指示输出（PG）、多事件分类或墙式适配器指示输出（MEC）、LED 驱动器输出（LED）、睡眠模式使能输入（SL）、唤醒模式使能输入（WK）、自动分类编程引脚（AUC，仅 MAX5995C 有）和超低功耗睡眠使能输入（ULP，仅 MAX5995A/B 有）等。

（二）引脚功能

• 检测电阻输入（DET）：连接一个 24.9kΩ 的签名电阻到 VDD，用于 PSE 检测 PD 的存在。
• 分类电阻输入（CLSA、CLSB）：通过连接不同阻值的电阻到 VSS，设置分类电流，以满足不同的 PD 分类需求。
• 墙式电源适配器检测输入（WAD）：当输入电压超过标记事件阈值时，检测墙式电源适配器的连接，若检测到墙式电源适配器，内部隔离 MOSFET 关闭，MEC 输出特定模式指示。
• 电源良好指示输出（PG）：在启动期间拉低以禁用下游 DC - DC 转换器，直到内部隔离 MOSFET 完全开启。在睡眠模式和超低功耗睡眠模式下也会拉低，在过热事件时同样拉低，恢复正常后拉高。
• 多事件分类或墙式适配器指示输出（MEC）：通过不同的占空比模式指示 PSE 分配给 PD 的 5 种不同功率水平，在隔离 MOSFET 完全开启后至输入电压低于 UVLO 阈值期间有效，睡眠模式和超低功耗睡眠模式下关闭。
• LED 驱动器输出（LED）：在睡眠模式、超低功耗睡眠模式和 MPS 模式下，以 250Hz 的频率和 25% 的占空比提供周期性电流脉冲，电流幅度可通过连接在 SL 引脚的电阻编程。
• 睡眠模式使能输入（SL）：在 MAX5995B 中，下降沿使设备进入睡眠模式；在 MAX5995A 中，下降沿后 SL 引脚电压需保持低于阈值 6s 才能进入睡眠模式。
• 唤醒模式使能输入（WK）：下降沿使设备退出睡眠模式或超低功耗睡眠模式，恢复正常运行。
• 自动分类编程引脚（AUC，仅 MAX5995C 有）：通过连接不同阻值的电阻到 VSS，编程 MPS 电流的占空比，以进一步降低 MPS 模式下的功耗。
• 超低功耗睡眠使能输入（ULP，仅 MAX5995A/B 有）：内部通过 50kΩ 上拉电阻连接到内部 5V 偏置，与 SL 引脚配合使用，使设备进入超低功耗睡眠模式。

六、工作模式

（一）检测模式

当输入电压在 1.4V 至 10.1V 之间时，设备进入检测模式。PSE 通过在该电压范围内施加两个电压并测量电流，计算 ΔV/ΔI 来确保 24.9kΩ 签名电阻的存在。在检测模式下，大部分内部电路关闭，偏移电流小于 10μA。

（二）分类模式

输入电压在 12.5V 至 20.5V 时，设备进入分类模式。PSE 根据 PD 的功率消耗对其进行分类，通过连接在 CLSA 和 CLSB 引脚的外部电阻设置分类签名，定义 PD 所需的功率消耗。不同的电阻值对应不同的分类电流，PSE 根据这些电流信息来确定 PD 的功率需求。

（三）功率模式

当输入电压超过开启阈值（VON）时，设备进入功率模式。内部 n 沟道隔离 MOSFET 开启，连接 VSS 到 RTN，同时限制浪涌电流。在 MOSFET 完全开启后，切换到正常运行电流限制。电源良好输出（PG）在浪涌期间保持低电平，直到功率 MOSFET 完全开启，以禁用下游 DC - DC 转换器。

（四）功率降级模式

当 PD 请求的功率水平在 PSE 处不可用时，进入功率降级模式。在该模式下，PSE 将提供其分类指示的功率，例如 3af PSE 即使连接了 Class 4 PD 也只发出单事件。

（五）多事件指示（MEC）

MEC 引脚通过独特的编码方法向系统用户传达 PSE 分配给 PD 的功率水平。不同的事件数量对应不同的最大功率授予，通过脉冲宽度和占空比的组合来表示。MEC 在隔离 MOSFET 完全开启后至输入电压低于 UVLO 阈值期间有效，睡眠模式和超低功耗睡眠模式下关闭。

（六）睡眠和超低功耗睡眠模式（MAX5995A/MAX5995B）

在睡眠模式下，设备拉低 PG 信号禁用下游 DC - DC 转换器，同时保持内部 MOSFET 开启并生成 MPS 电流，以维持与 PSE 的连接。LED 驱动器输出周期性电流脉冲，电流幅度可通过 SL 引脚的电阻编程。超低功耗睡眠模式进一步降低了功耗，通过设置 ULP 引脚为低电平并配合 SL 引脚操作进入该模式。

（七）自动分类（MAX5995C）

在自动分类模式下，PSE 能够确定连接的 PD 的实际最大功耗。在第一类事件期间，PD 在 76ms 至 87ms 内将电流降至分类签名“0”，并可通过连接在 AUC 引脚的电阻编程 MPS 电流的占空比，以进一步降低 MPS 模式下的功耗。

七、热关断保护

MAX5995A/MAX5995B/MAX5995C 具备热关断保护功能，当结温超过 150°C 时，关闭内部功率 MOSFET、LED 驱动器和 MEC 电流吸收器。当温度下降到 120°C 以下时，设备重新进入启动模式和功率模式，确保设备在过热情况下的安全运行。

八、墙式电源适配器检测与操作

设备能够检测墙式电源适配器的连接，当输入电压超过标记事件阈值时，开启墙式适配器检测。当检测到墙式电源适配器（WAD 到 RTN 的电压大于 9V）时，内部隔离 MOSFET 关闭，MEC 输出特定模式指示，分类电流禁用，智能 MPS 比较器关闭，优先使用墙式电源适配器供电。

九、典型应用电路

文档中给出了 MAX5995A/B 和 MAX5995C 的典型应用电路，包括与 RJ - 45 和整流桥的连接、DC - DC 转换器的使能、分类电阻的连接、墙式电源适配器的检测等部分。这些电路展示了如何将 MAX5995A/B/C 集成到实际的 PoE 系统中，为工程师提供了设计参考。

十、订购信息

MAX5995A/B/C 提供了不同的型号，涵盖了 - 40°C 至 + 85°C 和 - 40°C 至 + 125°C 两种温度范围，采用 16 引脚的 TQFN - EP 封装。部分型号支持智能 MPS、睡眠/超低功耗模式、SL 引脚的 6s 滤波延迟和自动分类等功能，用户可以根据实际需求选择合适的型号。

MAX5995A/B/C 系列产品凭借其丰富的功能、高效的功率管理和可靠的保护机制，为 PoE 系统中的受电设备提供了优秀的解决方案。无论是在网络通信、安防监控还是智能照明等领域，都能发挥重要作用，帮助工程师设计出更加稳定、高效的 PoE 系统。你在实际应用中是否遇到过类似产品的使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。