基于 TI TPS23753A 和 MSP432E401Y 的適用于工業(yè)網(wǎng)關(guān)之 PoE（以太網(wǎng)供電）

近年來，PoE 供電技術(shù)的發(fā)展勢頭越來越強(qiáng)勁。憑借簡化用電設(shè)備的安裝和部署、節(jié)能，安全等一系列優(yōu)勢，PoE 供電成為無線覆蓋、安防監(jiān)控、以及智能電網(wǎng)等場景的新寵。本文介紹的方案是適用于工業(yè)網(wǎng)關(guān)的 PoE 電源解決方案。將 TI 以太網(wǎng)供電 (PoE) 與具有以太網(wǎng)功能的高性能 SimpleLink™ MSP432E4 以太網(wǎng)微控制器 (MCU) 集成在一起，使客戶能夠在小型電路板上開發(fā)物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 應(yīng)用。方案采用的 MSP432™SimpleLink MCU 是 Ethernetare 高性能 Arm?Cortex?-M MCU，集成了以太網(wǎng) MAC 和 PHY，以及各種有線通信接口，包括通用線路（USB），控制網(wǎng)絡(luò)（CAN），Quad-SPI（QSSI），I2C，SPI，UART 和其他行業(yè)協(xié)議。MSP432E4 允許客戶利用其現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，不僅可以通過 PoE 解決方案與設(shè)備進(jìn)行通信和控制，還可以提供電源， 降低物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的系統(tǒng)成本，為其工業(yè)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品增加價(jià)值。

方案采用的 TPS23753A 是一款組合式 PoE 供電設(shè)備（PD）接口和電流模式 DC-DC 控制器，專為隔離式轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)而優(yōu)化 。作為 13 W，Type 1 PD，PoE 實(shí)施支持標(biāo)準(zhǔn)的 IEEE802.3 協(xié)議。TPS23753A 支持多種輸入電壓 ORing 選項(xiàng)，包括最高電壓，外部適配器首選項(xiàng)和 PoE 首選項(xiàng)。PoE 接口具有外部檢測特征引腳，也可用于禁用內(nèi)部熱插拔MOSFET，這樣可以關(guān)閉 PoE 功能。 可以使用單個(gè)電阻器將分類編程為任何定義的類型。DC-DC 控制器具有一個(gè)帶有內(nèi)部開關(guān)電流源的啟動(dòng)陷阱啟動(dòng)機(jī)制，這提供了循環(huán)過載故障保護(hù)的優(yōu)勢，而不會(huì)出現(xiàn)上拉電阻的恒定功率損耗。

核心技術(shù)優(yōu)勢

1. 集成的 RJ45、變壓器和二極管電橋，可實(shí)現(xiàn) PoE 功率級，從而降低 BOM 成本
2. 可選的電源接頭能夠在網(wǎng)絡(luò)電源出現(xiàn)故障時(shí)通過 UPS 提供外部直流電源
3. SimpleLink MSP432E4 軟件開發(fā)套件 (SDK) 示例無需修改即可運(yùn)行以便進(jìn)行評估
4. 可編程振蕩器可以與更高頻率的外部時(shí)序參考同步，具有通過 ESD 事件實(shí)現(xiàn)不間斷器件操作的改進(jìn)
5. 提供包括原理圖，物料清單（BOM），圖層圖，Altium 文件和 Gerber 文件等參考設(shè)計(jì)資料，為客戶縮短研發(fā)周期

方案規(guī)格

1. 小型電路板尺寸為 4.95 英寸 × 3.45 英寸，采用具有集成以太網(wǎng) PHY 和 MAC 的 MSP432E401Y MCU
2. MSP432E4 MCU 具有 120-MHz Arm Cortex-M4F CPU，1MB 閃存和 256kB SRAM 以及先進(jìn)的加密加速器
3. 由反激式轉(zhuǎn)換器提供 7W 隔離式輸出，同時(shí)可提供 5V 和 3.3V 輸出電源軌
4. 支持標(biāo)準(zhǔn)的 IEEE802.3 協(xié)議
5. 借助雙 BoosterPack™ 插件模塊接頭，可使用 TI 和第三方提供的各種 BoosterPack 對終端應(yīng)用進(jìn)行原型設(shè)計(jì)

方案來源于大大通