LTC4257-1 2レベル電流制限付き IEEE 802.3af PD Power over Ethernet インタフェース・コントローラ 特長 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 概要 IEEE 802.3af®Powered Device (PD)用の完全なパワー・ インタフェース・ポート 100V、400mAパワーMOSFETを内蔵 高精度の2レベル電流制限 ディスエーブル付きの25k認証用抵抗を内蔵 プログラム可能な分類電流（クラス1〜4） 低電圧ロックアウト サーマル過負荷保護 パワーグッド信号 8ピンSOパッケージ アプリケーション ■ ■ ■ IP電話のパワー・マネジメント 無線アクセス・ポイント テレコム電力制御 LTC®4257-1は、IEEE 802.3af Power over Ethernet (PoE) シ ステムで動作する製品の完全な認証機能とパワー・イン タフェース機能を備えています。LTC4257-1は25k認証 用抵抗、分類電流源、入力電流制限、低電圧ロックアウ ト、サーマル過負荷保護、認証ディスエーブル機能およ びパワーグッド信号出力を1個の8ピン・パッケージに搭 載しているので、Powered Device (PD)の設計が簡素化さ れます。LTC4257-1には高精度の2レベル電流制限回路 が備わっています。これにより、大きな負荷コンデンサ を充電することができ、現在のIEEE 802.3af規格との互 換性を保ったまま、従来のPower over Ethernetシステムと インタフェースすることができます。高電圧パワー MOSFETを内蔵しているので、システムの設計者は実装 面積を減らすとともにコストを下げることができます。 LTC4257-1は様々なリニアテクノロジーのDC/DCコン バータ製品と直接インタフェースが可能で、IP電話、無 線アクセス・ポイントなどのPD向けにコスト効率の高 いパワー・ソリューションを提供します。リニアテクノ ロジー社は、Power Sourcing Equipment（PSE）アプリケー ション向けのネットワーク・パワー・コントローラも提 供します。 LTC4257-1は8ピンSOパッケージで供給されます。 、LTC、LTはリニアテクノロジー社の登録商標です。 802はInstitute of Electrical and Electronics Engineers, Incの登録商標です。 標準的応用例 Powered Device (PD) ~ –48V FROM POWER SOURCING EQUIPMENT (PSE) + DF01SA ~ – LTC4257-1 GND SMAJ58A RCLASS SIGDISA 0.1µF PWRGD RCLASS VIN + 100k SWITCHING POWER SUPPLY SHDN RTN VIN VOUT + 3.3V TO LOGIC 42571 TA01 – 42571f 1 LTC4257-1 パッケージ/発注情報 絶対最大定格 （Note 1、2） VIN電圧 ..................................................... 0.3V〜−100V VOUT、SIGDISA, PWRGD電圧 ........................ (VIN＋100V) 〜 (VIN−0.3V) RCLASS電圧 ............................... (VIN＋7V) 〜 (VIN−0.3V) PWRGD電流 .......................................................... 10mA RCLASS電流 ........................................................... 100mA 動作周囲温度範囲 ........................................... 0℃〜70℃ 接合部温度 ............................................................. 150℃ 保存温度範囲 .......................................... −65℃〜150℃ リード温度 (半田付け、10秒) ................................ 300℃ ORDER PART NUMBER TOP VIEW NC 1 8 GND RCLASS 2 7 SIGDISA NC 3 6 PWRGD VIN 4 5 VOUT LTC4257CS8-1 S8 PART MARKING S8 PACKAGE 8-LEAD PLASTIC SO 42571 TJMAX = 150°C, θJA = 150°C/W より広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社へお問い合わせ ください。 電気的特性 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTA＝25℃での値。(Note 3) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS VIN Supply Voltage Maximum Operating Voltage Signature Range Classification Range UVLO Turn-On Voltage UVLO Turn-Off Voltage Voltage with Respect to GND Pin (Notes 4, 5, 6) IIN_ON IC Supply Current when ON VIN = – 48V, Pins 5, 6, 7 Floating IIN_CLASS IC Supply Current During Classification VIN = – 17.5V, Pins 2, 7 Floating, VOUT Tied to GND (Note 7) ● ∆ICLASS Current Accuracy During Classification 10mA < ICLASS < 40mA, – 12.5V ≤ VIN ≤ – 21V, (Note 8) ● RSIGNATURE Signature Resistance –1.5V ≤ VIN ≤ –9.5V, VOUT Tied to GND, IEEE 802.3af 2-Point Measurement (Notes 4, 5) ● RINVALID Invalid Signature Resistance – 1.5V ≤ VIN ≤ – 9.5V, SIGDISA and VOUT Tied to GND, IEEE 802.3af 2-Point Measurement (Notes 4, 5) ● VIH Signature Disable High Level Input Voltage With Respect to VIN, High Level Invalidates Signature (Note 9) ● VIL Signature Disable Low Level Input Voltage With Respect to VIN, Low Level Enables Signature ● Signature Disable Input Resistance With Respect to VIN Power Good Output Low Voltage I = 1mA, VIN = – 48V, PWRGD Referenced to VIN ● Power Good Trip Point VIN = –48V, Voltage Between VIN and VOUT VOUT Falling VOUT Rising ● ● ● RINPUT VPG_OUT VPG_THRES_FALL VPG_THRES_RISE ● ● ● ● ● Power Good Leakage VIN = 0V, PWRGD FET Off, VPWRGD = 57V RON On-Resistance I = 350mA, VIN = – 48V, Measured from VIN to VOUT VOUT Leakage VIN = 0V, Power MOSFET Off, VOUT = 57V (Note 10) TYP MAX UNITS – 1.5 – 12.5 – 34.8 – 29.3 –36.0 –30.5 – 57 – 9.5 – 21 – 37.2 – 31.5 V V V V V 3 mA 0.35 0.50 0.65 mA ±3.5 % 26.00 kΩ 11.8 kΩ ● ● IPG_LEAK IOUT_LEAK MIN 23.25 9 3 57 V 0.45 V 100 kΩ 0.5 V 1.7 3.3 V V 1 µA ● 1.6 2.0 Ω Ω ● 150 µA 1.3 2.7 1.5 3.0 1.0 42571f 2 LTC4257-1 電気的特性 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTA＝25℃での値。(Note 3) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS ILIMIT_HIGH Input Current Limit, High Level VIN = – 48V, VOUT = –43V (Notes 11, 12) ● 350 375 400 mA ILIMIT_LOW Input Current Limit, Low Level VIN = – 48V, VOUT = –43V (Notes 11, 12) ● 100 140 180 mA TSHUTDOWN Thermal Shutdown Trip Temperature (Note 11) Note 1: 絶対最大定格はそれを超えるとデバイスの寿命に影響を及ぼす値。 140 °C Note 7: IIN̲CLASSにはピン2でプログラムされた分類電流は含まれない。分類 モードの全電源電流はIIN̲CLASS＋ICLASSとなる（Note:8を参照）。 Note 2: 別途注記のない限り、すべての電圧はGNDピンを基準にしている。 Note 3: LTC4257-1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、このデータシートの電圧は常に絶対値で表示されている。「最大負 電圧」のような用語は最も大きな負電圧を指し、「上昇する負電圧」は負方向に 大きくなる電圧を指す。 Note 4: LTC4257-1はPSEとPD間に2個の極性保護ダイオードの電圧降下を使っ て動作するように設計されている。「電気的特性」で規定されているパラメータ の範囲はLTC4257-1のピンを基準にしており、これらのダイオードの電圧降下 を含めたときにIEEE 802.3afの仕様を満たすように設計されている。「アプリ ケーション情報」を参照。 Note 5: 認証用抵抗値はIEEE 802.3afで規定されている2ポイント∆V/∆I方式を 使って測定される。LTC4257-1の認証用抵抗値はダイオードの抵抗値を考慮し て25kからオフセットさせる。2個の直列ダイオードを使うと、全PD抵抗は 23.75kΩ〜26.25kΩになり、IEEE 802.3afの仕様を満たす。LTC4257-1のピン で測定された最小プローブ電圧は−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: LTC4257-1のUVLO電圧にはヒステリシスが含まれており、起動時の発 振を防いでいる。IEEE 802.3afの規定にしたがって、LTC4257-1は最初のトラ イアルで直列抵抗が20Ωの電圧源から起動する。 Note 8: ICLASSはRCLASSを流れる電流の測定値である。∆ICLASSの精度はICLASS = 1.237/RCLASSとして定義される理想電流を基準にしている。電流精度の仕様に はRCLASS抵抗のバラツキは含まれない。PDの全分類電流にはICの消費電流 （IIN̲CLASS）も含まれる。「アプリケーション情報」を参照。 Note 9: 25kの認証をディスエーブルするには、SIGDISAをGND（±0.1V）に接続 するか、VINを基準にしてSIGDISAを H に保つ。「アプリケーション情報」を参 照。 Note 10: IOUT̲LEAKにはパワーグッド・ステータス回路によってVOUTピンに流れ る電流が含まれる。この電流は25kΩの認証用抵抗で補償され、PDの動作には 影響を与えない。 Note 11: LTC4257-1にはサーマル保護機能が備わっている。温度が上昇し過ぎ ると、デバイスが過熱限界温度より下に冷めるまで、 LTC4257-1はパワー MOSFETをオフする。LTC4257-1はPSEによる誤った分類結果による熱的損傷 に対しても保護されている。LTC4257-1が過熱温度トリップ点を超えると、分 類負荷電流はディスエーブルされる。 Note 12: LTC4257-1には2レベルの入力電流制限が備わっている。起動時、C1 が充電される前にLTC4257-1の電流レベルは低レベルに設定される。C1が充電 され、VOUT−VINの電圧がパワーグッド・スレッショルドより小さくなると、 LTC4257-1は高レベルの電流制限に切り替わる。入力電圧がUVLOオフ・ス レッショルドより下に下がるまで、LTC4257-1は高レベルの電流制限に留ま る。 42571f 3 LTC4257-1 標準的性能特性 入力電流と入力電圧の 25k検出範囲 0.5 入力電流と入力電圧 50 TA = 25°C 入力電流と入力電圧 12.0 TA = 25°C CLASS 4 11.5 0.3 0.2 INPUT CURRENT (mA) 40 INPUT CURRENT (mA) INPUT CURRENT (mA) 0.4 CLASS 1 OPERATION CLASS 3 30 CLASS 2 20 CLASS 1 0.1 10 11.0 70°C 10.5 0°C 10.0 9.5 CLASS 0 0 –2 –4 –6 INPUT VOLTAGE (V) –8 0 –10 0 –20 –30 –40 INPUT VOLTAGE (V) –10 4357 G01 –50 –45 –55 INPUT VOLTAGE (V) –60 26 LTC4257-1 + 2 DIODES 25 24 LTC4257-1 ONLY IEEE LOWER LIMIT 23 22 V1: –1 V2: –2 –3 –4 –7 –5 –8 –6 INPUT VOLTAGE (V) 42571 G04 1 0 –1 –2 –40 –9 –10 –20 60 0 20 40 TEMPERATURE (°C) 電流制限と入力電圧 400 VIN = 0V TA = 25°C TA = 25°C 70°C 0°C VOUT CURRENT (µA) VPG_OUT (V) 2 CURRENT LIMIT (mA) 90 3 60 30 1 80 42571 G06 VOUTの洩れ電流 120 –22 APPLICABLE TO TURN-ON AND TURN-0FF THRESHOLDS 42571 G05 パワーグッド出力のL電圧と電流 4 2 RESISTANCE = ∆V = V2 – V1 ∆I I2 – I1 27 DIODES: S1B TA = 25°C IEEE UPPER LIMIT SIGNATURE RESISTANCE (kΩ) INPUT CURRENT (mA) 1 –20 –18 –16 INPUT VOLTAGE (V) 正規化されたUVLOスレッショ ルドと温度 28 2 –14 42571 G03 認証用抵抗と入力電圧 EXCLUDES ANY LOAD CURRENT TA = 25°C 0 –40 9.0 –12 –60 42571 G02 入力電流と入力電圧 3 –50 NORMALIZED UVLO THRESHOLD (%) 0 HIGH CURRENT MODE 300 200 70°C LOW CURRENT MODE 0°C 0 0 0 2 6 4 CURRENT (mA) 8 10 42571 G07 0 20 40 VOUT PIN VOLTAGE (V) 60 42571 G08 100 –40 –50 –45 –55 INPUT VOLTAGE (V) –60 42571 G09 42571f 4 LTC4257-1 ピン機能 NC (ピン1)：NC。 RCLASS (ピン2)：分類選択入力。LTC4257-1が分類時に 維持する電流値を設定するのに使います。RCLASSとVIN の間に抵抗を接続します（表2を参照）。 NC (ピン3)：NC。 VIN (ピン4)：電源入力。システムの−48Vにダイオー ド・ブリッジを介して接続します。 VOUT (ピン5)：電源出力。入力電流を制限する内部パ ワ ー MOSFETを 通 し て − 48Vを PDの 負 荷 に 供 給 し ま す。入力電圧がオンUVLOスレッショルドを超えて上昇 するまで、VOUTは高インピーダンスになります。出力 は次に電流制限されます。「アプリケーション情報」を 参照してください。 PWRGD (ピン6)：オープン・ドレインのパワーグッド 出力。LTC4257-1のMOSFETがオンしており、PDのDC/ DCコンバータが動作を開始できることをPD負荷に知ら せます。低インピーダンスだと電源が良好な状態である ことを示します。PWRGDは検出時、分類時、および熱 的過負荷状態では高インピーダンスになります。 PWRGDはVINを基準にしています。 SIGDISA (ピン7)：認証ディスエーブル入力。認証用抵 抗 を 無 効 に し て ア ク テ ィ ブ に な ら な い よ う に PDが LTC4257-1に指示できます。SIGDISAをGNDに接続する と、認証用抵抗値を無効な値まで下げます。フロートの ままにすると、SIGDISAは内部でVINに引き下げられま す。 GND (ピン8)：グランド。入力ダイオード・ブリッジを 介してシステムのグランドと電源リターンに接続しま す。 ブロック図 CLASSIFICATION CURRENT LOAD NC 1 1.237V + – GND 7 SIGDISA 6 PWRGD 9k 25k SIGNATURE RESISTOR EN SIGNATURE DISABLE 16k RCLASS 2 POWER GOOD NC 3 8 CONTROL CIRCUITS 375mA + EN INPUT CURRENT LIMIT 140mA – 0.3Ω VIN 4 5 VOUT BOLD LINE INDICATES HIGH CURRENT PATH 太線は高電流経路を示す 42571 BD 42571f 5 LTC4257-1 アプリケーション情報 LTC4257-1は、IEEE 802.3af標準規格に適合するように 設計されているPowered Device (PD)のフロントエンドと して使用することを意図して作られています。 LTC4257-1にはトリミング調整された25k認証用抵抗、 分類電流源、および入力電流制限回路が内蔵されていま す。これらの機能がLTC4257-1に集積化されているの で、IEEE 802.3afのすべての必要条件を満たすPD用の認 証とパワー・インタフェースを最小の外付け部品で作成 することができます。 DETECTION V1 VIN (V) 10 動作 図1と表1に示されているように、LTC4257-1には、印加 される入力電圧によって、いくつかの動作モードがあり ます。 6 20 UVLO TURN-OFF UVLO TURN-ON 30 40 50 TIME τ = RLOAD C1 VOUT (V) 10 LTC4257-1は、IEEE 802.3af仕様の突入電流に関する必 要条件を満たしていない従来のPower Over EthernetのPSE とインタフェースするように特に設計されています。 LTC4257-1を使っているPDは、初期突入電流制限を低い レベルに設定することにより、起動時にPSEから引き込 まれる電流を最小に抑えます。起動後、LTC4257-1は高 レベルの電流制限に切り替わるので、802.3af PSEが存在 すると、PDは最大12.95W消費することができます。こ の低レベル電流制限により、LTC4257-1はIEEE 802.3fa 仕様の突入電流を超すことなく、任意の大きな負荷コン デンサを充電することもできます。この2レベル電流制 限により、設計者は従来のPSEと互換性のあるPDを柔軟 に設計することができるとともに、IEEE 802.3afシステ ムで可能な高電力配分の利点を利用することもできま す。 PDの パ ワ ー と 認 証 の イ ン タ フ ェ ー ス 機 能 の た め に LTC4257-1を使うと、いくつかの利点が得られます。 LTC4257-1の電流制限回路には洩れ電流の小さな100V、 400mAパワーMOSFETが内蔵されています。この洩れ電 流の小さな内蔵MOSFETにより、ボードのスペースとコ ストが節約できるだけでなく、25k認証用抵抗が劣化す るおそれがなくなります。さらに、IEEE 802.3afの突入 電流制限の条件により、PDでは大きな過渡電力消費が 生じます。LTC4257-1は、小さな8ピン・パッケージを 過熱させることなくオン・シーケンスを複数回実行でき るように設計されています。LTC4257-1は熱的な過負荷 保護機能を備えており、過度の電源サイクルが生じて も、内蔵パワーMOSFETを安全な動作領域内に保ちま す。 TIME DETECTION V2 CLASSIFICATION UVLO OFF 20 30 UVLO ON UVLO OFF dV = ILIMIT C1 dt 40 50 TIME PWRGD (V) 10 POWER BAD 20 POWER BAD POWER GOOD 30 40 PWRGD TRACKS VIN 50 CURRENT LIMIT, ILIMIT PD CURRENT ILIMIT LOAD, ILOAD ICLASS CLASSIFICATION ICLASS DETECTION I2 DETECTION I1 V1 – 2 DIODE DROPS I1 = 25kΩ V2 – 2 DIODE DROPS 25kΩ ICLASS DEPENDENT ON RCLASS SELECTION I2 = ILIMIT = 140mA (NOMINAL) ILOAD = VIN RLOAD GND IIN PSE 2 VIN R CLASS RCLASS GND 8 LTC4257-1 PWRGD 4 VIN VOUT 6 R9 RLOAD C1 VOUT 5 42571 F01 図1．入力電圧の関数としての出力電圧、 PWRGD出力およびPD電流 42571f LTC4257-1 アプリケーション情報 これらの多様なモードはIEEE 802.3af仕様で定められて いる必要条件を満たしています。入力電圧はVINピンに 加えられ、GNDピンを基準にしています。この入力電 圧は常にマイナスです。混乱を避けるため、このデータ シートの電圧は常に絶対値で表示されています。最大負 電圧のような用語は最も大きな負電圧を指し、上昇する 負電圧は負方向に増加する電圧を指します。このアプリ ケーションのセクションで取り扱う電気的パラメータに は公称値が使われています。特定のパラメータのとる値 の範囲については、「電気的特性」のセクションを参照し てください。 直列ダイオード IEEE 802.3afの定義するPDの動作モードは、PDのRJ45コ ネクタの入力電圧を基準にしています。ただし、PD回 路はRJ45コネクタとLTC4257-1の間にダイオード・ブ リッジを必要とします（図2）。これを考慮に入れて、 LTC4257-1では各動作範囲のスレッショルド・ポイント でこれらのダイオードの電圧降下を補償しています。 LTC4257-1の電気的仕様で規定されている電圧範囲は、 認証範囲と分類範囲の両方ともICのピンを基準にしてい るので、LTC4257-1の下限はIEEE802.3afの仕様よりもダ イオード2個の電圧降下分だけ下に広がっています。 UVLOについても同様の調節がなされています。 表1．入力電圧の関数としてのLTC4257-1の動作モード 入力電圧 （GNDを基準にしたVIN） LTC4257-1の動作モード 0V to – 1.4V 非アクティブ状態 – 1.5V to – 10V 25k認証用抵抗の検出 – 11V to – 12.4V 分類負荷電流が0%から100%まで 上昇 – 12.5V to UVLO* 分類負荷電流がアクティブ UVLO* to –57V 電源がPD負荷に接続される *UVLOにはヒステリシスが含まれている。 立上り入力スレッショルド：約−36.0V 立下り入力スレッショルド：約−30.5V RJ45 1 2 3 POWERED (PD) IEEEDEVICE 802.3afで INTERFACE 規定されている AS DEFINED Powered Device (PD) BY IEEE 802.3af インタフェース 6 TX + T1 TX – RX + 検出 検出中、PSEは−2.8V〜−10Vの範囲の電圧をケーブル に印加して、25k認証用抵抗を探します。これにより、 ケーブル端のデバイスがPDであることを識別します。 端末電圧がこの範囲だと、LTC4257-1は内部25k抵抗を GNDピンとVINピンの間に接続します。この温度補償さ れた高精度抵抗が特有の特性を示して、ケーブルの他端 の給電装置（PSE）に対して、PDが接続されており、給電 を必要としていることを知らせます。 BR1 TO PHY RX – GND 4 SPARE + LTC4257-1 BR2 5 D3 4 7 8 8 SPARE – VIN 42571 F02 図2．主入力と予備入力にダイオード・ブリッジを使ったPDのフロントエンド 42571f 7 LTC4257-1 アプリケーション情報 分類 PSEはPDを検出した後、オプションとしてPDを分類す ることができます。分類により、PSEは電力消費の少な いPDを識別してこれらのデバイスには少ない電力を割 り当てることができるので、効率良く電力を分配するこ とができます。IEEE 802.3afでは、異なる電力レベルに より、5つのクラス（表2）が定義されています。設計者は PDの消費電力に基づいて適切な分類を選択します。各 クラスには固有の負荷電流があり、PDは分類調査時に その電流をラインに適用します。PSEはPDの負荷電流を 測定して、適切な分類とPDの必要電力を決定します。 PDに与えられる電力は2つの極性のどちらかを使うこと が許されており、PDはこの電力を受け入れなければな らないので、一般にダイオード・ブリッジが入力に接続 されます。LTC4257-1はこれら2個の直列ダイオードの 電圧と抵抗に与える影響を補償するように設計されてい ます。認証範囲はIEEEの範囲よりも下まで伸びて、ダ イオードの電圧降下に適応しています。 IEEE仕様で は、これらのダイオードのDCオフセットが認証用抵抗 の測定に影響を与えないようにするため、PSEが∆V/∆I 測定手法を使うことを要求しています。ただし、ダイ オード抵抗は認証用抵抗に直列に現われるので、PDの 全認証用抵抗に含める必要があります。LTC4257-1は認 証経路の2個の直列ダイオードの抵抗をオフセットする ことによりこれらのダイオードを補償するので、 LTC4257-1を使って作成されたPDはIEEEの仕様を満た します。 表2．IEEE 802.3afの電力分類とLTC4257-1のRCLASS抵抗の 選択 CLASS 0 1 2 3 4 アプリケーションによっては、PDが検出されるかどう かを制御する必要があります。この場合、SIGDISAピン を使って25k認証をイネーブル/ディスエーブルすること ができます（図3）。SIGDISAピンを使って認証をディス エーブルすると認証用抵抗が9kに替わりますが、これは IEEE 802.3afの仕様によれば無効な認証です。この無効 な認証は−2.8V〜−10VのPD入力電圧に対して存在しま す。入力が−10Vを超すと、認証用抵抗は25kに戻り、 LTC4257-1の電力消費を最小に抑えます。認証をディス エーブルするには、SIGDISAをGNDに接続します。代 りに、SIGDISAピンをVINを基準にして H にすること もできます。SIGDISAが H のとき、LTC4257-1のすべ ての機能がディスエーブルされます。 NOMINAL LTC4257-1 CLASSIFICATION RCLASS LOAD CURRENT RESISTOR (mA) (Ω, 1%) <5 Open 10.5 124 18.5 68.1 28 45.3 40 30.9 *クラス4は現時点では予備であり、使用してはならない。 IEEE 802.3afの初期の仕様草案では、PSEがPDを分類す るために使用できる2つの方法が定義されていました。 これらの方法は「電流測定法」および「電圧測定法」として 知られています。IEEEはその後、「電圧測定法」を仕様 から削除しました。 LTC4257-1 TO PSE USAGE Default Optional Optional Optional Reserved MAXIMUM POWER LEVELS AT INPUT OF PD (W) 0.44 to 12.95 0.44 to 3.84 3.84 to 6.49 6.49 to 12.95 Reserved* GND 8 9k 25k SIGNATURE RESISTOR 16k SIGNATURE DISABLE SIGDISA 7 4 VIN 42571 F03 図3．ディスエーブル付き25k認証用抵抗 42571f 8 LTC4257-1 アプリケーション情報 LTC4257-1はIEEE 802.3af標準に適合していますが、廃 止された「電圧測定法」でも動作します。 「電流測定法」 （図4）では、PSEは−15.5V〜−20Vの固定 電 圧 を PDに 与 え ま す 。 入 力 電 圧 が こ の 範 囲 だ と 、 LTC4257-1はRCLASS抵抗を通してGNDピンから負荷電流 を流します。負荷電流の大きさは選択されるRCLASS抵抗 によって設定されます。各クラスに対応した抵抗値を表 2に示します。 「電圧測定法」 （図5）では、PSEはPDに電流を流して、PD の端子間の電圧をモニタします。PSEの電流は、テスト 対象のPDを分類するために、分類用負荷電流値の間を 段階的に切り替えられます。PD負荷電流より低いPSE調 査電流の場合、LTC4257-1はPDの端子電圧を分類電圧範 囲より低く保ちます。PD負荷電流より高いPSE調査電流 の場合、LTC4257-1はPDの端子電圧を強制的に分類電圧 範囲より高くします。 分類時には、適当な電力がLTC4257-1で消費されます。 IEEE 802.3afでは分類時間を75msに制限しています。 LTC4257-1はこの時間内の電力消費を処理するように設 計 さ れ て い ま す 。 PSEか ら の 調 査 が 75msを 超 す と 、 LTC4257-1が過熱状態になることがあります。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。入力電圧が UVLOオン電圧を超えて上昇するまで、LTC4257-1は分 類モードに留まります。 CURRENT PATH PSE PROBING VOLTAGE SOURCE –15.5V TO –20V LTC4257-1 2 RCLASS GND 8 RCLASS 4 VIN 42571 F04 V CONSTANT LOAD CURRENT INTERNAL TO LTC4257-1 PSE CURRENT MONITOR PSE PD 図4．IEEE 802.3afの「電流測定法」による分類調査 CURRENT PATH PSE PROBING CURRENT SOURCE PSE LTC4257-1 V VOLTAGE MONITOR 2 RCLASS RCLASS 4 VIN PSE GND 8 CONSTANT LOAD CURRENT INTERNAL TO LTC4257-1 PD IF PSE PROBING CURRENT < LTC4257-1 LOAD CURRENT, PD TERMINAL VOLTAGE IS < 15V IF PSE PROBING CURRENT > LTC4257-1 LOAD CURRENT, PD TERMINAL VOLTAGE IS > 20V 42571 F05 図5．IEEE 802.3afの「電圧測定法」による分類調査 42571f 9 LTC4257-1 アプリケーション情報 低電圧ロックアウト IEEE 802.3afではPDに対して42Vの最大オン電圧と30V の最小オフ電圧を要求しています。さらに、PSEとPD間 の配線の抵抗性損失による起動時の発振を防ぐため、 PDは大きなオン/オフ・ヒステリシスを備えている必要 があります。LTC4257-1は低電圧ロックアウト（UVLO） 回路を内蔵しており、ライン電圧を監視して、いつPD 負荷に電力を供給するか決定します（図6）。電力が負荷 に与えられる前、VOUTピンは高インピーダンスであ り、コンデンサC1には電荷が蓄積されていないのでグ ランド電位になっています。入力電圧がUVLOオン・ス レッショルドを超えて上昇すると、LTC4257-1は分類負 荷電流を切り離して、内部のパワーMOSFETをオンしま す。C1はLTC4257-1の電流制限制御のもとに充電され、 VOUTピンは0VからVINに遷移します。このシーケンスを 図1に示します。LTC4257-1にはヒステリシスをもった UVLO回路が内蔵されており、入力電圧がUVLOのオ フ・スレッショルドより下に下がるまで負荷への電力供 給を保ちます。入力電圧が−30Vより減少すると、内部 LTC4257-1 TO PSE のパワーMOSFETがオフし、分類負荷電流が再度イネー ブルされます。C1はPD回路を通して放電し、VOUTピン は高インピーダンス状態になります。 入力電流制限 IEEE 802.3afは最大突入電流を規定しており、またGND ピンとVOUTピン間の最小負荷コンデンサも規定してい ます。システム内のオン・サージ電流を制御するため、 LTC4257-1には内蔵のパワーMOSFETとセンス抵抗を 使った2レベル電流制限回路が内蔵されており、追加の 外付け部品なしに完全な突入電流制御回路を構成してい ます。オン時に、LTC4257-1は入力電流を低いレベルに 制限するので、負荷コンデンサはライン電圧まで制御さ れた状態で上昇します。 LTC4257-1は、IEEE 802.3af標準規格の突入電流に関す る必要条件を満たしていない従来のPSEとインタフェー スするように特に設計されています。 GND 8 C1 5µF TO 300µF + PD LOAD UNDERVOLTAGE LOCKOUT CIRCUIT 4 VIN VOUT 5 INPUT LTC4257-1 VOLTAGE POWER MOSFET 0V TO UVLO* OFF >UVLO* ON *UVLO INCLUDES HYSTERESIS RISING INPUT THRESHOLD ≅ –36V FALLING INPUT THRESHOLD ≅ –30.5V 42571 F06 CURRENT-LIMITED TURN ON 図6．LTC4257-1の低電圧ロックアウト 42571f 10 LTC4257-1 アプリケーション情報 これは2レベルの電流制限を使って実現されています。 起動時、C1が充電される前に、LTC4257-1の電流制限は 低レベルに設定されます。C1が充電され、VOUT−VINの 電圧差がパワーグッド・スレッショルドより小さくなる と、LTC4257-1は高レベルの電流制限に切り替わりま す。2レベルの電流制限により、電流供給能力が制限さ れている従来のPSEがPDを起動することができ、同時 に、PDはIEEE 802.3afのPSEから全電力を引き出すこと もできます。 入力電圧がUVLOオフ・スレッショルドより下に下がる まで、LTC4257-1は高レベル電流制限に留まります。こ の2レベル電流制限により、設計者は従来のPSEと互換 性のあるPDを柔軟に設計することができるとともに、 IEEE 802.3afシステムで可能な高電力配分の利点を利用 することもできます。 電流が制限されたオン時に、大量の電力がパワー MOSFET内で消費されます。LTC4257-1はこの熱負荷を 許容するように設計されており、内蔵されているパワー MOSFETへの損傷を避けるため、熱的に保護されていま す。IEEE 802.3afに準拠するために、PDの定常状態の電力 消費は表2に示されているリミット内に収まるようにする 必要がありますので、PDの設計者は注意してください。 また、2レベル電流制限により、任意の大きさの負荷コ ンデンサを使うことができます。IEEE 802.3af仕様は、 オン時にPDが突入電流のリミットを50ms以上超えない ことを要求しています。負荷コンデンサがIEEEの突入 電流リミットの規格値よりも小さい電流で充電されるの で、LTC4257-1は50msの時間制限には拘束されません。 したがって、LTC4257-1には大きな負荷コンデンサを使 うことができます。 パワーグッド機能 LTC4257-1にはパワーグッド回路（図7） が備わっており、 負荷コンデンサC1が完全に充電されて、PDがDC/DCコン バータ動作を開始できることをPD回路に知らせるのに使 われます。パワーグッド回路は内蔵パワーMOSFET両端 の 電 圧 を 監 視 し 、 こ の 電 圧 が 1.5Vよ り 下 に 下 が る と PWRGDが有効になります。パワーグッド回路には大き な値のヒステリシスをもたせてあるので、LTC4257-1 は、誤ってPWRGDを無効にすることなく、電流制限ポ イントの近くで動作することができます。MOSFETの電 圧が3Vまで増加しないと、PWRGDは無効にされませ ん。 LTC4257-1が低レベルの電流制限から高レベルの電流制 限に切り替わるとき、一時的な電流の増加が観察されま す。この電流スパイクは、LTC4257-1が最後の1.5Vを高 レベル電流制限で充電する結果です。10µFのコンデン サを充電するとき、標準的な電流スパイクは幅が100µs で、低レベル電流リミットの公称値の125%です。 LTC4257-1 PWRGD 6 R9 100k SHDN PD LOAD THERMAL SHUTDOWN UVLO – TO PSE + C1 5µF MIN + – 1.125V 300k 4 VIN + 300k VOUT 5 42571 F07 図7．LTC4257-1のパワーグッド 42571f 11 LTC4257-1 アプリケーション情報 入力ラインの電圧が突如増加すると、この電圧ステップ はコンデンサC1を通して伝達され、パワーMOSFETの 両端に現われます。LTC4257-1の応答は電圧ステップの 大きさ、ステップの立上り時間、コンデンサC1の値、 およびDC負荷に依存します。高速で立ち上がる入力の 場合、LTC4257-1は内部補助電流制限回路を使って短時 間にコンデンサC1を充電しようとします。このシナリ オでは、PSEの電流制限が回路全体の制限をおこなう必 要があります。低速で立ち上がる入力の場合、 LTC4257-1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。いずれの場合も、コンデンサが新しい ライン電圧まで充電されるあいだ、RWRGD信号が短時 間だけ非アクティブになることがあります。PDの設計 では、入力電圧ステップによってPWRGD信号が非アク ティブになるかどうか、またこれが生じた場合どう応答 するか決めておく必要があります。設計によっては、こ の現象のあいだ、PDに電力を供給するのはC1の電荷で 十分です。この場合、断続的なパワーバッド状態を無視 するように、PWRGD信号にフィルタをかける方が良い かもしれません。ローパス・フィルタをパワーグッド・ インタフェースに挿入する方法を図10に示します。 大きな負荷コンデンサを使った大きな電力を消費する PDデザインの場合、PWRGD信号を使ってPD回路の起 動を遅らせることが重要です。電流制限されたオン・ シーケンスのあいだ、PD回路がディスエーブルされな いと、負荷コンデンサを充電するための電流がPD回路 に流れてしまって、入力の立上りが遅くなるため、 LTC4257-1がサーマル・シャットダウンする可能性があ ります。 オフ時には、入力電圧が30Vより下に下がるとPWRGD は非アクティブになります。さらに、入力波形の立上り が速い場合、オン時にPWRGDが短時間、アクティブに なることがあります。PWRGDはVINピンを基準にしてお り、アクティブ状態ではVINの電位に近くなります。PD のDC/DCコンバータは一般にVOUTを基準にするので、 PWRGD信号の電位差が悪影響を生じないように注意を 払う必要があります。図10に示されているように、ダイ オード・クランプD6を使うと問題が緩和されます。 サーマル保護 ミニパッケージでも安全な動作温度を保ってデバイスの 全機能を提供するため、LTC4257-1にはサーマル過負荷 保護機能が内蔵されています。いくつかの要因により、 LTC4257-1内で非常に大きな電力が消費される可能性が 生じます。オン時に、負荷コンデンサが完全に充電され る前に、LTC4257-1が消費する瞬時電力は10Wになるこ とがあります。負荷コンデンサが充電するにつれ、 LTC4257-1内の電力消費は減少し、DC負荷電流に依存 する定常値に達します。LTC4257-1内の電力消費が減少 する速度は負荷コンデンサのサイズによって決まりま す。LTC4257-1はサーマル・シャットダウンすることな く、最大800µFの負荷コンデンサを扱うことができま す。このように大きな負荷コンデンサの場合、 LTC4257-1のダイ温度は1回のオン・シーケンスの間に 約50℃上昇します。なんらかの理由で電源がデバイスか ら切り離されたのち再度短時間で接続されたため、 LTC4257-1が再度負荷コンデンサを充電する必要がある と、安全対策がとられていないかぎり過度の温度上昇が 生じます。 PWRGDピンは1mAをシンクする能力のある100Vのオー プン・ドレイン内部トランジスタに接続されています。 低インピーダンスだと電源がグッドであることを示しま す。PWRGDは認識と分類の調査時、および熱的過負荷 状態では高インピーダンスになります。 42571f 12 LTC4257-1 アプリケーション情報 LTC4257-1はダイ温度をモニタして、熱損傷から自己を 保護します。ダイ温度が過温度トリップ・ポイントを超 すと、デバイスが過温度設定ポイント以下に冷めるまで 電流をゼロに減らし、デバイス内部では電力はほとんど 消費されません。 表3．Power-Over-Ethernet用トランスのメーカー 分類時に、PSEが75msの調査時間制限に違反すると、 LTC4257-1が過熱状態になる可能性があります。ダイ温 度が過温度トリップ・ポイントを超すと、LTC4257-1を 保護するため、サーマル保護回路が分類電流をディス エーブルします。ダイが設定ポイントより低い温度まで 冷めると、分類電流が再度イネーブルされます。 Bel Fuse Inc. VENDOR Pulse Engineering CONTACT INFORMATION 12220 World Trade Drive San Diego, CA 92128 Tel: 858-674-8100 FAX: 858-674-8262 http://www.pulseeng.com/ 206 Van Vorst Street Jersey City, NJ 07302 Tel: 201-432-0463 FAX: 201-432-9542 http://www.belfuse.com/ 308 Constitution Drive Menlo Park, CA 94025-1164 Tel: 800-227-7040 FAX: 650-361-2508 http://www.circuitprotection.com/ Tyco Electronics 外部インタフェースと部品の選択 トランス イーサーネット・ネットワークのノードは一般に絶縁ト ランスを介して外界とインタフェースします（図8）。PD の場合、絶縁トランスにはメディア（ケーブル）側に中心 タップが必要です。インピーダンスを正しく整合させ、 放射エミッションや伝導エミッションを避けるため、ト ランスの周囲には適切な終端が必要です。適切な絶縁ト ランスの選択と適切な終端方法については、Pulse、Bel Fuse、Tycoなどのトランス・メーカー（表3）からサポー トを受けることができます。これらのメーカーは、PD アプリケーション向けに特に設計されたトランスを用意 しています。 RJ45 1 2 3 6 4 TX + 15 2 14 3 RX + 11 6 10 7 9 8 RX – 8 BR1 DF01SA TO PHY PULSE H2019 SPARE + 5 7 16 T1 1 – TX ダイオード・ブリッジ IEEE 802.3afは、TX/RXの配線に関して2つの構成法のど ちらの電力用配線も許容しており、RJ45コネクタの予 備の配線対を使ってPDに電力を供給することもできま す。PDは主入力と予備入力の両方でどちらの極性の電 力でも受け入れることが要求されているので、異なった 配線方法に適応するため、両方の入力にダイオード・ブ リッジを接続するのが一般的です。これらのダイオー ド・ブリッジの実装例を図8に示します。PDが57Vで給 電されるとき、使用されないブリッジの逆方向洩れ電流 が28µA以下であることも、仕様は要求しています。 SPARE – GND BR2 DF01SA C14 0.1µF 100V 8 C1 LTC4257-1 D3 SMAJ58A TVS 4 VIN VOUT 5 42571 F08 VOUT 図8．絶縁トランス、ダイオード・ブリッジ、およびコンデンサを搭載したPDのフロントエンド 42571f 13 LTC4257-1 アプリケーション情報 IEEE標準にはAC遮断機能を実現するためにACインピー ダンスの必要条件も含まれています。図8のコンデンサ C14は、このACインピーダンスの必要条件を満たすた めに使われています。このアプリケーションには、 0.1µFのコンデンサを推奨します。 LTC4257-1はVINピンとGNDピン間に現われる電圧に基 づくいくつかの異なった動作モードを備えています。 PDの設計で使われる入力ダイオードの順方向電圧降下 は入力電圧を下げるので、モード間の遷移点に影響を与 えます。LTC4257-1を使うとき、特に低温で動作させる ときは、この順方向電圧降下に十分注意を払う必要があ ります。大きめのダイオードを選択すると、電圧降下を 許容可能な低レベルに保つのに役立ちます。 補助電源 アプリケーションによっては、ACアダプタなどの補助 電源からPDに電力を供給するのが望ましい場合があり ます。ダイオードを使って外部電源をPDにOR結合する 3つの方法を図9に示します。オプション1ではLTC42571の前に電源を挿入しますが、オプション2とオプション 3ではLTC4257-1の後に電源を挿入します。 LTC4257-1の前に電源を挿入する場合（オプション1）、 そのACアダプタはLTC4257-1のUVLOオン条件を超え、 最大電圧を57Vに制限している必要があります。このオ プションによりトランスへの入力電流を制限し、有効な パワーグッド信号を出力し、電源の優先順位の問題を簡 素化します。PSEより前にACアダプタがPDに電力を供 給し始めるかぎり、ACアダプタが優先されて25kの認証 を損なうので、PSEはPDに電力を供給しません。PSEが 既にPDに電力を供給している場合、ACアダプタはPSE と並列に接続されます。この場合、優先順位は電源電圧 の高い方に与えられます。ACアダプタの電圧の方が高 いとPSEからは電流が流れないので、PSEはライン電圧 を切り離します。一方、ACアダプタの電圧の方が低い とPSEがPDに電力を供給し続け、ACアダプタの電力は 使用されません。どちらのシナリオでも適切に動作しま す。 補助電源をLTC4257-1の後に接続すると（オプション 2）、別のトレードオフが生じます。この構成では、AC アダプタはLTC4257-1のUVLOオン条件を超える必要は ありません。ただし、ACアダプタがLTC4257-1に電力 を供給するのを防ぐため、ダイオードD9を接続する必 要があります。ACアダプタの電圧条件はPDスイッチャ の必要条件によって支配され、57Vを超えることもあり ます。ただし、電源の優先順位の問題には更に介入する 必要があります。ACアダプタの電圧がPSEの電圧より 低いと、優先順位はPSE電源に与えられます。PDには PSEから電力が供給され、ACアダプタは使用されませ ん。この構成は、Power Over Ethernetシステムでは問題 になりません。一方、ACアダプタの電圧の方がPSEの 電圧より高いと、PDにはACアダプタから電力が供給さ れます。この状況では、PSEが存在すると生じる可能性 のある電源サイクルの問題を解決する必要があります。 PSEはPDを検出して電源を接続します。PDがACアダプ タから電力を供給されていると、PDは最小負荷条件を 満たさないので、PSEは電源を切り離します。PSEは再 度PDを検出して電源サイクルを開始します。ACアダプ タの電圧がPSEの電圧より高い場合、オプション2で示 されているように認証をディスエーブルするか、または LTC4257-1の出力に最小負荷を与えて電源サイクルを防 ぐ必要があります。 オプション3でもLTC4257-1の後に電源を接続します が、ダイオードD9は省かれています。このダイオード が省かれているので、ACアダプタの電圧が負荷だけで なく、LTC4257-1にも加わります。このため、ACアダ プタの電圧を38V〜57Vに維持してLTC4257-1を正常な 動作範囲に保つ必要があります。オプション3には、外 部電圧がPSEの電圧を超すと自動的に25kの認証をディ スエーブルするという利点があります。 42571f 14 LTC4257-1 アプリケーション情報 オプション1：補助電源がLTC4257-1の前に挿入されている OPTION 1: AUXILARY POWER INSERTED BEFORE LTC4257-1 RJ45 1 2 3 6 TX + T1 ~ TX – RX + + BR1 DF01SA TO PHY ~ RX – D3 SMAJ58A TVS C14 0.1µF 100V – GND 4 SPARE + ~ 5 7 8 PD LOAD C1 8 + LTC4257-1 BR2 DF01SA SPARE – ~ 4 – + 5 VOUT VIN D8 S1B ISOLATED WALL 38V TO 57V TRANSFORMER – オプション2：補助電源がLTC4257-1の後に挿入されており、認証がディスエーブルされている OPTION 2: AUXILARY POWER INSERTED AFTER LTC4257-1 WITH SIGNATURE DISABLED RJ45 1 2 3 6 TX + T1 ~ TX – RX + D3 SMAJ58A TVS ~ – 4 ~ 5 7 8 C1 BSS63 8 GND SPARE + 100k C14 0.1µF 100V BR1 DF01SA TO PHY RX – + 7 SIGDISA + 100k LTC4257-1 BR2 DF01SA SPARE – ~ ISOLATED WALL TRANSFORMER – PD LOAD 4 VIN D9 S1B 5 VOUT + D10 S1B – OPTION 3: AUXILARY POWER APPLIED TO LTC4257-1 AND PD LOAD オプション3：補助電源がLTC4257-1とPD負荷に接続されている RJ45 1 2 3 6 TX + T1 ~ TX – RX + BR1 DF01SA TO PHY ~ RX – + D3 SMAJ58A TVS C14 0.1µF 100V – C1 GND 4 SPARE + ~ 5 7 8 + 8 PD LOAD LTC4257-1 BR2 DF01SA SPARE – ~ ISOLATED WALL TRANSFORMER – 4 VIN + VOUT 5 D10 S1B 38V TO 57V 42571 F09 – 図9．PDの補助電源 42571f 15 LTC4257-1 アプリケーション情報 分類抵抗の選択（RCLASS） IEEE 仕様ではPDを4つの異なったクラスに分類すること ができますが、クラス4は将来使用するために予約されて います（表2）。RCLASSからVINに接続されている外部抵抗 （図4）が分類電流の値を設定します。設計者はPDがどの 電力分類に当てはまるか決定してから、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らば、 RCLASSの値は次のように計算することができます。 RCLASS = 1.237V/(IDESIRED – IIN_CLASS) ここで、IIN̲CLASSは分類時のLTC4257-1デバイスの電源 電流で、電気的仕様で与えられています。RCLASS抵抗 は、分類回路全体の精度を低下させないために、1%抵 抗か、それより良いものにする必要があります。抵抗の 電力消費は最大50mWで過渡的なものなので、過熱につ いては一般に心配する必要がありません。ループの安定 性を維持するため、レイアウトではRCLASSノードの容量 を最小に抑えます。RCLASSピンをフロートさせて、分類 回路をディスエーブルすることができます。RCLASSピン をVINに短絡しないでください。短絡するとLTC4257-1 の分類回路は非常に大きな電流を流し込もうと試みま す。この場合、LTC4257-1はすぐにサーマル・シャット ダウン状態になります。 パワーグッド・インタフェース 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。PD負荷を制御するためのア クティブ H とアクティブ L のインタフェース回路の 例を図10に示します。 アプリケーションによっては、間欠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。これは、図 10のコンデンサC15を追加してローパス・フィルタを形 成することによって実現することができます。 アクティブ L イネーブル、5.1V振幅 ACTIVE-LOW ENABLE, 5.1V SWING GND 8 R9 100k LTC4257-1 TO PSE PWRGD –48V 4 VIN PD LOAD R18 10k 6 + VOUT 5 C1 5µF 100V D6 5.1V MMBZ5231B SHDN C15* 0.047µF 10V *C15 OPTIONAL TO FILTER PWRGD. * C15はPWRGDにフィルタをかけるためのオプション SEE APPLICATIONS INFORMATION アプリケーション情報を参照 内部プルアップ付きRUNピンのアクティブ H イネーブル ACTIVE-HIGH ENABLE FOR RUN PIN WITH INTERNAL PULLUP GND TO PSE 8 LTC4257-1 PWRGD –48V 4 VIN + VOUT 5 Q1 FMMT2222 R18 10k 6 C1 5µF 100V PD LOAD INTERNAL PULLUP R9 100k D6 MMBD4148 C15* 0.047µF 10V RUN C17* 42571 F10 *C15 AND C17 OPTIONAL TO FILTER PWRGD. * C15とC17はPWRGDにフィルタをかけるためのオプション SEE APPLICATIONS INFORMATION アプリケーション情報を参照 図10．パワーグッド・インタフェースの例 42571f 16 LTC4257-1 アプリケーション情報 示されている部品を使用すると、約200µs以下のパワー バッド状態は無視されます。逆に、他のアプリケーショ ンでは、PD負荷へのPWRGDの適用を遅らせる方が望ま しいかもしれません。PWRGD信号は、図10のコンデン サC17を追加して遅らせることができます。 認証ディスエーブル・インタフェース 25kの認証をディスエーブルするには、SIGDISAピンを GNDピンに接続します。認証ディスエーブル・インタ フェース回路の一例を図9のオプション2に示します。 負荷容量 IEEE 802.3afは、PDが5µFの最小負荷容量を維持するこ とを要求しています。これよりはるかに大きな負荷コン デンサをもつことは許されており、LTC4257-1は熱が問 題になる前に非常に大きな負荷コンデンサを充電するこ とができます。ただし、負荷コンデンサはあまり大きす ぎてはならず、大きすぎるとPDの設計がIEEE 802.3afの 要求条件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による予期せぬ電 源シャットダウンの問題が生じる可能性があります。以 下のシナリオについて検討してみます。PSEが−57V（最 大許容値）で動作しており、PDが検出されて電力供給を 開始した場合、負荷コンデンサは−57Vの近くまで充電 されます。なんらかの理由でPSEの電圧が突如、−44V （最小許容値）に減少した場合、入力ブリッジがバイアス を反転させ、PDの電力は唯一、負荷コンデンサから供 給されます。負荷コンデンサのサイズとPDのDC負荷に 依存して、ある時間のあいだ、PDはPSEからは全く電力 を受け取りません。この時間がIEEE 802.3afの規定する 300msの遮断遅延時間を超すと、PSEはPDから電源を切 り離す可能性があります。このため、負荷コンデンサと 負荷電流を評価して、予期せぬ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。 10µF以下の非常に小さい出力コンデンサは、電流制限 状態で非常に短時間に充電されます。出力の電圧が急速 に変化すると電流制限が一時的に減少し、コンデンサの 充電速度がいくらか低下することがあります。逆に、非 常に大きなコンデンサを充電すると、電流制限がわずか に増加することがあります。いずれの場合も、出力電圧 がその最終値に達すると、入力電流制限はその公称値に 戻ります。 Maintain Power Signature IEEE 802.3afシステムでは、PSEはmaintain power signature（MPS）を使って、PDが引き続き、電力を必要とする かを判定します。PDが少なくとも10mAを流し、0.05µF と並列なそのACインピーダンスが26.25kΩより小さい ことをMPSは要求します。このデータシートに示されて いるPDアプリケーションは、電力を維持するのに必要 な条件を満たしています。DC電流が10mAより少ない か、またはACインピーダンスが26.25Ωを超えると、 PSEが電力供給を遮断する可能性があります。電力供給 が遮断されることを保証するには、DC電流は5mA未満 に、またACインピーダンスは2MΩ以上にする必要があ ります。 レイアウト LTC4257-1は比較的、レイアウトの問題に影響されませ ん。RCLASSピンには過度の寄生容量が生じないようにし てください。特別な場合にはヒートシンクが必要になる ことがあります。PDの電圧は最大−57Vになることがあ るので、高電圧レイアウトの手法を使います。 LTC4257-1のピン5とピン8の間に接続された負荷コンデ ンサは、完全に充電されると大きなエネルギーを保存す ることができます。このエネルギーが誤ってLTC4257-1 内で消費されないようにPDを設計しなければなりませ ん。極性保護ダイオードはケーブルの短絡事故による損 傷を防ぎます。ただし、負荷コンデンサが充電されてい るときにPD内でVINピンがGNDピンに短絡すると、内部 MOSFETの寄生ボディ・ダイオードを通って電流が流 れ、LTC4257-1に永久的な損傷を与えるおそれがありま す。 静電気放電とサージの抑制 LTC4257-1は−100Vの絶対最大電圧で動作するように仕 様が規定されており、短時間の過電圧に耐えるように設 計されています。ただし、外界とインタフェースするピ ン（主にVINとGND）では、常に10kVを超えるピーク電圧 にさらされる可能性があります。LTC4257-1を保護する ため、ブリッジとLTC4257-1の間に過渡電圧サプレッサ を接続することを強く推奨します（図2のD3）。 42571f 17 18 RJ45 8 7 5 4 6 3 2 1 J1 2 TXOUT + 7 RXOUT + SPARE– C4 0.22µF D6 6.2V TO PHY Q1A 8 9 RXOUT – 1/2 H2019 10 SPARE+ RX – RX + 11 T1A 6 TX – 14 3 TXOUT – 1/2 H2019 15 TX + 16 T1B 1 R16 3010Ω 1% R14 30.1k 1% Q1B D2B 8 D2A ~ 1 C8 0.1µF VCC 15 LT1725 C15 470pF C14 0.1µF 100V D3 TVS SMAJ58A 10 UVLO 2 RCLASS 1% R22 33k 3 R21 2.49k 14 13 12 R19 R20 47k 75k 4 4 3 2 1 GND VIN NC 5 6 7 8 3VOUT ISENSE GATE VOUT PWRGD RCLASS SIGDISA NC U1 LTC4257-1 5 11 C6 100pF 200V R18 10k R9 100k 9 2 • 12 10 R6 18Ω C5 470pF 100V 1 C9 100µF 6.3V SEPARATING LINE FOR GND PLANE Q2 Si4490DY • 9 • 11 C16 1000pF 2kV C20 1000pF 2kV 4 R13 33Ω 2• 1• 6 + VOUT– 3.3V AT 3A 42571 TA02 ** AS REQUIRED FOR MINIMUM LOAD 100MA AT 3.3V R5** VOUT+ NOTES：別途注記のないかぎり NOTES: UNLESS OTHERWISE SPECIFIED 1.ALL すべての抵抗値は5%抵抗 1. RESISTOR VALUES ARE 5% 2.SELECT クラス1〜4の動作用のR を選択 2. OPERATION. RCLASS FOR CLASS 1-4CLASS する。データシートの 「アプリケー REFER TO DATA SHEET APPLICATIONS ション情報」SECTION のセクションを参照 INFORMATION 3. TO CHASSIS GROUND 3.CONNECT シャーシ・グランドに接続する C9: TDK C3225X5R0J107M C10: TAIYO YUDEN LMK325BJ106MN C16, C19, C20: AVX 1808GC102MAT D2: MMBD1505 D6: MM3Z6V2ST1 D8: MM3Z20VT1 L1: COILCRAFT DO1608C-472 Q1: NDC7002N T1: PULSE H2019 D4 3 SBM1040 C1C 0.47µF 100V C1B 1.5µF 100V L1 4.7µH T2 CTX02-15242 C1A 18µF 63V R17 0.2Ω 1% + R8 33k R15 16 15Ω R23 220k 1 RCMPC SGND PGND C13 0.1µF SFST tON ENDLY MINENAB ROCMP D7 BAS21H R24 220Ω C12 0.22µF 6 2 1 Q3 MMBTA06 – C7 4.7µF OSCAP C3 33pF 7 VC + – + BR2 DF01SA ~ ~ ~ R4 47k + 3 4 R7 33Ω FB D8 20V 3 4 C19 BR1 1000pF DF01SA 2kV 3 2 C11 1000pF C2 0.1µF 100V R2 75Ω 100mW R1 75Ω 100mW C21 0.1µF 100V 3.3V、3A絶縁電源付きPDパワー・インタフェース LTC4257-1 アプリケーション情報 42571f LTC4257-1 パッケージ寸法 S8パッケージ 8ピン・プラスチックSO（細型0.150インチ） (Reference LTC DWG # 05-08-1610) .189 – .197 (4.801 – 5.004) NOTE 3 .045 ±.005 .050 BSC 8 .245 MIN 7 6 5 .160 ±.005 .150 – .157 (3.810 – 3.988) NOTE 3 .228 – .244 (5.791 – 6.197) .030 ±.005 TYP 1 RECOMMENDED SOLDER PAD LAYOUT 推奨半田パッド・レイアウト .010 – .020 × 45° (0.254 – 0.508) .008 – .010 (0.203 – 0.254) .053 – .069 (1.346 – 1.752) 0°– 8° TYP .016 – .050 (0.406 – 1.270) .014 – .019 (0.355 – 0.483) TYP NOTE: NOTE： INCHES 1. DIMENSIONS IN インチ (MILLIMETERS) 1. 寸法は （ミリメートル） 2. DRAWING NOT TO SCALE 3.図は実寸とは異なる THESE DIMENSIONS DO NOT INCLUDE MOLD FLASH OR PROTRUSIONS. 2. MOLD FLASH OR PROTRUSIONS SHALL NOT EXCEED .006" (0.15mm) 3. これらの寸法にはモールドのバリまたは突出部を含まない。 モールドのバリまたは突出部は0.006"（0.15mm）を超えないこと 2 3 4 .004 – .010 (0.101 – 0.254) .050 (1.270) BSC SO8 0303 42571f 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。 19 20 XFMR 4 RJ45 8 SPARE – RXOUT – TO PHY C3 0.1µF 100V R11 75Ω R12 75Ω C4 0.1µF 100V 3 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秀和紀尾井町パークビル8F TEL 03-5226-7291• FAX 03-5226-0268 • www.linear-tech.co.jp + ~ – BR2 DF01SA ~ – + 1 2 1 NOTES: UNLESS OTHERWISE SPECIFIED 1. すべての抵抗値は5%抵抗 1. ALL RESISTOR VALUES ARE 5% 2. クラス1〜4の動作用のR OPERATION. を選択する。データシー 2. SELECT RCLASS FOR CLASS 1-4CLASS トの「アプリケーション情報」 のセクションを参照 REFER TO DATA SHEET APPLICATIONS INFORMATION SECTION 3. TO CHASSIS GROUND 3.CONNECT シャーシ・グランドに接続する C1A: PANASONIC ECEV2AA4R7P C1B: TDK C5750X7R2A225KT C8: AVX 1808GC102MAT C9, C10, C12, C13: TDK C4532X5ROJ107 L1: LQLB2518T1ROM T1: PULSE H2019 3 4 ~ ~ C8 BR1 0.001µF DF01SA 2kV 3 2 4 C14 0.1µF 100V R9 100k R18 10k D6 1N4148 D3 TVS SMAJ58A 製品番号 説明 R16 100Ω GND VIN NC R17 750Ω R10 100k 5 6 7 8 C6 1µF 6.3V CC1 1nF RC 12k RT 80.6k 1% Q1 2N7002 VOUT PWRGD RCLASS SIGDISA NC Q4 FMMT2222 RCLASS 1% 2 4 3 2 1 U1 LTC4257-1 + RUN GATE INTVCC VIN SENSE 6 7 8 9 10 C5 4.7µF 6.3V MODE/SYNC GND R14 12.4k 1% R13 100k • • 9 10 • D5 UPS840 R5 0.1Ω 1% Q3 FDC2512 4 11 12 2 Q2 FMMT625 T2 CTX-02-15242 D4 MMBZ5235B 6.8V U2 LTC1871 FREQ FB ITH R15 21k 1% 5 4 3 2 1 C1A 4.7µF 100V C1B 2.2µF 100V + C10 100µF X5R 6.3V + C9 100µF X5R 6.3V + C13 100µF X5R 6.3V 4257 TA03 + C12 100µF X5R 6.3V VOUT– VOUT+ 3.3V AT 3A 標準的応用例 7 5 SPARE + TXOUT RXOUT + – TXOUT + NOTES：別途注記のないかぎり 7 9 8 6 3 6 2 RX – 15 TX + 16 T1 1 TX – 14 2 RX + 11 3 10 1 J1 L1 1µH 3.3V、3A非絶縁電源付きPDパワー・インタフェース LTC4257-1 関連製品 注釈 LTC4255 2線シリアル・インタフェース付きクワッド・パワー・イーサーネット・コントローラ 4本の独立した−48Vパワー・チャネル LTC4257 IEEE 802.3af PD Power over Ethernetインタフェース・コントローラ 完全なパワー・インタフェース 42571f 0803 0.2K • PRINTED IN JAPAN LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2003
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