Linear Technology stellt PoE-Architektur ohne Optokoppler vor Bis 90 Watt Power übers Ethernet

Der Chipsatz LTC4270/LTC4271 für Anwendungen in IEEE-802.3at/af (PoE+)
Der Chipsatz LTC4270/LTC4271 für Anwendungen in IEEE-802.3at/af (PoE+)

Mit dem Chipsatz LTC4270/LTC4271 hat Linear Technology einen isolierten 12-Port-PSE-Controller (Power Source Equipment) für Anwendungen in IEEE-802.3at/af (PoE+) vorgestellt.

Der LTC4270/71 bietet zwölf voneinander unabhängige PSE-Kanäle und vereinfacht dadurch das Design, verringert die Anzahl der Bauteile, spart Platz und reduziert die Kosten der Gesamtlösung. Ein Router mit 48 PoE-Ports kommt so mit vier Chipsätzen aus. Der LTC4271 verfügt über eine digitale Schnittstelle zum PSE-Host und der LTC4270 über eine Hochspannungs-Ethernet-Schnittstelle; die beiden ICs werden über preiswerte Ethernet-Übertrager (Dual 100BASE-T) miteinander gekoppelt und sind spannungsfest bis 80 V. Im Vergleich zu herkömmlichen Designs spart man durch das Kommunikationsprotokoll für Übertrager-getrennte Kommunikation bis zu sechs teure Optokoppler und eine komplexe, galvanisch getrennte 3,3-V-Stromversorgung. Weil die Übertrager nicht altern, bieten sie gegenüber Optokopplern einen weiteren Vorteil. Der Chipsatz LTC4270/LTC4271 eignet sich für viele PSE-Anwendungen, darunter Switches, Router, Hubs und Midspans der nächsten Generation.

Zudem hält der neue Chipsatz nach Herstellerangaben den Branchenrekord für geringste Verlustleistung. Infolgedessen gestaltet sich das thermische Design wesentlich einfacher als bei PSEs, die weniger robuste MOSFETs mit normalerweise höherem Durchlasswiderstand (RDSON) enthalten. Die PD-Erkennung (Powered Device) erfolgt mit Hilfe eines firmeneigenen Dual-Mode/4-Punkt-Erkennungsmechanismus, der maximale Immunität gegenüber Falscherkennung bietet. Der Chipsatz verfügt über ein hochentwickeltes Power-Management einschließlich priorisiertem, schnellem Herunterfahren sowie 14-Bit-Spannungs- und Stromüberwachung (individuell für jeden Port), 8-Bit-programmierbarer Strombegrenzung, 7-Bit-programmierbarer Überstrombegrenzung und jederzeit aktualisierbarer Firmware. Über eine 1-MHz-I2C-Schnittstelle kann ein Host-Controller das IC digital konfigurieren oder die erfassten Spannungs- und Stromwerte abfragen. Durch die Verfügbarkeit von »C«-Bibliotheken verringern sich die Entwicklungskosten und verkürzt sich die Time-to-Market.

4-Punkte-PD-Erkennung

Den Eigenverbrauch hat Linear mit einem Strommesswiderstand von nur 0,25 Ω je Kanal gering gehalten. Es findet eine sehr zuverlässige 4-Punkte-PD-Erkennung statt, bei der zwangsweise sowohl eine Zweipunkt-Spannung als auch ein Zweipunkt-Strom angelegt wird (typisch 4 bzw. 8 V und 160 bzw. 240 µA). Der Controller überwacht mehrere Parameter wie Temperatur (eine Grenzschichttemperatur von maximal 125 °C ist zulässig), VEE- und VPORT. Zudem findet eine über eine Sekunde gleitende Mittelung über die Stromstärke IPORT statt. Der LTC4270 ist in Versionen für drei unterschiedliche Leistungsklassen erhältlich: Die A-Grade-Version arbeitet mit Linears eigener LTPoE++-Signalisierung und unterstützt PDs bis 90 W; die B-Grade-Version arbeitet mit PoE+-Signalisierung und unterstützt PDs bis 25,5 W; die C-Grade-Version arbeitet mit PoE-Signalisierung und unterstützt PDs bis 13 W. Alle diese Chipsätze sind für den industriellen Temperaturbereich spezifiziert. Der LTC4270 ist in einem RoHS-konformen, 52-poligen, QFN-Gehäuse (7 x 8 mm) untergebracht. Für den LTC4271 reicht ein 24-poliges QFN-Gehäuse (4 x 4 mm).

Neben dem Chipsatz ist für Anwendungen ohne galvanische Trennung auch der Einzelcontroller LTC4272 lieferbar. Er arbeitet mit Optokopplern und ist in einem 68-poligen QFN-Gehäuse (7 x 12 mm) untergebracht.

Der Chipsatz LTC4270/71 ist ab sofort in Produktionsstückzahlen lieferbar. Er ist rückwärtskompatibel mit dem 4-Port-PoE+PSE-Controller LTC4266 und dem 1-Port-PoE+PSE-Controller LTC-4274. In allen diesen Produkten steckt jahrelange Erfahrung im PoE-Schaltungsdesign, was einen problemlosen Übergang zu dem neuen PoE+-Standard oder höheren Leistungen gewährleistet. Weitere Produktinformationen sind unter www.linear.com/product/LTC4270 abrufbar.