PD控制器设计的LAYOUT注意事项
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[摘要]德州仪器（TI）宣布针对13W或26W的用电装置（pd）应用，如lP电话、无线AP（Wireless Access Points）或监控摄影机等，推出一款高效率、高功率以太网络供电（POE）控制器TPS23754，该组件符合IEEE 802.3at draft 4.0标准，可支持DC/DC转换器拓朴，转换效率达90%以上。针对此款芯片进行电源设计。
[关键词]POE供电 反馈端控制 内部DC/DC转换 电流检测 串扰 隔离
中图分类号：TM571.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）06-0212-02
1、引言
以太网供电，简称POE（Power over Ethemet）指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于lP的终端（如lP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等）传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。
一个完整的POE系统包括供电端设备（PSE，Power Sourcing Equilmaent）和受电端设备（PD，Powered Device）两部分。TI公司的TPS23754是组合了以太网供电（PoE）30W大功率PoE用电装置接口和电流模式DC/DC控制器，非常适合用于隔离的转换器，应用空闲脚供电时，4、5脚连接为正极，7、8脚连接为负极。
2、PD控制器的设计
TPS23754集成了POE受电设备PD接口和DC/DC转换器。本文设计的控制器主要实现以下功能：
（1）变压器降压实现
（2）cTL反馈控制PwM
（3）DC/DC转换电流的的检测
（4）DC/Dc转换控制输出
（5）整流电路输出
（6）PD电源检测
整体布局布线图（图1）
此板为四层板，板面左侧1/3为PD电源部分。
（1）门驱动电阻R10，要靠近D8（MOS）管放置，电流取样电mRl2应靠近U1放置，这样做的目的是尽量缩短高阻抗线路，避免长线路干扰及串扰。电容C15用以消除开关管的尖峰电压，靠近MOS管放置。
（2）一个电流回路走线尽可能减少包围面积，如电流信号线，及来自光耦的控制信号线。
（3）光电耦合器件应尽量远离MOs管，避免产生干扰。
（4）MOS管，变压器远离入口，避免电与磁的辐射。
（5）位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不少于2mm。
（6）注意整板的地层分割，地信号共分三种，RJ-45输入端，隔离变压器的输入端，及输出端三部分。将隔离压器（T1）放置在两个地信号的分割区。
（7）采用地层及TOP，BOTTOM层大面积铺铜，缩短电源和地层的距离，有利于电源的稳定性和减少EMI。
（8）要按照电路的流向安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通并使信号尽可能保持一致的方向。
（9）大电容尽量离MOs管近，RC吸收回路要尽量离整流管近。
（10）电源线，地线的布线尽量加粗缩短，以减小环路电阻，转角要圆滑，线宽不要突变。
（11）注意20H原则
RF电流能沿PCB边缘辐射出去，是因为电源和地平面层的板问耦合磁通泄漏。为了减小这种耦合效应，所有的电源平面的物理尺寸都有要比最近邻的地平面的尺寸小20H。
H是叠层中电源平面与地平面之间的距离。
（图2、3）
注意：10H时，首先发生的是板层问阻抗的变化；
20H时，可以使70%通量被终端掉；
100H时，近98%的通量都被终端掉；
设电源和接地板分隔距离为0.006inch，则20H为20*0.006 0.12inch（0.3mm）
如图：粉红色区域为第三层的电源层铺铜，白色区域为第二层铺铜区，内缩20H。
4、效果评价
进行严格的布局，布线绘制的PCB，进行焊接测试后，功能实现，EMI检测合格，并运行可靠稳定，已经量产。