POE接口防護系列（三）——PSE電路防護整改實(shí)例
上期介紹了關(guān)于POE口的防護和測試應力要求，對于大多數初學(xué)者來(lái)說(shuō)，不是特別好分析問(wèn)題。本期主要是針對PSE電路，進(jìn)行實(shí)際案例分析，分享整改過(guò)程。
某客戶(hù)，在按照ITU-T K.21測試要求的測試應力測試POE網(wǎng)口時(shí)，出現POE網(wǎng)口損壞。表現為PSE IC損壞，無(wú)輸出。其防護的電路基本框圖如下：
從原理圖上看，為了做好防護，在POE電源口做了兩級TVS 的防護，從應用電路上看，規劃的路徑是在接口處，IC的輸入前，將過(guò)電壓能量抑制在一個(gè)較低的水平，通過(guò)實(shí)際測試，PSE IC損壞。
三、整改過(guò)程
客戶(hù)的測試是需要滿(mǎn)足ITU-T K.21的測試要求，設備為-48V供電，工業(yè)交換機，失效項目為網(wǎng)口的POE的12→36、45→78的差模模式，即測試的是POE供電口的差模。測試浪涌的正向與負向都會(huì )導致產(chǎn)品失效，PSE不能給PD供電，功能異常。 查閱PSE IC的相關(guān)規格書(shū)，允許的VIn腳為-0.3~80v輸入范圍，因為3000W58V的TVS鉗位電壓通常在90V~100V的水平，超出了芯片的規格書(shū)要求。故，懷疑是TVS殘壓過(guò)高，導致PSE接口失效。
經(jīng)實(shí)際測試，正向浪涌時(shí)，捕捉PSE的Vin輸入腳對地電壓，其殘壓并不高，實(shí)測在70V以?xún)?，并沒(méi)有超過(guò)IC的規格。排查失效的板子，發(fā)現并非PSE IC失效，失效的為后級DC/DC之后的MOS管，通過(guò)更換MOS管后，板子能正常工作，失效的路徑圖如下：
通過(guò)去除TVS3后，上機驗證正向浪涌，并無(wú)發(fā)生MOS失效現象，查相關(guān)的MOS 規格書(shū)，該款MOS的脈沖能力相對較弱，通過(guò)去掉TVS3，切斷了浪涌路徑，使該支路的耐壓能力提高，浪涌能力從前級的TVS泄放。
在測試負向浪涌時(shí)，設備再次失效，排查之前失效的MOS，無(wú)短路失效，更換了PSEIC后設備正常工作，確定為PSE IC失效。通過(guò)分析，其失效路徑如下：
為此，我們將前級的TVS并聯(lián)了一個(gè)肖特基二極管，在IC的VIn腳增加一個(gè)肖特基二極管。主要目的是在做負向雷擊時(shí)，讓雷擊能量更快的通過(guò)肖特基二極管泄放走，使其不能通過(guò)IC的負壓方向走回正向方向，如下圖所示：
通過(guò)整改后，去除多余的防護器件，經(jīng)實(shí)測，浪涌正向、負向均滿(mǎn)足測試應力要求，完成整改。精簡(jiǎn)后的方案圖如下：
■ 浪涌的解決方案，切記堆疊物料，簡(jiǎn)單的堆疊物料只會(huì )徒增成本，在防護上未必能起到關(guān)鍵作用。在做浪涌防護時(shí)，做好浪涌路徑規劃尤為重要；■ 測試失效后，需要從失效的器件出發(fā)，尋找合理的失效路徑，通過(guò)器件的特性，規劃更加合理的路徑作為整改方向；
