[发明专利]一种PD设备的防浪涌电路

说明书

本发明涉及一种PD设备的防浪涌电路，包括设置在协议芯片内部的单电源运放、第一MOS管、运放、第一电流源、分压电阻、熔丝修调电路、采样电阻、第二MOS管，单电源运放的正输入端接第一电流源，单电源运放的负输入端接运放的输出端，单电源运放的输出端接第一MOS管的栅极，第一MOS管的漏极接GND，第一MOS管的源极接运放的正输入端，运放的负输入端接VSS，采样电阻接入运放的正输入端和VSS之间，分压电阻的一端接熔丝修调电路，另一端接VSS，第二MOS管的漏极接第一MOS管的栅极，第二MOS管的栅极连接协议芯片内的使能端EN，第二MOS管的源极接GND。本电路可精确控制上电时流入协议芯片的最大电流，保护协议芯片，提高了用户产品的集成度。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，尤其涉及一种PD(Powered Device)设备的防浪涌电路，具体地说是一种应用在POE(Power Over Ethernet)电源管理芯片中的防浪涌保护电路。

背景技术

浪涌电流指电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。由于输入滤波电容迅速充电，所以该峰值电流远远大于稳态输入电流；过大的峰值电流会损害电源设备，因而工程中通常需要对浪涌电流进行抑制处理。

PD(Powered Device)是POE协议标准中的受电设备，主要包括协议芯片和DC-DC芯片，当PD设备符合供电条件进行供电时，协议芯片打开内部功率管(如图1)，VDD-GND-VSS形成电流通路，接收PSE(Power via MDI Sourcing Equipment)提供的经过AC-DC转换的直流电VDD。在协议芯片内功率管开启的瞬间，由于DC-DC模块VDD和GND存在输入滤波电容(C2)，在GND-VSS之间会存在浪涌电流如图2所示，电流过大则会损害设备。

目前，针对浪涌电流的抑制主要采用瞬态二极管、气体放电管、金属氧化物压敏电阻等分立器件，如图1中的TVS器件能够消除浪涌电流带来的的脉冲尖峰从而保护整流桥和协议芯片，然而DC-DC模块在通过GND放电到VSS时，C2下极板放电带来的浪涌电流则会损坏协议芯片。

发明内容

本发明主要从协议芯片内部着手，结合IEEE802.3.af协议标准，提供了一种结构简单且防浪涌电流效果佳的PD设备的防浪涌电路，具体是一种片上防浪涌电路，该电路可精确控制上电时流入协议芯片的最大电流，保护协议芯片的同时能够提高用户产品的集成度，并且也缩减了成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种PD设备的防浪涌电路，包括设置在协议芯片内部的高增益运算放大器、第一MOS管、运算放大器、第一电流源、分压电阻、熔丝修调电路、采样电阻、第二MOS管、电源地GND和数字地VSS，电源VDD连接DC_DC模块的输入端，DC_DC模块的接地端连接电源地GND，高增益运算放大器的正输入端连接在第一电流源和熔丝修调电路之间，高增益运算放大器的负输入端连接运算放大器的输出端，高增益运算放大器的输出端连接第一MOS管的栅极，第一MOS管的漏极连接电源地GND，第一MOS 管的源极连接运算放大器的正输入端，运算放大器的负输入端连接数字地VSS，采样电阻接入运算放大器的正输入端和数字地VSS之间，分压电阻的一端连接熔丝修调电路，分压电阻的另一端连接数字地VSS，第二MOS管的漏极连接第一MOS管的栅极，第二MOS管的栅极连接协议芯片内的使能端EN(使能端具体是由设置在协议芯片内的常规的VDD电压检测模块提供)，第二MOS管的源极连接数字地VSS。

作为本发明的一种改进，所述高增益运算放大器采用单电源运放，其在静态工作点的输入共模电压由第一电流源、熔丝修调电路和分压电阻决定，从而也决定了高增益运算放大器的输出电压。