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LTC4257IS8

器件型号:LTC4257IS8
厂商名称:Linear ( ADI )
厂商官网:http://www.analog.com/cn/index.html
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器件描述

IEEE 802.3af PD Power over Ethernet Interface Controller

LTC4257IS8器件文档内容

                                                                                                                     LTC4257

                                                                                                          IEEE 802.3af PD
                                                                                                  Power over Ethernet
                                                                                                   Interface Controller

FEATURES                                          U                                  DESCRIPTIO
                                                                                    U
Complete Power Interface Port for IEEE 802.3af                                     The LTC4257 provides complete signature and power
   Powered Devices (PDs)                                                             interface functions for a device operating in an IEEE
                                                                                     802.3af Power over Ethernet (PoE) system. The LTC4257
Onboard 100V, 400mA Power MOSFET                                                    simplifies Powered Device (PD) design by incorporating
Precision Input Current Limit                                                       the 25k signature resistor, the classification current source,
Onboard 25k Signature Resistor                                                      input current limit with thermal foldback, undervoltage
Programmable Classification Current (Class 0-4)                                     lockout and power good signalling, all in a single 8-pin
Undervoltage Lockout                                                                package. By incorporating a high voltage power MOSFET
Smart Thermal Protection                                                            onboard, the LTC4257 provides the system designer with
Power Good Signal                                                                   reduced cost while also saving board space.
Available in 8-Pin SO and Low Profile (3mm 3mm)
                                                                                     The LTC4257 can interface directly with a variety of Linear
   DFN Packages                                                                      Technology DC/DC converter products to provide a cost
                                                                                     effective power solution for IP phones, wireless access
              U                                                                      points and other PDs. Linear Technology also provides
APPLICATIO S                                                                         solutions for Power Sourcing Equipment (PSE) applica-
                                                                                     tions with quad network power controllers.
IP Phone Power Management
Wireless Access Points                                                              The LTC4257 is available in the 8-pin SO and low profile
Telecom Power Control                                                               (3mm 3mm) DFN packages.

                                                                                          , LTC and LT are registered trademarks of Linear Technology Corporation.
                                                                                     All other trademarks are the property of their respective owners.

TYPICAL APPLICATIO

                              Powered Device (PD)                                                                        LTC4257 Charging 300F
                                                                                                                               Load Capacitor
                ~+            SMAJ58A                  LTC4257                       VIN
                                                                 GND                                                 VIN
                DF01SA 0.1F                                                5F +                              50V/DIV
    48V FROM                                     RCLASS              100k            SWITCHING
POWER SOURCING  ~                                                          MIN     POWER SUPPLY                   VOUT
                                                                                                     +         20V/DIV
    EQUIPMENT                                             PWRGD                    SHDN
        (PSE)                                                                              RTN       3.3V             IIN
                                                                                                  TO LOGIC  200mA/DIV
                              RCLASS

                                                  VIN     VOUT                                 

                                                                                          4257 TA01

                                                                                                            PWRGD
                                                                                                            50V/DIV

                                                                                                                     5ms/DIV  4225 TA02

                                                                                                                              4257fb

                                                                                                                              1
LTC4257

           U WW W
ABSOLUTE AXI U RATI GS
                                                                          Operating Ambient Temperature Range
(Notes 1, 2)
                                                                             LTC4257C ............................................... 0C to 70C
VIN Voltage ............................................. 0.3V to 100V     LTC4257I ............................................. 40C to 85C
VOUT, PWRGD Voltage ............. VIN + 100V to VIN 0.3V                Storage Temperature Range
RCLASS Voltage ............................ VIN + 7V to VIN 0.3V
PWRGD Current .................................................. 10mA        S8 Package ....................................... 65C to 150C
RCLASS Current .................................................. 100mA      DD Package ...................................... 65C to 125C
                                                                          Lead Temperature (Soldering, 10 sec).................. 300C
                       UW U
PACKAGE/ORDER I FOR ATIO

                                                                                                    TOP VIEW

                       TOP VIEW                                                      NC 1                     8 GND
                                                                                RCLASS 2                      7 NC
                NC 1                  8 GND                                                                   6 PWRGD
           RCLASS 2                   7 NC                                           NC 3                     5 VOUT
                                      6 PWRGD                                       VIN 4
                NC 3                  5 VOUT
               VIN 4                                                                                        DD PACKAGE
                                                                                              8-LEAD (3mm 3mm) PLASTIC DFN
                   S8 PACKAGE
               8-LEAD PLASTIC SO                                                                    TJMAX = 125C, JA = 43C/W
           TJMAX = 150C, JA = 150C/W                                                          EXPOSED PAD TO BE SOLDERED TO
                                                                                             ELECTRICALLY ISOLATED PCB HEATSINK

ORDER PART NUMBER                     S8 PART MARKING ORDER PART NUMBER DD PART MARKING*

           LTC4257CS8                   4257                              LTC4257CDD                          LACT
           LTC4257IS8                   4257I                             LTC4257IDD

Order Options Tape and Reel: Add #TR Lead Free: Add #PBF
Lead Free Tape and Reel: Add #TRPBF Lead Free Part Marking: http://www.linear.com/leadfree/

Consult LTC Marketing for parts specified with wider operating temperature ranges. *The temperature grades are identified by a label on the shipping container.

ELECTRICAL CHARACTERISTICS The  denotes the specifications which apply over the full operating

temperature range, otherwise specifications are at TA = 25C. (Note 3)

SYMBOL     PARAMETER                           CONDITIONS                                             MIN TYP MAX UNITS
VIN
           Supply Voltage                      Voltage with Respect to GND Pin (Notes 4, 5, 6)
IIN_ON       Maximum Operating Voltage
IIN_CLASS    Signature Range                                                                                                      57                            V
ICLASS       Classification Range
             UVLO Turn-On Voltage                                                                     1.5                        9.5                           V
             UVLO Turn-Off Voltage
                                                                                                      12.5                      21                            V

                                                                                                      37.7 39.2 40.2                                         V

                                                                                                      29.3 30.5 31.5                                         V

           IC Supply Current when ON           VIN = 48V, Pins 5, 6 Floating                                                   3                               mA

           IC Supply Current During Classification VIN = 17.5V, Pin 2 Floating, VOUT Tied to GND   0.35 0.50 0.65                                              mA
                                                         (Note 7)

           Current Accuracy During Classification 10mA < ICLASS < 40mA, 12.5V  VIN   21V,                                     3.5                            %
                                                         (Notes 8, 9)

                                                                                                                                                                                                                                                              4257fb

2
                                                                                                      LTC4257

ELECTRICAL CHARACTERISTICS The  denotes the specifications which apply over the full operating

temperature range, otherwise specifications are at TA = 25C. (Note 3)

SYMBOL      PARAMETER                      CONDITIONS                                           MIN TYP MAX UNITS

RSIGNATURE  Signature Resistance           1.5V  VIN  9.5V, VOUT Tied to GND,                23.25       26.00 k
                                           IEEE 802.3af 2-Point Measurement (Notes 4, 5)

VPG_OUT     Power Good Output Low Voltage  I = 1mA, VIN = 48V, PWRGD Referenced to VIN                   0.5                                            V

                    Power Good Trip Point  VIN = 48V, Voltage Between VIN and VOUT (Note 9)

VPG_THRES_FALL                             VOUT Falling                                        1.3 1.5     1.7                                            V
VPG_THRES_RISE
                                           VOUT Rising                                         2.7 3.0     3.3                                            V

IPG_LEAK    Power Good Leakage             VIN = 0V, PWRGD FET Off, VPWRGD = 57V                           1    A

RON         On-Resistance                  I = 300mA, VIN = 48V, Measured from VIN to VOUT          1.0  1.6  

                                           (Note 9)                                                        2.0  

IOUT_LEAK   VOUT Leakage                   VIN = 0V, Power MOSFET Off, VOUT = 57V (Note 10)                150  A
ILIMIT      Input Current Limit
                                           VIN = 48V, VOUT = 43V (Note 11)                  300 350     400  mA

ILIMIT_WARM Overtemperature Input Current Limit (Note 11)                                             188       mA

TOVERTEMP   Overtemperature Trip Temperature (Note 11)                                                120       C

TSHUTDOWN   Thermal Shutdown Trip Temperature (Note 11)                                               140       C

Note 1: Stresses beyond those listed under Absolute Maximum Ratings        power up from a voltage source with 20 series resistance on the first
may cause permanent damage to the device. Exposure to any Absolute         trial.
Maximum Rating condition for extended periods may affect device
reliability and lifetime.                                                  Note 7: IIN_CLASS does not include classification current programmed at
                                                                           Pin 2. Total supply current in classification mode will be IIN_CLASS + ICLASS
Note 2: All voltages are with respect to GND pin.                          (see Note 8).

Note 3: The LTC4257 operates with a negative supply voltage in the range   Note 8: ICLASS is the measured current flowing through RCLASS.
of 1.5V to 57V. To avoid confusion, voltages in this data sheet are      ICLASS accuracy is with respect to the ideal current defined as
always referred to in terms of absolute magnitude. Terms such as           ICLASS = 1.237/RCLASS. The current accuracy specification does not
"maximum negative voltage" refer to the largest negative voltage and a     include variations in RCLASS resistance. The total classification current for
"rising negative voltage" refers to a voltage that is becoming more        a PD also includes the IC quiescent current (IIN_CLASS). See Applications
negative.                                                                  Information.

Note 4: The LTC4257 is designed to work with two polarity protection       Note 9: For the DD package, this parameter is assured by design and
diodes between the PSE and PD. Parameter ranges specified in the           wafer level testing.
Electrical Characteristics are with respect to LTC4257 pins and are
designed to meet IEEE 802.3af specifications when these diode drops are    Note 10: IOUT_LEAK includes current drawn at the VOUT pin by the power
included. See Applications Information.                                    good status circuit. This current is compensated for in the 25k signature
                                                                           resistance and does not affect PD operation.
Note 5: Signature resistance is measured via the 2-point V/I method as
defined by IEEE 802.3af. The LTC4257 signature resistance is offset from   Note 11: The LTC4257 includes smart thermal protection. In the event of
25k to account for diode resistance. With two series diodes, the total PD  an overtemperature condition, the LTC4257 will reduce the input current
resistance will be between 23.75k and 26.25k and meet IEEE 802.3af         limit by 50% to reduce the power dissipation in the package. If the part
specifications. The minimum probe voltages measured at the LTC4257         continues heating and reaches the shutdown temperature, the current is
pins are 1.5V and 2.5V. The maximum probe voltages are 8.5V and         reduced to zero until the part cools below the overtemperature limit. The
9.5V.                                                                    LTC4257 is also protected against thermal damage from incorrect
                                                                           classification probing by the PSE. If the LTC4257 exceeds the
Note 6: The LTC4257 includes hysteresis in the UVLO voltages to preclude   overtemperature trip point, the classification load current is disabled.
any start-up oscillation. Per IEEE 802.3af requirements, the LTC4257 will

                                                                                                                4257fb

                                                                                                                3
LTC4257
TYPICAL PERFOR A CE CHARACTERISTICS
                                                   UW

                       Input Current vs Input Voltage                                         Input Current vs Input Voltage                                                                                                         Input Current vs Input Voltage
                       25k Detection Range
                                                                                           50                                                                                                                                    12.0
                    0.5                                                                          TA = 25C                                                                                                                               CLASS 1 OPERATION
                           TA = 25C
                                                                                                                  CLASS 4                                                                                                        11.5
                    0.4                                                                    40

INPUT CURRENT (mA)  0.3                                          INPUT CURRENT (mA)        30                CLASS 3                                                                              INPUT CURRENT (mA)             11.0

                    0.2                                                                    20                CLASS 2                                                                                                                                 85C
                                                                                                                                                                                                                                 10.5

                                                                                                                                                                                                                                                    40C
                                                                                                                                                                                                                                 10.0

                    0.1                                                                                           CLASS 1                                                                                                        9.5
                      0                                                                    10
                         0
                            2   4       6       8 10                                                        CLASS 0                                                                                                         9.0     14 16 18 20 22
                                                                                           0                                                                                                                                        12        INPUT VOLTAGE (V)

                                INPUT VOLTAGE (V)                                            0 10 20 30 40 50 60                                                                                                                                                                                        4257 G03
                                                                                                              INPUT VOLTAGE (V)
                                                       4357 G02
                                                                                                                                                                                        4257 G01

                      Input Current vs Input Voltage                                           Signature Resistance                                                                                                                Normalized UVLO Threshold
                                                                                               vs Input Voltage                                                                                                                    vs Temperature
                    3
                        EXCLUDES ANY LOAD CURRENT                                          28                                                                                                     NORMALIZED UVLO THRESHOLD (%)  2
                        TA = 25C                                                               RESISTANCE = V = V2 V1                                                                                                             APPLICABLE TO TURN-ON
                                                                                                                    I I2 I1                                                                                                        AND TURN-0FF THRESHOLDS

                                                                 SIGNATURE RESISTANCE (k)  27 DIODES: S1B

INPUT CURRENT (mA)                                                                                TA = 25C          IEEE UPPER LIMIT                                                                                            1

                    2                                                                      26

                                                                                           25                LTC4257 + 2 DIODES                                                                                                   0
                                                                                                                                                                                                                                 1
                    1                                                                      24
                                                                                                   LTC4257 ONLY IEEE LOWER LIMIT

                                                                                           23

                    0       45      50       55         60                         22         3             5            7  9                                                                                            2                        20 40 60 80
                     40                                                             V1: 1                                        10                                                                                              40 20 0
                                                       4257 G04
                                INPUT VOLTAGE (V)                                    V2: 2       4             6            8   4257 G05                                                                                             TEMPERATURE (C)

                                                                                                             INPUT VOLTAGE (V)

                                                                                                                                                                                                                                                                     4257 G06

                      Power Good Output Low Voltage                                            VOUT Leakage Current                                                                                                                  Current Limit vs Input Voltage
                      vs Current
                                                                                           120                                                                                                                                   375
                    4                                                                             VIN = 0V                                                                                                                              VOUT = VIN + 5V
                        TA = 25C                                                                 TA = 25C
                                                                                                                                                                                                                                 365
                    3                                                                       90                                                                                                    CURRENT LIMIT (mA)
                                                                                                                                                                                                                                                          85C
VPG_OUT (V)         2                                            VOUT CURRENT (A)         60                                                                                                                                    355

                    1                                                                      30                                                                                                                                                             25C
                                                                                                                                                                                                                                 345

                                                                                                                                                                                                                                                        40C
                                                                                                                                                                                                                                 335

                    0                                                                      0                                                                                                                                     325
                                                                                                                                                                                                                                    40
                         0  2    4        6         8  10                                      0             20                40      60                                                                                                45               50  55       60

                                 CURRENT (mA)                                                                VOUT PIN VOLTAGE (V)                                                                                                        INPUT VOLTAGE (V)           4257 G09

                                                       4257 G07                                                                    42571 G09

                                                                                                                                                                                                                                                                     4257fb

4
                                                                                                              LTC4257

                 WPI FU CTIO S                                PWRGD (Pin 6): Power Good Output, Open-Drain. Signals
U UU                                                          that the LTC4257 MOSFET is fully on. Low impedance
NC (Pin 1): No Connect.                                       indicates power is good. PWRGD is high impedance
                                                              during detection, classification and in the event of a
RCLASS (Pin 2): External Class Select Input. Used to set the  thermal overload. PWRGD is referenced to VIN.
current the LTC4257 maintains during classification. Con-
nect a resistor between RCLASS and VIN (see Table 2).         NC (Pin 7): No Connect

NC (Pin 3): No Connect.                                       GND (Pin 8): Ground. Tie to system ground and to power
                                                              return through the input diode bridge.
VIN (Pin 4): Power Input. Tie to system 48V through the
input diode bridge.

VOUT (Pin 5): Power Output. Supplies 48V to the PD load
through an internal power MOSFET that limits input cur-
rent. VOUT is high impedance until the input voltage rises
above the turn-on UVLO threshold. Above the UVLO
threshold the output is current limited to 350mA.

BLOCK DIAGRA

     NC 1           1.237V              CLASSIFICATION                                               8 GND
RCLASS 2                                                                                             7 NC
                                      CURRENT SOURCE                                                 6 PWRGD

                              +

                                   EN                        25k SIGNATURE
                                                                    RESISTOR

                    CONTROL                                   POWER GOOD
                    CIRCUITS
NC 3

                                        INPUT

                    350mA     +     EN CURRENT
                                            LIMIT

                                 

                    0.3

VIN 4                                                                                                5 VOUT

                                                              BOLD LINE INDICATES HIGH CURRENT PATH  4257 BD

                                                                                                              4257fb

                                                                                                              5
LTC4257U W UU

APPLICATIO S I FOR ATIO                                                                         DETECTION V1                  TIME

The LTC4257 is intended for use as the front end of a                                               DETECTION V2
Powered Device (PD) designed to IEEE 802.3af draft
standard. The LTC4257 includes a trimmed 25k signature                         10                     CLASSIFICATION
resistor, classification current source, and an inrush cur-
rent limit circuit. With these functions integrated into the       VIN (V)     20                                      UVLO
LTC4257, the signature and power interface for a PD that
meets all the requirements of IEEE 802.3af can be built                        30                             UVLO     TURN-OFF
with a minimum of external components.
                                                                                                               TURN-ON
Using an LTC4257 for the power and signature interface
functions of a PD provides several advantages. The                             40
LTC4257 current limit circuit includes an onboard, 100V,
400mA power MOSFET with low leakage. This onboard                              50
low leakage MOSFET avoids the possibility of corrupting
the 25k signature resistor while also saving board space                                                                      TIME
and cost. In addition, the IEEE 802.3af inrush current limit
requirement causes large transient power dissipation in                        10                                       = RLOAD C1
the PD; the LTC4257 manages this turn-on sequence
through the use of smart thermal protection circuitry. The         VOUT (V)    20              UVLO           UVLO        UVLO
LTC4257 is designed to allow multiple turn-on sequences                                          OFF            ON          OFF
without overheating the miniature 8-lead package. In the
event of excessive power cycling, the LTC4257 provides                         30              dV  =  ILIMIT
thermally activated current-limit reduction to keep the                        40              dt      C1
onboard power MOSFET within its safe operating area.
                                                                               50
Operation
                                                                                                                              TIME
The LTC4257 has several modes of operation depending
on the applied input voltage as shown in Figure 1 and                          10
summarized in Table 1. These various modes satisfy the
requirements defined in the IEEE 802.3af specification.            PWRGD (V)   20              POWER          POWER    POWER
The input voltage is applied to the VIN pin and is with                                           BAD           GOOD      BAD
reference to the GND pin. This input voltage is always
negative. To avoid confusion, voltages in this data sheet                      30
are always referred to in terms of absolute magnitude.
Terms such as maximum negative voltage refer to the                            40
largest negative voltage and a rising negative voltage                                                                         PWRGD TRACKS
refers to a voltage that is becoming more negative. Refer-
ences to electrical parameters in this applications section                    50                                      VIN
use the nominal value. Refer to the Electrical Characteris-
tics section for the range of values a particular parameter                    ILIMIT                                   CURRENT
will have.                                                                                                              LIMIT, ILIMIT

                                                                   PD CURRENT                                           LOAD CURRENT, ILOAD

                                                                               ICLASS

                                                                                                       CLASSIFICATION
                                                                                                       ICLASS

                                                                                                      DETECTION I2

                                                                                                    DETECTION I1

                                                                                       I1 =  V1 2 DIODE DROPS
                                                                                                      25k

                                                                                       I2 =  V2 2 DIODE DROPS
                                                                                                      25k

                                                                                       ICLASS DEPENDENT ON RCLASS SELECTION

                                                                                       ILIMIT = 350mA (NOMINAL)

                                                                                       ILOAD =   VIN
                                                                                                RLOAD

                                                                                                                                       GND

                                                                                                LTC4257

                                                                               IIN           2  RCLASS GND     8        R9 RLOAD
                                                                                                                                 C1
                                                              PSE  VIN RCLASS                                      6                 VOUT
                                                                                                       PWRGD

                                                                                             4  VIN VOUT       5

                                                                                                                                     4257 F01

                                                                   Figure 1. Output Voltage, PWRGD and PD Current
                                                                   as a Function of Input Voltage

                                                                                                                                                                                                                                                              4257fb

6
                                                                                                                  LTC4257

                  U W UU
APPLICATIO S I FOR ATIO

Table 1. LTC4257 Operational Mode                                     Detection
as a Function of Input Voltage
                                                                      During detection, the PSE will apply a voltage in the range
INPUT VOLTAGE              LTC4257 MODE OF OPERATION                  of 2.8V to 10V on the cable and look for a 25k signature
(VIN with RESPECT to GND)  Inactive                                   resistor. This identifies the device at the end of the cable
                                                                      as a PD. With the terminal voltage in this range, the LTC4257
0V to 1.4V                                                          connects an internal 25k resistor between GND and the VIN
                                                                      pins. This precision, temperature compensated resistor
1.5V to 10V            25k Signature Resistor Detection           presents the proper characteristics to alert the Power
                                                                      Sourcing Equipment (PSE) at the other end of the cable that
11V to 12.4V           Classification Load Current Ramps up from  a PD is present and desires power to be applied.
                           0% to 100%
                                                                      The power applied to a PD is allowed to use either of two
12.5V to UVLO*           Classification Load Current Active         polarities and the PD must be able to accept this power so
                                                                      it is common to install a diode bridge on the input. The
UVLO* to 57V              Power Applied to PD Load                   LTC4257 is designed to compensate for the voltage and
                                                                      resistance effects of these two series diodes. The signa-
*UVLO includes hysteresis.                                            ture range extends below the IEEE range to accommodate
                                                                      the voltage drop of the diodes. The IEEE specification
Rising input threshold   39.2V                                       requires the PSE to use a V/I measurement technique
Falling input threshold   30.5V                                      to keep the DC offset of these diodes from affecting the
                                                                      signature resistance measurement. However, the diode
Series Diodes                                                         resistance appears in series with the signature resistor
                                                                      and must be included in the overall signature resistance
The IEEE 802.3af defined operating modes for a PD                     of the PD. The LTC4257 compensates for the two series
reference the input voltage at the RJ45 connector on the              diodes in the signature path by offsetting the resistance
PD. However, PD circuitry must include diode bridges                  so that a PD built using the LTC4257 will meet the IEEE
between the RJ45 connector and the LTC4257 (Figure 2).                requirements.
The LTC4257 takes this into account by compensating for
these diode drops in the threshold points for each range of
operation. Since the voltage ranges specified in the LTC4257
electrical specifications are with respect to the IC pins for
both the signature and classification ranges, the LTC4257
lower end extends two diode drops below the IEEE 802.3af
specification. A similar adjustment is made for the UVLO
voltages.

                                             RJ45 TX +       T1
                                             1

                                                TX                           BR1
                                             2 RX +
                                             3                        TO PHY
                                                                      BR2
                  POWERED DEVICE (PD)           RX                                                            8
                                 INTERFACE   6                                                         GND
                                AS DEFINED
                                                     SPARE+
                            BY IEEE 802.3af  4
                                             5
                                                                                               LTC4257
                                                                              D3

                                             7                                     4 VIN                4257 F02

                                             8  SPARE

                                  Figure 2. PD Front End Using Diode Bridges on Main and Spare Inputs

                                                                                                                  4257fb

                                                                                                                  7
LTC4257

                U W UU
APPLICATIO S I FOR ATIO

Classification                                                                      Measured Current and Measured Voltage. The IEEE has
                                                                                    since removed the Measured Voltage method from the
Once the PSE has detected a PD, the PSE may optionally                              specification. The LTC4257 is compatible with the IEEE
classify the PD. Classification provides a method for more                          802.3af standard and also works with the obsolete Mea-
efficient allocation of power by allowing the PSE to identify                       sured Voltage method.
lower-power PDs and allocate less power for these de-
vices. IEEE 802.3af defines five classes (Table 2) with                             In the Measured Current method (Figure 3), the PSE
varying power levels. The designer selects the appropriate                          presents a fixed voltage between 15.5V and 20V to the
classification based on the power consumption of the PD.                            PD. With the input voltage in this range, the LTC4257
For each class, there is an associated load current that the                        asserts a load current from the GND pin through the
PD asserts onto the line during classification probing. The                         RCLASS resistor. The magnitude of the load current is set
PSE measures the PD load current to determine the proper                            with the selection of the RCLASS resistor. The resistor value
classification and PD power requirements.                                           associated with each class is shown in Table 2.

Table 2. Summary of IEEE 802.3af Power Classifications and                          In the Measured Voltage method (Figure 4), the PSE drives
LTC4257 RCLASS Resistor Selection                                                   a current into the PD and monitors the voltage across the
                                                                                    PD terminals. The PSE current steps between classifica-
CLASS USAGE        MAXIMUM                  NOMINAL                     LTC4257     tion load current values in order to classify the PD under
                POWER LEVELS            CLASSIFICATION                              test. For PSE probe currents below the PD load current, the
                AT INPUT OF PD          LOAD CURRENT                     RCLASS     LTC4257 will keep the PD terminal voltage below the
                                                                        RESISTOR    classification voltage range. For PSE probe currents above
                       (W)                     (mA)                                 the PD load current, the LTC4257 will force the PD terminal
                                                                        (, 1%)      voltage above the classification voltage range.

0  Default 0.44 to 12.95                               LTC4257 LOAD CURRENT, PD TERMINAL VOLTAGE IS > 20V

                                                                                                                                                                                                                                                                        4257 F04

   Figure 3. IEEE 802.3af Measured-Current Method                                   Figure 4. IEEE 802.af Measured-Voltage Method
   of Classification Probing                                                        of Classification Probing

                                                                                                                                                                                                                                                              4257fb

8
                                                                                              LTC4257

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                                                               from 0V to VIN. This sequence is shown in Figure 1. The
probing exceeds 75ms, the LTC4257 may overheat. In this        LTC4257 includes a hysteretic UVLO circuit that keeps
situation, the thermal protection circuit will engage and      power applied to the load until the input voltage falls
disable the classification current source in order to protect  below the UVLO turn-off threshold. Once the input voltage
the part. The LTC4257 stays in classification mode until       drops below 30V, the internal power MOSFET is turned
the input voltage rises above the UVLO turn-on voltage.        off and the classification load current is re-enabled.
                                                               C1 will discharge through the PD circuitry and the VOUT
Undervoltage Lockout                                           pin will go to a high impedance state.

IEEE 802.3af dictates a maximum turn-on voltage of 42V         Input Current Limit
and a minimum turn-off voltage of 30V for the PD. In
addition, the PD must maintain large on-off hysteresis to      IEEE 802.3af specifies a maximum inrush current and also
prevent resistive losses in the wiring between the PSE and     specifies a minimum load capacitor between the GND and
the PD from causing start-up oscillation. The LTC4257          VOUT pins. To control turn-on surge current in the system,
incorporates an undervoltage lockout (UVLO) circuit that       the LTC4257 integrates a current limit circuit with the
monitors line voltage to determine when to apply power         onboard power MOSFET and sense resistor to provide a
to the PD load (Figure 5). Before power is applied to the      complete inrush control circuit without additional external
load, the VOUT pin is high impedance and at ground             components. The LTC4257 limits input current to less
potential since there is no charge on capacitor C1. When       than the 400mA maximum specified by 802.3af, allowing
the input voltage rises above the UVLO turn-on threshold,      the load capacitor to ramp up to the line voltage in a
the LTC4257 removes the classification load current and        controlled manner. During this ramp up, a large amount of
turns on the internal power MOSFET. C1 charges up under        power is dissipated in the power MOSFET. The LTC4257
LTC4257 current limit control and the VOUT pin transitions

     LTC4257                                                   GND 8    C1 +             PD
                                                                                        LOAD
                                                                       5F
                                                                       MIN

TO

PSE           UNDERVOLTAGE

              LOCKOUT

              CIRCUIT

     4 VIN                                                     VOUT 5         4257 F05

            INPUT            LTC4257                                   CURRENT-LIMITED
            VOLTAGE      POWER MOSFET                                  TURN ON

            0V TO UVLO*     OFF

            >UVLO*          ON

            *UVLO INCLUDES HYSTERESIS

            RISING INPUT THRESHOLD  39.2V
            FALLING INPUT THRESHOLD  30.5V

              Figure 5. LTC4257 Undervoltage Lockout

                                                                                              4257fb

                                                                                              9
LTC4257

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                                                                 design of a PD, it is necessary to determine if a step in the
is designed to accept this thermal load and is thermally         input voltage will cause the PWRGD signal to go inactive
protected to avoid damage to the onboard power MOSFET.           and how to respond to this event. In some designs, the
Note that the PD designer must ensure that the PD steady-        charge on C1 is sufficient to power the PD through this
state power consumption falls within the limits shown in         event. In this case, it may be desirable to filter the PWRGD
Table 2.                                                         signal so that intermittent power bad conditions are
                                                                 ignored. Figure 10 demonstrates methods to insert a
Power Good                                                       lowpass filter on the power good interface.

The LTC4257 includes a power good circuit (Figure 6) that        For PD designs that use a large load capacitor and also
is used to indicate to the PD circuitry that load capacitor C1   consume a lot of power, it is important to delay activation
is fully charged and that the PD can start DC/DC converter       of the PD circuitry with the PWRGD signal. If the PD cir-
operation. The power good circuit monitors the voltage           cuitry is not disabled during the current-limited turn-on se-
across the internal power MOSFET and PWRGD is as-                quence, the PD circuitry will rob current intended for charg-
serted when the voltage drops below 1.5V. The power              ing up the load capacitor and create a slow rising input,
good circuit includes a large amount of hysteresis to allow      possibly causing the LTC4257 to go into thermal shutdown.
the LTC4257 to operate near the current limit point without
inadvertently disabling PWRGD. The MOSFET voltage                The PWRGD pin connects to an internal open-drain, 100V
must increase to 3V before PWRGD is disabled.                    transistor capable of sinking 1mA. Low impedance indi-
                                                                 cates power is good. PWRGD is high impedance during
If a sudden increase in voltage appears on the input line,       signature and classification probing and in the event of a
this voltage step will be transferred through capacitor C1       thermal overload.
and appear across the power MOSFET. The response of
the LTC4257 will depend on the magnitude of the voltage          During turn-off, PWRGD is deactivated when the input
step, the rise time of the step, the value of capacitor C1 and   voltage drops below 30V. In addition, PWRGD may go
the DC load. For fast rising inputs, the LTC4257 will            active briefly at turn-on for fast rising input waveforms.
attempt to quickly charge capacitor C1 using an internal         PWRGD is referenced to the VIN pin and when active will
secondary current limit circuit. In this scenario, the PSE       be near the VIN potential. The PD DC/DC converter will
current limit should provide the overall limit for the circuit.  typically be referenced to VOUT and care must be taken to
For slower rising inputs, the 350mA current limit in the         ensure that the difference in potential of the PWRGD signal
LTC4257 will set the charge rate of capacitor C1. In either      does not cause any detrimental effects. Use of diode clamp
case, the PWRGD signal may go inactive briefly while the         D6, as shown in Figure 10, will alleviate any problems.
capacitor is charged up to the new line voltage. In the

                       LTC4257                                                                     R9  SHDN
          TO                                                                     PWRGD 6 100k
         PSE                                                                                              PD
                                THERMAL SHUTDOWN                                                        LOAD
                   4 VIN
                                UVLO

                                                                                         C1 +
                                                                 +
                                                                                         5F
                                                                      + 1.125V          MIN

                                                                 300k            300k
                                                                                 VOUT 5

                                                                                                       4257 F06

                                Figure 6. LTC4257 Power Good

                                                                                                                 4257fb

10
                                                                                 LTC4257

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Thermal Protection                                            part until it cools below the overtemperature set point. The
                                                              LTC4257 current limit will continue switching between
The LTC4257 includes smart thermal protection in order        0%, 50% and 100% current levels (Figure 7) until the load
to provide full device functionality in a miniature package   capacitor is fully charged.
while maintaining safe operating temperatures. Several
factors create the possibility for tremendous power           If the PD is designed to operate at a high ambient tempera-
dissipation within the LTC4257. IEEE 802.3af mandates         ture and with the maximum allowable supply (57V), there
that inrush current be limited to less than 400mA while       will be a limit to the size load capacitor that can be charged
standard telecom power can be as high as 57V. At turn on,     up before the LTC4257 reaches the overtemperature trip
before the load capacitor has charged up, the instanta-       point. Hitting the overtemperature trip point intermittently
neous power dissipated by the LTC4257 can be over 20W.        does not harm the LTC4257, but it will delay completion of
As the load capacitor charges up, the power dissipation in    capacitor charging. Capacitors up to 200F can be charged
the LTC4257 will decrease until it reaches a steady-state     without a problem.
value dependent on the DC load current. The size of the
load capacitor determines how fast the power dissipation      During classification, excessive heating of the LTC4257
in the LTC4257 subsides. At room temperature, the             can occur if the PSE violates the 75ms probing time limit.
LTC4257 can handle load capacitors as large as 800F          To protect the LTC4257, the thermal protection circuitry
without going into thermal shutdown. With a large load        will disable classification current if the die temperature
capacitor like this, the LTC4257 die temperature will         exceeds the overtemperature trip point. When the die
increase by about 50C during a single turn-on sequence.      cools down below the trip point, classification current is
If for some reason power were removed from the part and       re-enabled.
then quickly reapplied so that the LTC4257 had to charge
up the load capacitor again, the temperature rise would be    Once the LTC4257 has charged up to the load capacitor
excessive if safety precautions were not implemented.         and the PD is powered and running, there will be some
                                                              residual heating due to the DC load current of the PD
The LTC4257 protects itself from thermal damage by            flowing through the internal MOSFET. In some applica-
monitoring the die temperature. If the die temperature        tions, the LTC4257 power dissipation may be significant
exceeds the overtemperature trip point, the part switches     and if dissipated in the S8 package, excessive package
to a half-power mode where the current limit is set to 50%    heating could occur. This problem can be solved with the
of its normal level. This reduces power dissipation and       use of the DD package which has superior thermal perfor-
helps prevent further heating. If the part continues to heat  mance. The DD package includes an exposed pad that
up and reaches the shutdown temperature, the current is       should be soldered to an isolated heatsink on the printed
reduced to zero and very little power is dissipated in the    circuit board.

                         T > 120C

  UVLO
TURN ON

           100%                                                  50%
         CURRENT                                              CURRENT

                         T < 120C

         T < 120C                                            T > 140C

                             0%
                         CURRENT

                                                                       4257 F07

Figure 7. Smart Thermal Protection State Diagram

                                                                                        4257fb

                                                                                 11
LTC4257

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EXTERNAL INTERFACE AND COMPONENT SELECTION                  Diode Bridges

Transformer                                                 IEEE 802.3af allows power wiring in either of two configu-
                                                            rations on the TX/RX wires, plus power can be applied to
Nodes on an Ethernet network commonly interface to the      the PD via the spare wire pair in the RJ45 connector. The
outside world via an isolation transformer (Figure 8). For  PD is required to accept power in either polarity on both
powered devices, the isolation transformer must include     the main and spare inputs, therefore it is common to install
a center tap on the media (cable) side. Proper termination  diode bridges on both inputs in order to accommodate the
is required around the transformer to provide correct       different wiring configurations. Figure 8 demonstrates an
impedance matching and to avoid radiated and conducted      implementation of these diode bridges. The specification
emissions. Transformer vendors such as Pulse, Bel Fuse,     also mandates that the leakage back through the unused
Tyco and others (Table 3) can provide assistance with       bridge be less than 28A when the PD is powered with
selection of an appropriate isolation transformer and       57V.
proper termination methods. These vendors have trans-
formers specifically designed for use in PD applications.   The IEEE standard includes an AC impedance requirement
                                                            in order to implement the AC disconnect function. Capaci-
Table 3. Power over Ethernet Transformer Vendors            tor C14 in Figure 8 is used to meet this AC impedance
                                                            requirement. A 0.1F capacitor is recommended for this
VENDOR             CONTACT INFORMATION                      application.

Pulse Engineering  12220 World Trade Drive                  The LTC4257 has several different modes of operation
                   San Diego, CA 92128                      based on the voltage present between the VIN and GND
                   Tel: 858-674-8100                        pins. The forward voltage drop of the input diodes in a PD
                   FAX: 858-674-8262                        design subtracts from the input voltage and will affect the
                   http://www.pulseeng.com/                 transition point between modes. When using the LTC4257,
                                                            it is necessary to pay close attention to this forward
Bel Fuse Inc.      206 Van Vorst Street                     voltage drop. Selection of oversized diodes will help keep
                   Jersey City, NJ 07302                    the PD thresholds from exceeding IEEE specifications.
                   Tel: 201-432-0463
                   FAX: 201-432-9542                        The input diode bridge of a PD can consume 4% of the
                   http://www.belfuse.com/                  avialable power in some applications. It may be desirable
                                                            to use Scottky diodes in order to reduce this power loss.
Tyco Electronics   308 Constitution Drive
                   Menlo Park, CA 94025-1164
                   Tel: 800-227-7040
                   FAX: 650-361-2508
                   http://www.circuitprotection.com/

                   RJ45            16 T1 1
                         TX +
                                                                   BR1
                      1                                            DF01SA

                                   15  2

                   2  TX          14  3
                   3
                      RX +         11  6          TO PHY

                                   10  7

                      RX          9   8
                   6
                                   PULSE H2019                                        GND 8

                           SPARE+                 BR2       C14                LTC4257                          C1
                   4                              DF01SA
                   5                                        0.1F          D3
                                                            100V   SMAJ58A
                   7  SPARE
                                                                         TVS
                   8                                                           4 VIN          5                 VOUT
                                                                                      VOUT

                                                                                                      4257 F08

                                Figure 8. PD Front End with Isolation Transformer, Diode Bridges and Capacitor

                                                                                                                                                                                                                                                              4257fb

12
                                                                  LTC4257

U W UU
APPLICATIO S I FOR ATIO
                                                                  drawn from the PSE. On the other hand, if the wall trans-
However, if the standard diode bridge is replaced with a          former voltage is lower, the PSE will continue to supply
Schottky bridge, the transition points between modes will         power to the PD and the wall transformer power will not be
be affected. The application circuit (Figure 11) shows a          used. Proper operation should occur in either scenario.
technique for using Schottky diodes while maintaining
proper threshold points to meet IEEE 802.3af compliance.          Auxiliary power can be applied after the LTC4257 as shown
                                                                  in option 2. In this configuration, the wall transformer does
Auxiliary Power Source                                            not need to exceed the LTC4257 turn-on UVLO requirement;
                                                                  however, it is necessary to include diode D9 to prevent the
In some applications, it may be desirable to power the PD         transformer from applying power to the LTC4257. The
from an auxiliary power source such as a wall transformer.        transformer voltage requirements will be governed by the
The auxiliary power can be injected into the PD at several        needs of the PD switcher and may exceed 57V. However,
locations and various trade-offs exist. Power can be              power priority issues require more intervention. If the wall
injected at the 3.3V or 5V output of the isolated power           transformer voltage is below the PSE voltage, then priority
supply with the use of a diode ORing circuit. This method         will be given to the PSE power. The PD will draw power from
accesses the internal circuits of the PD after the isolation      the PSE while the transformer will sit unused. This configu-
barrier and therefore meets the 802.3af isolation safety          ration is not a problem in a PoE system. On the other hand,
requirements for the wall transformer jack on the PD.             if the wall transformer voltage is higher than the PSE volt-
Power can also be injected into the PD interface portion of       age, the PD will draw power from the transformer. In this
the LT4257. In this case, it is necessary to ensure the user      situation, it is necessary to address the issue of power
cannot access the terminals of the wall transformer jack          cycling that may occur if a PSE is present. The PSE will detect
on the PD since this would compromise the 802.3af                 the PD and apply power. If the PD is being powered by the
isolation safety requirements. Figure 9 demonstrates three        wall transformer, then the PD will not meet the minimum
methods of diode ORing external power into a PD. Option           load requirement and the PSE will subsequently remove
1 inserts power before the LTC4257 while options 2 and 3          power. The PSE will again detect the PD and power cycling
insert power after the LTC4257.                                   will start. With a transformer voltage above the PSE volt-
                                                                  age, it is necessary to install a minimum load on the output
If power is inserted before the LTC4257 (option 1), it is         of the LTC4257 to prevent power cycling. Refer to the
necessary for the wall transformer to exceed the LTC4257          LTC4257-1 data sheet for an alternative implementation of
UVLO turn-on requirement and limit the maximum voltage            option 2 which uses the Signature Disable feature.
to 57V. This option provides input current limiting for the
transformer, provides valid power good signaling and sim-         The third option also applies power after the LTC4257, while
plifies power priority issues. As long as the wall transformer    omitting diode D9. With the diode omitted, the transformer
applies power to the PD before the PSE, it will take priority     voltage is applied to the LTC4257 in addition to the load.
and the PSE will not power up the PD because the wall power       For this reason, it is necessary to ensure that the transformer
will corrupt the 25k signature. If the PSE is already pow-        maintain the voltage between 44V and 57V to keep the
ering the PD, the wall transformer power will be in parallel      LTC4257 in its normal operating range. The third option has
with the PSE. In this case, priority will be given to the higher  the advantage of automatically disabling the 25k signature
supply voltage. If the wall transformer voltage is higher, the    when the external voltage exceeds the PSE voltage.
PSE should remove line voltage since no current will be

                                                                         4257fb

                                                                  13
LTC4257

         U W UU
APPLICATIO S I FOR ATIO

                               OPTION 1: AUXILIARY POWER INSERTED BEFORE LTC4257

         RJ45            T1                                    D3              C14
               TX +                                            SMAJ58A
                                             ~+                TVS             0.1F
            1                                                                  100V
               TX                        TO PHY BR1
                                                       DF01SA                                         C1   PD
            2 RX +                                                                                        LOAD
            3                                ~

               RX                                                             8
            6                                                          GND
                                                               LTC4257
                 SPARE+                           ~+
         4

         5                                           BR2
                                                  DF01SA
         7  SPARE
                                                  ~
         8                                                              4 VIN  VOUT 5

                            ISOLATED  +                        D8
                               WALL                            S1B
                                      44V TO 57V
                         TRANSFORMER
                                      

                               OPTION 2: AUXILIARY POWER INSERTED AFTER LTC4257

         RJ45            T1                                    D3              C14     MINIMUM
               TX +                                            SMAJ58A                 LOAD
                                             ~+                TVS             0.1F
            1                                                                  100V
               TX                        TO PHY BR1
                                                       DF01SA                                             C1     PD
            2 RX +                                                                                              LOAD
            3                                ~

               RX                                                             8
            6                                                          GND
                                                               LTC4257
                 SPARE+                           ~+
         4
                                                     BR2
         5                                        DF01SA                               D9
                                                                                       S1B
         7  SPARE                                ~
                                                                                       D10
         8                                                     4 VIN           VOUT 5  S1B

                                      +

                         ISOLATED
                           WALL

                         TRANSFORMER

                         OPTION 3: AUXILIARY POWER APPLIED TO LTC4257 AND PD LOAD

         RJ45 TX +       T1                                    D3              C14
            1                                                  SMAJ58A
               TX                           ~+                TVS             0.1F
            2 RX +                                                             100V
            3                             TO PHY BR1
               RX                                     DF01SA                                     C1       PD
            6                                                                                             LOAD
                                             ~

                 SPARE+                           ~+                           8
         4                                                             GND
                                                               LTC4257

         5                                           BR2
                                                  DF01SA
         7  SPARE
                                                  ~
         8                                                     4 VIN           VOUT 5

                                      +                                           D10
                                                                                  S1B
                         ISOLATED

                         WALL         44V TO 57V

                         TRANSFORMER                                                  42571 F09

                                      Figure 9. Auxiliary Power Source for PD

                                                                                                                      4257fb

14
                                                                                                                   LTC4257

U W UU
APPLICATIO S I FOR ATIO
                                                               RCLASS pin should not be shorted to VIN as this would
Classification Resistor Selection (RCLASS)                     force the LTC4257 classification circuit to attempt to
                                                               source very large currents. In this case, the LTC4257 will
IEEE 802.3af allows classifying PDs into four distinct         quickly go into thermal shutdown.
classes with class 4 being reserved for future use (Table 2).
An external resistor connected from RCLASS to VIN (Fig-        Power Good Interface
ure 3) sets the value of the classification current. The
designer should determine which power category the PD          The PWRGD signal is controlled by a high voltage, open-
falls into and then select the appropriate value of RCLASS     drain transistor. Examples of active-high and active-low
from Table 2. If a unique classification current is required,  interface circuits for controlling the PD load are shown in
the value of RCLASS can be calculated as:                      Figure 10.

   RCLASS = 1.237V/(IDESIRED IIN_CLASS)                      In some applications it is desirable to ignore intermittent
                                                               power bad conditions. This can be accomplished by
where IIN_CLASS is the LTC4257 IC supply current during        including capacitor C15 in Figure 10 to form a lowpass
classification and is given in the electrical specifications.  filter. With the components shown, power bad conditions
The RCLASS resistor must be 1% or better to avoid              less than about 200s will be ignored. Conversely, in other
degrading the overall accuracy of the classification cir-      applications it may be desirable to delay assertion of
cuit. Resistor power dissipation will be 50mW maximum          PWRGD to the PD load. The PWRGD signal can be delayed
and is transient so heating is typically not a concern. In     with the addition of capacitor C17 in Figure 10.
order to maintain loop stability, the layout should
minimize capacitance at the RCLASS node. The classifica-
tion circuit can be disabled by floating the RCLASS pin. The

                 ACTIVE-LOW ENABLE, 5.1V SWING

                        8            R9                                               PD
                 GND                 100k                                           LOAD

TO   LTC4257                         R18                                          SHDN
                                     10k                                  C15*
PSE                         6                                             0.047F
                 PWRGD                                                    10V
                               + C1
                                                               D6
                               5F                             5.1V
                                                               MMBZ5231B
     48V 4 VIN  VOUT 5        100V

                 *C15 OPTIONAL TO FILTER PWRGD.

                               SEE APPLICATIONS INFORMATION

                 ACTIVE-HIGH ENABLE FOR RUN PIN WITH INTERNAL PULLUP

                        8            R9                                   INTERNAL              PD
                 GND                 100k                                   PULLUP            LOAD
                                                                                            RUN
TO   LTC4257
                                                                                          C17*
PSE                                  R18                                  Q1
                                                                                                         4257 F10
                            6        10k                                  FMMT2222
                 PWRGD
                               C1                              D6         C15*
                          +                                    MMBD4148
                               5F                                        0.047F
     48V 4 VIN  VOUT 5        100V                                       10V

                 *C15 AND C17 OPTIONAL TO FILTER PWRGD.
                  SEE APPLICATIONS INFORMATION

                 Figure 10. Power Good Interface Examples

                                                                                                                          4257fb

                                                                                                                   15
LTC4257

         U W UU
APPLICATIO S I FOR ATIO
                                                                57V (maximum allowed) and the PD has been detected
Load Capacitor                                                 and powered up, the load capacitor will be charged to
                                                               nearly 57V. If for some reason the PSE voltage suddenly
IEEE 802.3af requires that the PD maintain a minimum           is reduced to 44V (minimum allowed), the input diodes
load capacitance of 5F. It is permissible to have a much      will reverse bias and PD power will be supplied solely by
larger load capacitor and the LTC4257 can charge very          the load capacitor. Depending on the size of the load
large load capacitors before thermal issues become a           capacitor and the DC load of the PD, the PD will not draw
problem. However, the load capacitor must not be too           any power from the PSE for a period of time. If this period
large or the PD design may violate two IEEE 802.3af            of time exceeds the IEEE 802.3af 300ms disconnect
requirements. The LTC4257 goes into current limit at           delay, the PSE may remove power from the PD. For this
turn-on and charges the load capacitor with between            reason, it is necessary to evaluate the load capacitance
300mA and 400mA. The IEEE specification allows this            and load current to ensure that inadvertent shutdown
level of inrush current for up to 50ms. Therefore, it is       cannot occur.
necessary that the PD complete charging of the capacitor
within the 50ms time limit. With a maximum input voltage       Maintain Power Signature
of 57V, these conditions limit the size of the load
capacitor to 250F.                                            In an IEEE 802.3af system, the PSE uses the maintain
                                                               power signature (MPS) to determine if a PD continues to
Very small output capacitors (10F) will charge very           require power. The MPS requires the PD to periodically
quickly in current limit. The rapidly changing voltage at      draw at least 10mA and also have an AC impedance less
the output may reduce the current limit temporarily,           than 26.25k in parallel with 0.05F. The PD application
causing the capacitor to charge at a somewhat reduced          circuits shown in this data sheet meet the requirements
rate. Conversely, charging very large capacitors may           necessary to maintain power. If either the DC current is
cause the current limit to increase slightly. In either case,  less than 10mA or the AC impedance is above 26.25k,
once the output voltage reaches its final value, the input     the PSE might disconnect power. The DC current must be
current limit will be restored to its nominal value.           less than 5mA and the AC impedance must be above 2M
                                                               to guarantee power will be removed.
If the load capacitor is too large there can be an additional
problem with inadvertent power shutdown by the PSE.
Consider the following scenario. If the PSE is running at

                                                                                                                                                                                                                                                              4257fb

16
                                                              LTC4257

U W UU
APPLICATIO S I FOR ATIO
                                                              cable from causing damage. However, if the VIN pin is
Layout                                                        shorted to the GND pin inside the PD while the load
                                                              capacitor is charged, current will flow through the para-
The LTC4257 is relativity immune to layout problems.          sitic body diode of the internal MOSFET and may cause
Excessive parasitic capacitance on the RCLASS pin should      permanent damage to the LTC4257.
be avoided. If using the DD package, include an electrically
isolated heat sink to which the exposed pad on the bottom     Input Surge Suppression
of the package can be soldered. For optimal thermal
performance, make the heat sink as large as possible.         The LTC4257 is specified to operate with an absolute
Voltages in a PD can be as large as 57V, so high voltage    maximum voltage of 100V and is designed to tolerate
layout techniques should be employed.                         brief overvoltage events. However, the pins that interface
                                                              to the outside world (primarily VIN and GND) can routinely
The load capacitor connected between Pins 5 and 8 of the      see peak voltages in excess of 10kV. To protect the
LTC4257 can store significant energy when fully charged.      LTC4257, it is highly recommended that a transient volt-
The design of a PD must ensure that this energy is not        age suppressor be installed between the bridge and the
inadvertently dissipated in the LTC4257. The polarity-        LTC4257 (D3 in Figure 2).
protection diode(s) prevent an accidental short on the

                                                                     4257fb

                                                              17
                                                                                                                        LTC4257Figure 11: PD Power Interface with 3.3V, 2.8A High Efficiency Isolated Power Supply
                                                                                                                  TYPICAL APPLICATIO
                                           D9             D11
                   4257fb                B1100           B1100

18                                                                                                                                                                                                                                       T2                               VOUT+
                                                                                                                                                                                                                                                            C4 TO C6
                      R2        R1                                                                                                                                                                                                  4      8
                    75          75
                                                                                                              L1                                                                                                                    5                       100F                U
                     C3          C7                                                                         4.7H
                0.01F           0.01F                                                                                                                                                                                             1     11              6.3V
                                 200V     D10             D12                                                                                                                                                                                                       3.3V @ 2.8A
                  200V                   B1100           B1100                                                                                                                                                                      3   
                                                                                    C11         +                                                                                                                                       
                                                                                                            C1B     C1C                                                                                                                     9                          VOUT
                                                                                    0.1F           C1A
                                C2                                      D6          100V            10F    0.82F  0.82F
                                1000pF                                  SMAJ58A                     100V    100V    100V
                          4
                                                                                                       R14                                                                                                                                  10
                                2kV                                                                   100k
                                                                                                                                               R5                          D2                              Q2
                                OUT                                                                    R17                                    47K                        BAT54                   MMBT3904
                                                                                                       10k
      J2        16     T1    1  TO PHY                                                                                                  D1         Q1
        1 TX +                  TXOUT+                                                                D7                               12V         MMBTA06
                                                                                                     12V                        D3B
                15           2                                                            D13                                                       D4
                                                                                 MMSD4148                                                           BAS21LT1
         TX 14             3 TXOUT                                                                               D3A
      2
                                         C25     C24                                                                                                                                                                   Q3
         RX + 11             6 RXOUT+                                                                                                                              R6                                          Si4490DY
      3                      7           0.01F  0.01F                                                                                                            47
                                         200V    200V                                                                            R7    C10                                                       Q4
                   10        8 RXOUT                                                                                                                                       C9   MMBT2907ALT1
  IN                                                                                                                            33    4.7F                        R8 100pF                                                                             Q6
FROM     RX 9                          R31     R30                                                                            1/4W   35V                         47                                                                                   Si7892DP
PSE  6
                                         75      75                                                                                                R10 R11                   R9                                                                                             D5
                                                                                                                                                                          100                                                                                        B0540W
                                                                        NC          GND                                                            62k        10k                Q5
                                                                                                                                                                                 MMBT3904
         4  SPARE+                                        D14           RCLASS              NC                                                                                                                             SEPARATING
         5  SPARE                                       B1100                                                                         C12                                                                                      LINE
         7                                                                                                                                                                                                                                                         R12
         8                                                              NC       PWRGD                                                0.1F              C13                                                               FOR GROUND                              47
      RJ45                                                                                                                             50V              470pF                                                                  PLANE
                                                  D15                   VIN         VOUT
                                                 B1100                                                               R13                                                                                                                                Q7         Q8
                                                                                                                    30.1k
                                                                        LTC4257CDD                                                                                                                                                                  FMMT718 MMBT3904
                                                                                                                      1%
                                                                                                                                                                                                                                 R16
                                          D17             D16   RCLASS                                                      FB                     VCC UVLO        GATE          ISENSE                                          330
                                         B1100           B1100  1%
                                                                                                            Q9                                     LT1737CGN                                                   C17                C16                              C14
                                                                3                                           2N7002                                                                                             3300pF             0.1F
                                                                                                                                                                                                                                  50V                              1F
                                                                                                                R23         3VOUT                                                            VC                                                         R18
                                                                                                              3.65k                                                             SFST RCMPC
                                                                                                                            tON MINENAB ROCMP ENDLY OSCAP SGND PGND                                                                            C18 100
                                                                                                                 1%                                                                                                                            1nF

                                         NOTES: UNLESS OTHERWISE SPECIFIED                                                                                                                       C22                       R15      1
                                         1. ALL RESISTORS ARE 5%                                                                                                                                                           0.22
                                         2. ALL CAPACITORS ARE 25V                                                          R24 R25 R26 R27             C19                 C20  C21             680pF         R28                          5
                                         3. SELECT RCLASS FOR CLASS 1-4 OPERATION. REFER                                                                                 0.47F  0.1F
                                                                                                                           100k 62k 10k 62k                                                      0603          10k         1/2W T3                  D8       R4
                                            TO DATA SHEET APPLICATIONS INFORMATION SECTION
                                         4. CONNECT TO CHASSIS GROUND                                                                                   47pF                                                               1%                  BAT54         10k
                                         C4 TO C6: TDK C4532X5R0J107M
                                         C2, C23: AVX 1808GC102MAT                                                                                                                                                                  8       4
                                         D1, D7: MM3Z12VT1
                                         D3: MMBD1505                                                                                                                                                                                                              4
                                         D9 TO D12, D14 TO D16: DIODES INC., B1100
                                         L1: COILCRAFT D01608C-472                                                                                                                                                                                                 4257 TA04
                                         T1: PULSE H2019
                                         T2: PULSE PB2134                                                                                                                                                                                C23
                                         T3: PULSE PA0184                                                                                                                                                                                1000pF
                                                                                                                                                                                                                                         2kV
                                                                                                                                                                       LTC4257

PACKAGE DESCRIPTIO                                U

                                                                       S8 Package
                                                  8-Lead Plastic Small Outline (Narrow .150 Inch)

                                                            (Reference LTC DWG # 05-08-1610)

                                  .045 .005                            .189 .197

                                                                      (4.801 5.004)
                                                                          NOTE 3

               .050 BSC                                            8  7  6              5                     .053 .069
                                                                                                            (1.346 1.752)
                                                                                                                                                                              .004 .010
.245                              .160 .005 .228 .244                                     .150 .157                                                                    (0.101 0.254)
                                                                                           (3.810 3.988)
MIN                                                                                                                                                                      .050
                                                                                               NOTE 3                                                                   (1.270)
                                                  (5.791 6.197)                                             .014 .019
                                                                                                                                                                         BSC
                                                                                                            (0.355 0.483)
                                                                                                                  TYP                                                    0 8 TYP

.030 .005                                                         1  2  34                                    .010                                   .020      45                               SO8 0303
        TYP                                                                                                  (0.254                                   0.508)

          RECOMMENDED SOLDER PAD LAYOUT                                                                       .008 .010
                                                                                                            (0.203 0.254)

NOTE:          IN       INCHES    3. THESE DIMENSIONS DO NOT INCLUDE MOLD FLASH OR PROTRUSIONS.                                                          .016 .050
1. DIMENSIONS      (MILLIMETERS)     MOLD FLASH OR PROTRUSIONS SHALL NOT EXCEED .006" (0.15mm)                                                         (0.406 1.270)

2. DRAWING NOT TO SCALE

                                                                       DD Package                                                                      R = 0.115                        0.38 0.10
                                                          8-Lead Plastic DFN (3mm 3mm)                                                                     TYP                   8
                                                            (Reference LTC DWG # 05-08-1698)                                                                  5

                                                  0.675 0.05

3.5 0.05      1.65 0.05                                                                        3.00 0.10  1.65 0.10
                                                                                                 (4 SIDES)   (2 SIDES)
2.15 0.05 (2 SIDES)

                                                     PACKAGE                PIN 1
                                                     OUTLINE          TOP MARK

                   0.25 0.05                                          (NOTE 6)                 0.75 0.05                                                    4                                       (DD8) DFN 1203
                                                                                                            0.00 0.05                                0.25 0.05
                                                                             0.200 REF                                                                                             1

                                            0.50                                                                                                                                   0.50 BSC
                                            BSC
                                                                                                                                                                       2.38 0.10
                                  2.38 0.05                                                                                                                           (2 SIDES)
                                  (2 SIDES)
                                                                                                                                                       BOTTOM VIEW--EXPOSED PAD

           RECOMMENDED SOLDER PAD PITCH AND DIMENSIONS                   NOTE:
                                                                         1. DRAWING TO BE MADE A JEDEC PACKAGE OUTLINE M0-229 VARIATION OF (WEED-1)
                                                                         2. DRAWING NOT TO SCALE
                                                                         3. ALL DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS
                                                                         4. DIMENSIONS OF EXPOSED PAD ON BOTTOM OF PACKAGE DO NOT INCLUDE

                                                                            MOLD FLASH. MOLD FLASH, IF PRESENT, SHALL NOT EXCEED 0.15mm ON ANY SIDE
                                                                         5. EXPOSED PAD SHALL BE SOLDER PLATED
                                                                         6. SHADED AREA IS ONLY A REFERENCE FOR PIN 1 LOCATION

                                                                            ON TOP AND BOTTOM OF PACKAGE

                                  Information furnished by Linear Technology Corporation is believed to be accurate and reliable.                                                         4257fb
                                  However, no responsibility is assumed for its use. Linear Technology Corporation makes no represen-
                                  tation that the interconnection of its circuits as described herein will not infringe on existing patent rights.                                 19
LTC4257                                               U
TYPICAL APPLICATIO

                                                      PD Power Interface with 3.3V, 3A Nonisolated Power Supply

                                                                                                                      L1
                                                                                                                     1H

J1                      TXOUT+      R12                                                                              + C1A                        R13
     TX + 16 T1 1                   75
                        TXOUT TO                                                                                   4.7F
1                      RXOUT+ PHY    C4
                                      0.01F
      15             2  RXOUT        200V            ~+                                                             100V                         100k

      TX 14        3                C3                                 D3                                           C1B                               Q2
2 RX + 11                             0.01F     C8                      TVS                      LTC4257                                               FMMT625
                     6                200V                               SMAJ58A                                     2.2F
3                                   R11          0.001F BR1                                                         100V
                                    75           2kV                         C14            NC          GND
      10             7                                DF01SA               0.1F                                                              D4
                                                                           100V                                                   MMBZ5235B
      RX 9         8                        3                                             RCLASS         NC
                                                                                                                                            6.8V
6                                                     ~                                    NC      PWRGD
               XFMR

                                                                                            VIN         VOUT

        SPARE+                                        ~+
4
                                                        BR2
5                                    0.01F           DF01SA                        RCLASS
                                                                                    1%
                        75  0.01F   200V             ~                                                                                                              D5
                                                                                        2                                                                          UPS840
                            200V 75
7                                                                                                                                                                                                  VOUT+
      SPARE                                                                                                                                                                                       3.3V
8                                                                                                                                                          2 9 10             C9          C12
                                                                                                                                                                           +  100F    +  100F    AT 3A
                                                                                                                                                     T2
RJ45                                                                                                                                                                          X5R         X5R
                                                                                                                                          CTX-02-15242
                                                                                                                                                                              6.3V        6.3V

                NOTES: UNLESS OTHERWISE SPECIFIED                             R9                   R10                           LTC1871                                      C10 +       C13 +
                1. ALL RESISTOR VALUES ARE 5%                                 100k                100k
                2. SELECT RCLASS FOR CLASS 1-4 OPERATION.                     R18                                                                       4 11 12               100F       100F
                                                                              10k                                           RUN   SENSE                                         X5R         X5R
                   REFER TO DATA SHEET APPLICATIONS INFORMATION SECTION                                                                                     Q3
                3. CONNECT TO CHASSIS GROUND                                   D6                                                                           FDC2512             6.3V        6.3V
                C1A: PANASONIC ECEV2AA4R7P                               1N4148
                C1B: TDK C5750X7R2A225KT                                                      Q4           Q1               ITH       VIN
                C8: AVX 1808GC102MAT                                                FMMT2222               2N7002           FB    INTVCC
                C9, C10, C12, C13: TDK C4532X5ROJ107                                                                        FREQ
                L1: LQLB2518T1ROM                                                                             RT                    GATE
                T1: PULSE H2019                                                                             80.6k
                                                                                                             1%             MODE/SYNC GND

                                                                                     R16    R17               RC       R15                   C5         R5
                                                                                    100     750             12k      21k 1%
                                                                                                                                          4.7F         0.1
                                                                                                           CC1       R14                   6.3V         1%
                                                                                                           1nF       12.4k
                                                                                                                     1%
                                                                                                                                                                                                        VOUT
                                                                                                              C6
                                                                                                           1F 6.3V                                                                             4257 TA03

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LTC4257-1                   IEEE 802.3af PD Interface Controller                                           100V, 400mA Internal Switch, Dual Current Limit
LTC4258                     Quad IEEE 802.3af Power over Ethernet Controller                               DC Disconnect Only, IEEE-Compliant PD Detection and Classification,
                                                                                                           Autonomous Operation or I2CTM Control
LTC4259A-1                  Quad IEEE 802.3af Power over Ethernet Controller                               AC or DC Disconnect, IEEE-Compliant PD Detection and
                                                                                                           Classification, Autonomous Operation or I2C Control
LTC4267                     IEEE 802.3af PD Interface Controller with                                      100V, 400mA Internal Switch, 16-Pin SSOP or 3mm 5mm
                            Integrated Switching Regulator                                                 DFN Packages

Burst Mode is a registered trademark of Linear Technology Corporation. No RSENSE and ThinSOT are trademarks of Linear Technology Corporation.

20 Linear Technology Corporation                                                                                                                                                                               4257fb
             1630 McCarthy Blvd., Milpitas, CA 95035-7417                                                                                                               LT 1205 REV B PRINTED IN USA
              (408) 432-1900  FAX: (408) 434-0507  www.linear.com
                                                                                                                                                         LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2003
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