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既要高頻高效,又要小尺寸低EMI?這款穩(wěn)壓器實(shí)力搶鏡

發(fā)布時(shí)間:2020-07-07 來源:亞德諾半導(dǎo)體 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】作為任何電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)不可或缺的部分,電源性能的高低對于系統(tǒng)性能的高低有著至關(guān)重要的影響,電磁干擾(EMI)特性則是其中最關(guān)鍵的性能之一。而Silent Switcher2系列架構(gòu)穩(wěn)壓器就是專為低EMI場景設(shè)計(jì)。
   
作為任何電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)不可或缺的部分,電源性能的高低對于系統(tǒng)性能的高低有著至關(guān)重要的影響,電磁干擾(EMI)特性則是其中最關(guān)鍵的性能之一。而Silent Switcher2系列架構(gòu)穩(wěn)壓器就是專為低EMI場景設(shè)計(jì)。
 
LT8653S 是一款輸入電壓范圍為3 V至42 V的雙通道、2 A、同步降壓型穩(wěn)壓器?;赟ilent Switcher® 2技術(shù),能夠使LT8653S在高頻下實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行,并且具有出色的EMI性能,可以滿足汽車、工業(yè)、計(jì)算和通信環(huán)境的嚴(yán)苛要求。
 
LT8653S將兩個(gè)獨(dú)立穩(wěn)壓器通道集成到一個(gè)散熱增強(qiáng)型3 mm × 4 mm封裝中。每個(gè)通道可同時(shí)提供2 A連續(xù)輸出電流,在脈沖負(fù)載應(yīng)用中可提供高達(dá)3 A的電流。LT8653S支持突發(fā)工作模式Burst Mode®),兩個(gè)輸出均處于穩(wěn)壓狀態(tài)時(shí)僅需要6.2µA的靜態(tài)電流,這是電池供電系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵特性。
 
LT8653S還提供強(qiáng)制連續(xù)模式和展頻(SSFM)操作。SSFM模式通過將能量擴(kuò)散到更寬的頻譜范圍內(nèi),降低了基波工作頻率和諧波附近的峰值輻射。
 
LT8653S提供外部補(bǔ)償選項(xiàng),可用于優(yōu)化瞬態(tài)響應(yīng);或者簡單起見,也可使用內(nèi)部補(bǔ)償。還提供固定輸出選項(xiàng),兩個(gè)輸出電壓可選引腳可產(chǎn)生5 V、3.3 V和1.8 V輸出,無需使用外部反饋電阻。
 
具有低EMI、高效率的雙通道2 A穩(wěn)壓器
 
圖1顯示使用LT8653S具有低EMI和高效率的雙通道輸出降壓型穩(wěn)壓器應(yīng)用。輸入電壓范圍為5.8 V至42 V,輸出為5 V/2 A和3.3 V/2 A。開關(guān)頻率設(shè)置為2 MHz。內(nèi)部穩(wěn)壓器由3.3 V輸出通過BIAS引腳供電,以降低功耗。啟用突發(fā)工作模式(SYNC/MODE接至GND)可優(yōu)化輕負(fù)載時(shí)的效率。

既要高頻高效,又要小尺寸低EMI?這款穩(wěn)壓器實(shí)力搶鏡
圖1. 具有高效率和低EMI的寬輸入范圍、雙通道、2 A降壓型穩(wěn)壓器。
 
圖2顯示圖1中穩(wěn)壓器的輻射EMI,其符合嚴(yán)格的汽車CISPR 25 5級輻射EMI規(guī)范。當(dāng)LT8653S的開關(guān)頻率為2 MHz時(shí),穩(wěn)壓器在12 V輸入和5 V輸出時(shí)的峰值效率達(dá)到94.8%,而在24 V輸入和5 V輸出時(shí),效率也達(dá)到了92.1%。
 
既要高頻高效,又要小尺寸低EMI?這款穩(wěn)壓器實(shí)力搶鏡
圖2. 圖1中電路的CISPR 25電磁輻射騷擾
 
內(nèi)部或外部環(huán)路補(bǔ)償
 
為了盡量減少元件數(shù)量,LT8653S內(nèi)置適用于大多數(shù)系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)路補(bǔ)償功能,對于需要優(yōu)化負(fù)載瞬態(tài)性能的設(shè)計(jì),則可采用外部補(bǔ)償來盡量減少輸出電壓偏移和瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間。圖3顯示旨在優(yōu)化瞬態(tài)響應(yīng)的一種雙路輸出穩(wěn)壓器。
 
既要高頻高效,又要小尺寸低EMI?這款穩(wěn)壓器實(shí)力搶鏡
圖3. 5 V/2 A和3.3 V/2 A輸出,非??焖俚呢?fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。
 
圖4顯示響應(yīng)0 A至2 A負(fù)載階躍的5 V輸出(VOUT1)。在這種情況下,VOUT偏差小于80 mV。這種快速瞬態(tài)響應(yīng)與LT8653S的高初始精度相結(jié)合,可以滿足嚴(yán)苛的VOUT容錯(cuò)要求。
 
既要高頻高效,又要小尺寸低EMI?這款穩(wěn)壓器實(shí)力搶鏡
圖4. 圖3中電路5 V電軌的0 A至2 A負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。
 
固定輸出電壓選項(xiàng)
 
為了進(jìn)一步減少元件數(shù)量,可以利用LT8653S的引腳D0和D1可選不同的固定輸出電壓,從而無需使用外部電阻來設(shè)置LT8653S輸出電壓。根據(jù)所選的D0和D1引腳組合,可啟用內(nèi)部反饋電阻分壓器,F(xiàn)B引腳則可直接連接至VOUT來調(diào)節(jié)5 V、3.3 V或1.8 V輸出。由于無需使用外部電阻網(wǎng)絡(luò),整體解決方案尺寸很小。
 
內(nèi)部反饋電阻分壓器的總電阻為12 MΩ,因此空載靜態(tài)電流遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的使用外部電阻分壓器電路的靜態(tài)電流。內(nèi)部反饋電阻分壓器的調(diào)節(jié)效果比外部分壓器更好,外部分壓器的電阻誤差通常會影響精度。圖5顯示針對較少器件數(shù)量而優(yōu)化的雙輸出穩(wěn)壓器——只需將D0和D1引腳浮空即可設(shè)置5 V和3.3 V輸出。
 
既要高頻高效,又要小尺寸低EMI?這款穩(wěn)壓器實(shí)力搶鏡
圖5. 較少器件數(shù)量、雙通道、2 A降壓穩(wěn)壓器解決方案。
 
結(jié)論
利用Silent Switcher 2技術(shù),能夠使LT8653S在高頻下運(yùn)行,同時(shí)提供高效率和低EMI輻射。LT8653S提供寬輸入電壓范圍、低靜態(tài)電流,并將兩個(gè)2 A穩(wěn)壓器通道集成在一個(gè)小型4 mm × 3 mm封裝中,從而減少了器件數(shù)量和解決方案尺寸。LT8653S尺寸小,外部器件數(shù)量少,對于各種應(yīng)用仍可實(shí)現(xiàn)靈活設(shè)計(jì)。
 
 既要高頻高效,又要小尺寸低EMI?這款穩(wěn)壓器實(shí)力搶鏡
(來源:亞德諾半導(dǎo)體)

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