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ADI强势推出高效率、低EMI稳压器,适用于多款汽车!
发布时间:2021-07-13 阅读量:1299 来源:我爱方案网 作者:ADI

导读:单片式降压型稳压器LT8640S和LT8643S集紧凑布局、高效率和超低EMI于一体,非常适合汽车环境应用。


易于布局、超低EMI、高效率的Silent Switcher2


LT8640S/LT8643S是42V、6A连续电流/7A峰值电流单片式降压型稳压器,采用第二代Silent Switcher2架构。Silent Switcher稳压器通过将高频环路一分为二来抑制EMI辐射,分离环路产生的磁场相互抵消。第二代Silent Switcher2在封装内集成了旁路陶瓷电容。这些电容位于快速交流环路(VIN、BST和INTVCC)内,因此需要精密且可重复的PCB布局才能确保EMI性能。集成这些电容大大简化了PCB布局和制造要求。即使是低成本的双层电路板,现在也能具有出色的EMI性能。


在汽车应用中,设计人员偏向于使用2MHz或更高开关频率的电源,以避开AM频段并使解决方案尺寸最小化。遗憾的是,高开关频率通常意味着更低的效率和更高的功耗,迫使设计人员要在小尺寸和低EMI性能与效率之间进行权衡。LT8640S和LT8643S消除了这种权衡:得益于可控且快速的开关边沿,即使在高开关频率下,它们仍能以高效率和低功耗运行。


图1显示了一个超低EMI且高效率的LT8640S12V至5V/6A设计。内部稳压器由5V输出通过BIAS引脚供电,以降低功耗。该设计的开关频率设置为2MHz。使能展频模式(SYNC/MODE=INTVCC),使得开关频率在3kHz三角调制下可以从2MHz变化到2.4MHz。


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图1:展频模式的超低EMILT8640S5V/6A降压转换器


图2比较了采用图1所示设计的2层和4层板的EMI辐射。两块电路板均符合严苛的汽车级CISPR25Class5辐射EMI要求,仅需在输入侧使用铁氧体磁珠。图3显示了效率。在高达2MHz的开关频率下,LT8640S12V输入的峰值效率达到95%,24V输入的峰值效率达到92%。


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图2:采用图1所示设计,2层和4层板的CISPR25EMI辐射比较


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图3:采用图1所示设计的LT8640S5V/6A输出效率(fSW=2MHz)


图4显示了9V输出的LT8640S设计。图5显示了5A负载时的热结果。在45W输出功率和1MHz开关频率下,由于采用了增强散热技术,LT8640S4mm×4mmLQFN封装的温升低于50°C。


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图4:LT8640S24V至9V/6A降压转换器


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图5.LT8640S24V至9V/5A热图像,采用图4设计(fSW=1MHz,TA=25°C)


多个LT8643S器件可以并联,以支持7A(峰值)以上的输出电流。LT8643S利用电流模式控制和外部补偿实现平衡均流——这在并联配置中非常重要。将所有误差放大器的输出VC引脚连接在一起,便可自然地实现均流。无需额外的时钟器件,CLKOUT和SYNC/MODE引脚即可实现频率同步。


图6显示了12V至3.3V/12ALT8643S并联设计的简洁性。上方LT8643S通过让SYNC/MODE引脚浮空而设置为强制连续模式,其CLKOUT信号驱动下方LT8643SSYNC/MODE引脚以实现同步。图7显示了该设计的效率,而图8显示了8A阶跃瞬态响应。


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图6:使用两个LT8643S器件的并联3.3V/12A降压转换器


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图7:LT8643S12V至3.3V、8A阶跃负载瞬态响应,采用图6所示并联设计(fSW=1MHz)


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图8:LT8643S12V至3.3V/12A效率,采用图6所示并联设计(fSW=1MHz)


结论


LT8640S和LT8643S是6A(峰值7A)、超低EMI单片同步开关稳压器,采用小型4mm×4mmLQFN封装。已获专利的Silent Switcher2架构可确保EMI辐射极低。集成环路电容消除了PCB布局敏感性,有助于节省设计工作量和解决方案成本。同步设计和快速开关边沿可提高重载时的效率,而低静态电流对轻载效率有利。3.4V至42V的宽输入范围和低压差使LT8640S和LT8643S能够满足汽车冷启动或负载切断情况下的要求。

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