運用 Silent Switcher™ 設計降低 EMI 并改善效率
在重視熱耗散和效率的場合中，人們會用開關穩(wěn)壓器替代線性穩(wěn)壓器。開關穩(wěn)壓器通常是輸入電源總線線路上的首個有源組件，因此對于整個轉(zhuǎn)換器電路的 EMI 性能具有重大的影響。
相比于通孔元件，表面貼裝技術中的新式輸入濾波器組件擁有更好的性能。然而，這種改進趕不上開關穩(wěn)壓器工作開關頻率增加的步伐。由于開關切換速度較快的原因，較高的效率、低的最小導通和關斷時間產(chǎn)生了較高的諧波含量。
在所有其他參數(shù) (例如：開關電容和轉(zhuǎn)換時間) 保持恒定的情況下，開關頻率每增加一倍將使 EMI 性能下降 6dB。如果開關頻率增加 10 倍，則寬帶 EMI 的作用就像一個輻射增加了 20dB 的一階高通濾波器。
懂行的 PCB 設計師將使熱回路很小，并采用盡可能靠近有源層的屏蔽 GND 層;不過，引出腳配置、封裝構(gòu)造、熱設計要求以及在去耦組件中實現(xiàn)足夠能量存儲所需的封裝尺寸限定了熱回路的最小尺寸。
對布局而言更為棘手的是，在典型的平面型印刷電路板上，高于 30MHz 的走線間磁性耦合或變壓器型耦合將使得濾波器設計方面的所有努力大打折扣，因為諧波頻率越高，有害磁性耦合的作用就越明顯。
經(jīng)過檢驗而可靠的解決方案是為整個電路采用一個屏蔽盒。當然，這么做將增加成本和所需的電路板空間、使熱管理和測試更加困難、并帶來額外的裝配成本。另一種常用的方法是減緩開關邊緣速率。這種做法的不利之處是會降低效率、增加最小導通 / 關斷時間和所需的死區(qū)時間、以及犧牲潛在的電流控制環(huán)路速度。
借助凌力爾特的新型 LT8614 Silent Switcher™ 穩(wěn)壓器，既可以獲得與屏蔽盒相同的作用，又不必使用屏蔽盒，同時還能消除上述的缺陷。見圖 1。
圖 1：LTC8614 Silent Switcher 可最大限度地抑制 EMI / EMC，并在高達 3MHz 的頻率條件下提供高效率。
LT8614 具有 LT861x 系列中世界級的低 IQ，工作電流僅為 2.5µA。這是該器件在調(diào)節(jié)狀態(tài)和無負載條件下的總電源電流消耗。
LT8614 具有與該系列相同的超低壓差，其僅受限于內(nèi)部頂端開關。與其他替代型解決方案不同，LT8614 的 RDSON 并不受限于最大占空比和最小關斷時間。在壓差條件下，該器件將跳過其關斷周期并僅執(zhí)行必需的最少斷開周期，以使內(nèi)部頂端開關升壓級電壓得以保持，如圖 6 所示。
與此同時，最小工作輸入電壓的典型值為 2.9V (最大值為 3.4V)，而且該器件能在其處于壓差狀態(tài)時提供一個 3.3V 電壓軌。在高電流時，LT8614 因其總開關電阻較低而擁有高于 LT8610 / LT8611 的效率。另外，它還可同步至一個運作范圍為 200kHz 至 3MHz 的外部頻率。
由于 AC 開關損耗很低，因此其可工作于高開關頻率而不使效率大幅下降。在那些對 EMI 敏感的應用中 (比如：汽車環(huán)境) 可獲得一種上佳的平衡，LT8614 的運行頻率既可低于 AM 頻段 (以實現(xiàn)更低的 EMI)，也可高于 AM 頻段。在一種采用 700kHz 工作開關頻率的配置中，標準的 LT8614 演示板在 CISPR25 測量中未超過噪聲層。
圖 2 所示的測量結(jié)果是在 12VIN、3.3VOUT/2A 和 700kHz 固定開關頻率下于一個吸波暗室中獲得的。
圖 2：藍色掃跡為噪聲層;紅色掃跡是 LT8614 演示板在一個吸波暗室中的 CISPR25 輻射測量值。
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