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既要高頻高效,又要小尺寸低EMI?這款穩(wěn)壓器實力搶鏡

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作為任何電子系統(tǒng)設計不可或缺的部分,電源性能的高低對于系統(tǒng)性能的高低有著至關重要的影響,電磁干擾(EMI)特性則是其中最關鍵的性能之一。而Silent Switcher2系列架構穩(wěn)壓器就是專為低EMI場景設計。



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,能夠使LT8653S在高頻下實現(xiàn)高效運行,并且具有出色的EMI性能,可以滿足汽車、工業(yè)、計算和通信環(huán)境的嚴苛要求。


LT8653S將兩個獨立穩(wěn)壓器通道集成到一個散熱增強型3 mm × 4 mm封裝中。每個通道可同時提供2 A連續(xù)輸出電流,在脈沖負載應用中可提供高達3 A的電流。LT8653S支持突發(fā)工作模式Burst Mode?),兩個輸出均處于穩(wěn)壓狀態(tài)時僅需要6.2μA的靜態(tài)電流,這是電池供電系統(tǒng)的一個關鍵特性。


LT8653S還提供強制連續(xù)模式和展頻(SSFM)操作。SSFM模式通過將能量擴散到更寬的頻譜范圍內,降低了基波工作頻率和諧波附近的峰值輻射。


LT8653S提供外部補償選項,可用于優(yōu)化瞬態(tài)響應;或者簡單起見,也可使用內部補償。還提供固定輸出選項,兩個輸出電壓可選引腳可產生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
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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。開關頻率設置為2 MHz。內部穩(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)化輕負載時的效率。


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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,其符合嚴格的汽車CISPR 25 5級輻射EMI規(guī)范。當LT8653S的開關頻率為2 MHz時,穩(wěn)壓器在12 V輸入和5 V輸出時的峰值效率達到94.8%,而在24 V輸入和5 V輸出時,效率也達到了92.1%。


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圖2. 圖1中電路的CISPR 25電磁輻射騷擾


內部或外部環(huán)路補償
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為了盡量減少元件數(shù)量,LT8653S內置適用于大多數(shù)系統(tǒng)的內部環(huán)路補償功能,對于需要優(yōu)化負載瞬態(tài)性能的設計,則可采用外部補償來盡量減少輸出電壓偏移和瞬態(tài)響應時間。圖3顯示旨在優(yōu)化瞬態(tài)響應的一種雙路輸出穩(wěn)壓器。


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圖3. 5 V/2 A和3.3 V/2 A輸出,非??焖俚呢撦d瞬態(tài)響應。


圖4顯示響應0 A至2 A負載階躍的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)響應與LT8653S的高初始精度相結合,可以滿足嚴苛的VOUT容錯要求。


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圖4. 圖3中電路5 V電軌的0 A至2 A負載瞬態(tài)響應。


固定輸出電壓選項
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為了進一步減少元件數(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置LT8653S輸出電壓。根據(jù)所選的D0和D1引腳組合,可啟用內部反饋電阻分壓器,F(xiàn)B引腳則可直接連接至VOUT來調節(jié)5 V、3.3 V或1.8 V輸出。由于無需使用外部電阻網絡,整體解決方案尺寸很小。


內部反饋電阻分壓器的總電阻為12 MΩ,因此空載靜態(tài)電流遠低于傳統(tǒng)的使用外部電阻分壓器電路的靜態(tài)電流。內部反饋電阻分壓器的調節(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引腳浮空即可設置5 V和3.3 V輸出。


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圖5. 較少器件數(shù)量、雙通道、2 A降壓穩(wěn)壓器解決方案。


結論
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利用Silent Switcher 2技術,能夠使LT8653S在高頻下運行,同時提供高效率和低EMI輻射。LT8653S提供寬輸入電壓范圍、低靜態(tài)電流,并將兩個2 A穩(wěn)壓器通道集成在一個小型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,對于各種應用仍可實現(xiàn)靈活設計。





關于LT8653S
  • Silent Switcher?2 架構:
    • 可在任何 PCB 上實現(xiàn)超低 EMI
    • 消除了 PCB 布局敏感性
    • 內部旁路電容器可降低發(fā)射的 EMI
    • 可選的擴頻調制功能
  • 每個通道可同步提供 2 A 直流電流
  • 任一通道可提供高達 3 A 的電流
  • 超低靜態(tài)電流 Burst Mode? 操作:
    • 將 12 VIN 調節(jié)到 5 VOUT1 和 3.3 VOUT2 時 IQ 為 6.2μA
    • 輸出紋波 < 10 mVP–P
  • 可選的外部 VC 引腳:快速瞬態(tài)響應
  • 強制連續(xù)模式
  • 在高頻下具有高效率
  • 1 A 時效率為 94.1%,2MHz 時可從 12 VIN 提供 5 VOUT
  • 引腳可選固定輸出電壓:5 V、3.3 V、1.8 V
  • 快速最短開關接通時間:30 ns
  • 寬輸入電壓范圍:3.0 V 至 42 V
  • 可調并且可同步:300 kHz 至 3 MHz
  • 固定輸出引腳復用選項
  • 具備快速內部補償功能的內部 2 MHz fSW
  • 小型 4 mm × 3 mm 20 引腳 LQFN 封裝
  • AEC-Q100 汽車認證正在進行中


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