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具2.5 μA靜態(tài)電流和超低EMI的 42 V單片式同步降壓型穩(wěn)壓器

2512803 2021-01-20 | pdf | 472.59KB | 次下載 | 2積分

資料介紹

Dong Wang ADI 公司

高效率、低EMI降壓型穩(wěn)壓器廣泛見諸于汽車、工業(yè)、醫(yī)療和電信環(huán)境，用于依靠多種輸入源為各式各樣的應(yīng)用供電。特別是在電池供電型應(yīng)用中，大量時(shí)間處于待用模式，因而要求所有的電氣電路以低靜態(tài)電流工作，旨在延長電池運(yùn)行時(shí)間。

LT8606/LT8607/LT8608 是一個(gè)單片式降壓型穩(wěn)壓器系列，專為具有寬輸入電壓范圍、低EMI水平和小解決方案尺寸的應(yīng)用而優(yōu)化。該系列的所有器件均采用耐熱性能增強(qiáng)型10引腳MSE封裝和8引腳2 mm x 2 mm DFN封裝，因而可安放在狹小的空間里。如表1所示，它們的不同之處在于輸出電流能力。

在必須保持低空載電流的電池供電型應(yīng)用中，LT8606/LT8607/LT8608的低IQ是不可或缺的。這些器件具有突發(fā)模式 (Burst Mode?) 特性，即使在調(diào)節(jié)輸出電壓的情況下，其從輸入源消耗的靜態(tài)電流也僅為2.5 μA，從而盡可能長地保持電池待用時(shí)間。3 V～42 V的寬輸入電壓范圍可滿足工業(yè)和汽車應(yīng)用的苛刻要求，此類應(yīng)用的顯著特征是缺少穩(wěn)定的高質(zhì)量電壓源。這三款器件采用10引腳MSE封裝，而且還擁有擴(kuò)展頻譜操作能力，以滿足超低EMI輻射要求。

表1. LT860x系列特性對(duì)比

圖1. 高效率LT8607 12 V至5 V同步降壓型轉(zhuǎn)換器。

電路說明和功能

圖1示出了一款基于10引腳LT8607穩(wěn)壓器的5 V輸出電源。輸入電壓擴(kuò)展至高達(dá)42 V，輸出被設(shè)定為5 V（在750 mA），并具有2 MHz的開關(guān)頻率。構(gòu)成這款完整的解決方案僅需少量的額外組件，包括電感器L1和幾個(gè)無源組件。如圖2所示，此電路能實(shí)現(xiàn)92.5%的峰值效率。

圖2. 基于LT8606/LT8607/LT8608的12 VIN至5 VOUT降壓型轉(zhuǎn)換器的效率與負(fù)載電流關(guān)系曲線。

突發(fā)模式操作可改善輕負(fù)載效率

對(duì)于電池供電型應(yīng)用來說，在輕負(fù)載運(yùn)行和無負(fù)載待用模式期間，高效率和低閑置電流是非常重要的特性。LT8606/LT8607/LT8608的2.5 μA靜態(tài)電流和突發(fā)模式操作選項(xiàng)是這些要求的理想解決方案。在輕負(fù)載和無負(fù)載情況下，基于LT8606/LT8607/LT8608的轉(zhuǎn)換器逐漸地降低開關(guān)頻率，從而降低開關(guān)功耗，并保持低輸出電壓紋波。圖3給出了圖1所示解決方案的輕負(fù)載效率。

圖3. 圖1所示電路的效率和功耗與負(fù)載電流的關(guān)系曲線

高開關(guān)頻率和超低EMI輻射

在汽車、工業(yè)、計(jì)算和電信環(huán)境中，除了效率之外，還要求具備EMI/EMC合規(guī)性。使用較高的開關(guān)頻率雖可減小解決方案尺寸，但代價(jià)則往往是增加EMI輻射。LT8606/LT8607/LT8608的集成型MOSFET、內(nèi)置補(bǔ)償電路和2.2 MHz工作頻率最大限度縮減了解決方案尺寸，但是它們也實(shí)現(xiàn)了卓越的EMI性能，這是因?yàn)椴捎昧讼冗M(jìn)的工藝技術(shù)。開關(guān)頻率的擴(kuò)展頻譜模式操作能夠進(jìn)一步降低EMI輻射。圖4給出了圖1所示解決方案的CISPR 25 EMI測(cè)試結(jié)果。

圖4. 圖1所示電路的CISPR 25輻射EMI性能。

結(jié)論

LT8606/LT8607/LT8608是簡單易用的單片式降壓型穩(wěn)壓器，具有集成化功率MOSFET和內(nèi)置補(bǔ)償電路。這些器件專門針對(duì)那些要求寬輸入電壓范圍和低EMI噪聲的應(yīng)用而優(yōu)化。這些器件的2.5 μA靜態(tài)電流和突發(fā)模式操作選項(xiàng)使其成為電池供電型降壓轉(zhuǎn)換器的理想解決方案，可顯著延長電池待用時(shí)間。200 kHz至2.2 MHz的開關(guān)頻率范圍使得它們適合大多數(shù)低功率至微功率應(yīng)用。集成型MOSFET連同高達(dá)2.2 MHz的開關(guān)頻率能力極大地縮小了解決方案總尺寸。CISPR 25掃描結(jié)果顯示了它們出色的輻射EMI性能，因而符合最嚴(yán)格的EMI標(biāo)準(zhǔn)。

作者簡介

Dong Wang是Power by LinearTM部的一名高級(jí)應(yīng)用工程師，他于2013年加入凌力爾特（現(xiàn)隸屬Analog Devices），開始了自己的職業(yè)生涯。目前，他負(fù)責(zé)為非隔離式單片降壓型轉(zhuǎn)換器提供應(yīng)用支持。Dong Wang在電源管理解決方案和模擬電路方面的關(guān)注范圍十分廣泛，涵蓋高頻電源轉(zhuǎn)換、分布式電源系統(tǒng)、功率因數(shù)校正技術(shù)、低電壓、高電流轉(zhuǎn)換技術(shù)、高頻磁集成、以及轉(zhuǎn)換器的建模和控制。Dong Wang畢業(yè)于中國杭州的浙江大學(xué)，獲電氣工程博士學(xué)位。聯(lián)系方式：dong.wang@analog.com。