為汽車設計高效率和超低EMI的高效降壓型穩壓器

簡介

LT8640S和LT8643S單片式降壓穩壓器為汽車環境提供了緊湊的布局，高效率和超低EMI。

簡易布局和超低EMI靜音切換器2高效率

LT8640S / LT8643S是42 V，6 A連續/ 7 A峰值電流單片式降壓穩壓器，采用第二代靜音開關? 2架構。靜音切換器調節器通過將高頻熱回路分成兩部分來抑制EMI發射 - 分離回路產生相互抵消的磁場。第二代Silent Switcher 2在封裝內集成了旁路陶瓷電容。這些電容位于快速交流環路（V IN ，BST和INTV CC ）內，否則需要精確且可重復的PCB布局以確保EMI性能。集成它們極大地簡化了PCB布局和制造要求。即使是低成本的雙層電路板現在也可以表現出卓越的EMI性能。

在汽車應用中，設計人員更喜歡具有2 MHz或更高開關頻率的電源，以避免AM頻段并最小化解決方案尺寸。不幸的是，高開關頻率通常意味著更低的效率和更高的功耗，迫使設計人員在小尺寸和低EMI性能與效率之間進行權衡。 LT8640S和LT8643S消除了這種折衷：即使在高開關頻率下，它們也能夠實現高效率和低功耗，這得益于可控，快速清潔的開關邊沿。

圖1顯示了超低EMI和高效率LT8640S 12 V至5 V / 6 A設計。內部穩壓器由5 V輸出通過BIAS引腳提供，以降低功耗。該設計編程為2 MHz。使能擴頻模式（SYNC / MODE = INTV CC ），允許開關頻率在3 MHz三角調制下從2 MHz變化到2.4 MHz。

圖2比較了圖1設計中2層和4層板的EMI輻射。兩塊板均符合嚴格的汽車CISPR 25 Class 5輻射EMI規范，僅在輸入側使用鐵氧體磁珠。圖3顯示了效率。開關頻率高達2 MHz，LT8640S 12 V輸入峰值效率達到95％，24 V輸入峰值效率達到92％。

圖4顯示LT8640S設計具有9 V輸出。圖5顯示了5 A負載下的熱結果。由于增強的熱技術，LT8640S 4 mm×4 mm LQFN封裝的輸出功率為45 W，開關頻率為1 MHz，溫升低于50°C。

LT8643S器件可以并聯，以支持超過7 A（峰值）的輸出電流。 LT8643S采用電流模式控制和外部補償，以實現并聯配置中的平衡電流共享。通過將所有誤差放大器輸出VC引腳連接在一起，自然地實現了電流共享。 CLKOUT和SYNC / MODE引腳無需額外的時鐘器件即可實現頻率同步。

圖6顯示了并聯12 V至3.3 V / 12 A LT8643S設計的簡單性。頂部LT8643S通過浮動SYNC / MODE引腳設置為強制連續模式;其CLKOUT信號驅動底部LT8643S SYNC / MODE引腳進行同步。圖7顯示了該設計的效率，而圖8顯示了8 A階躍瞬態響應。

結論

LT8640S和LT8643S是采用小型4 mm×4 mm LQFN封裝的6 A（7 A峰值）同步，超低EMI單片開關穩壓器。獲得專利的Silent Switcher 2架構可確保極低的EMI輻射。集成的熱環電容器消除了PCB布局靈敏度，從而節省了設計工作量和解決方案成本。同步設計和快速開關邊沿提高了重負載時的效率，而輕負載效率則受益于低靜態電流。 3.3 V至42 V的寬輸入范圍和低壓差使LT8640S和LT8643S能夠滿足汽車冷啟動或負載突降情況的需求。