具 2.5μA 静态电流和超低 EMI 辐射的 42V、2A / 3A 峰值同步降压型稳压器

时间:2018-03-26 13:25来源:21Dianyuan

摘要:LT®8609、LT8609A、LT8609B和LT8609S是具有3V至42V宽输入范围的同步、单片式、降压型稳压器。

引言
LT®8609、LT8609A、LT8609B 和 LT8609S 是具有 3V 至 42V 宽输入范围的同步、单片式、降压型稳压器。该器件系列专为那些需要低 EMI、高效率和小解决方案尺寸的应用而优化,适合于要求苛刻的汽车、工业、计算和通信应用。该系列中的所有稳压器均拥有相同的 2A 连续、3A 瞬态 (< 1 秒) 负载电流能力。它们的特点汇总于表 1。
 
LT8609、LT8609A 和 LT8609S 具有 2.5μA 的超低静态电流,这一点对于电池供电型系统是很重要。这些稳压器凭借集成化顶端和底端 N 沟道 MOSFET 实现了骄人的轻负载效率。LT8609B 仅工作于脉冲跳跃模式,虽然静态电流高于其他几款器件,但是它在轻负载工作期间产生的纹波较低。
 
该系列的所有器件均达到 CISPR 25 Class 5 辐射 EMI 规则要求,这是针对汽车设备的最严格 EMI 标准。此外,LT8609、LT8609A 和 LT8609S 还拥有扩展频谱频率调制操作功能以降低 EMI 峰值。在此产品系列中,LT8609S 具备最引人注目的 EMI 性能,这基于其下文所述的专有 Silent Switcher® 2 技术。
 
5.5V 至 42V 输入、低 EMI、高效率 5V/2A 电源
图 1 示出了一款 5.5V – 42V 输入至 5V/2A 输出电源。该解决方案采用了一个具 2MHz 开关频率的 16 引脚 LT8609S 稳压器。构成这款完整的解决方案仅需少量的组件,包括电感器 L1 和几个无源组件。如图 2 所示,此解决方案能实现 92.9% 的峰值效率。
 

 
图 1:具超低 EMI 辐射的 12V 至 5V 同步降压型转换器 LT8609S
 
可执行突发模式操作以改善轻负载效率
对于电池供电型应用来说,在轻负载运行和无负载待用模式期间,高效率和低闲置电流是很重要的特性。LT8609、LT8609A 和 LT8609S 在突发模式 (Burst Mode®) 操作中具有 2.5μA 的低静态电流。在轻负载和无负载情况下,逐渐地降低开关频率,从而在保持输出电压纹波相对较低的同时极大地减少功耗。图 2 显示了轻负载效率保持在 85% 以上,而功耗在极小负载情况下接近零。
 
 
图 2:基于 LT8609 / LT8609A / LT8609S 之 12VIN 至 5VOUT 降压型转换器的效率与负载电流关系曲线
 
高开关频率以及超低 EMI 辐射和改善的热性能
在包括汽车系统在内的诸多环境中,EMI 兼容性是一个引人关注的问题。凭借集成化 MOSFET、先进的工艺技术、和高达 2.2MHz 工作频率,该系列的所有器件均可实现小巧的解决方案尺寸,并满足最严苛的 EMI 标准。除了 LT8609B 之外,其他几款器件都提供了可降低 EMI 峰值的扩展频谱频率调制操作功能。而且,LT8609S 运用了 Silent Switcher 2 技术。Silent Switcher 2 器件具有集成型热环路和暖环路电容器,以使 EMI 性能不容易受到电路板布局和电路板层数的影响。可采用层数较少的电路板以降低制造成本,并且不牺牲 EMI 和热性能。
 
如图 2 所示,LT8609S 在该器件系列中拥有最佳的峰值和满负载效率。图 3 和图 4 示出了图 1 所示解决方案采用 2 层和 4 层电路板时的 CISPR 25 EMI 性能对比和热性能对比。
 

 
图 3:图 1 所示电路采用 2 层和 4 层电路板时的 CISPR 25 辐射 EMI 性能比较
 
 
图 4:图 1 所示电路采用 2 层和 4 层电路板时的热性能比较
 
结论
LT8609 系列中的器件是简单易用的单片式降压型稳压器,具有集成化功率 MOSFET 和内置补偿电路。这些器件专门针对那些需要宽输入电压范围和低 EMI 噪声的应用而优化。2.5μA 的低静态电流和突发模式操作功能使它们成为卓越的电池供电型降压转换器解决方案。200kHz 至 2.2MHz 的开关频率范围使其适合大多数低功率至微功率应用。集成的 MOSFET 和高达 2.2MHz 的开关频率能力最大限度减小了解决方案尺寸。CISPR 25 扫描结果显示了符合最严格 EMI 标准的出色辐射 EMI 性能。LT8609S 所运用的 Silent Switcher 2 技术使其性能不会受到电路板布局和层数变化的影响,从而极大地降低开发和制造成本。
 

 
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