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具有6.2 μA靜態(tài)電流的雙通道、42 V、2 A、單片、同步降壓型Silent Switcher 2穩(wěn)壓器

發(fā)布時間:2020-04-14 來源:ADI公司 Tao Tao,應(yīng)用工程師 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】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(shù),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(yīng)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(guān)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(nèi),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(yīng);或者簡單起見,也可使用內(nèi)部補償。還提供固定輸出選項,兩個輸出電壓可選引腳可產(chǎn)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
 
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(yīng)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(guān)頻率設(shè)置為2 MHz。內(nèi)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。
 
具有6.2 µA靜態(tài)電流的雙通道、42 V、2 A、單片、同步降壓型Silent Switcher 2穩(wěn)壓器
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(dāng)LT8653S的開關(guān)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%。
 
具有6.2 µA靜態(tài)電流的雙通道、42 V、2 A、單片、同步降壓型Silent Switcher 2穩(wěn)壓器
圖2.圖1中電路的CISPR 25電磁輻射騷擾
 
內(nèi)部或外部環(huán)路補償
 
為了盡量減少元件數(shù)量,LT8653S內(nèi)置適用于大多數(shù)系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)路補償功能,對于需要優(yōu)化負載瞬態(tài)性能的設(shè)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(yīng)時間。圖3顯示旨在優(yōu)化瞬態(tài)響應(yīng)的一種雙路輸出穩(wěn)壓器。
 
圖4顯示響應(yīng)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(yīng)與LT8653S的高初始精度相結(jié)合,可以滿足嚴苛的VOUT容錯要求。
 
具有6.2 µA靜態(tài)電流的雙通道、42 V、2 A、單片、同步降壓型Silent Switcher 2穩(wěn)壓器
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(yīng)。
 
具有6.2 µA靜態(tài)電流的雙通道、42 V、2 A、單片、同步降壓型Silent Switcher 2穩(wěn)壓器
圖4.圖3中電路5 V電軌的0 A至2 A負載瞬態(tài)響應(yīng)。
 
固定輸出電壓選項
 
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(shè)置LT8653S輸出電壓。根據(jù)所選的D0和D1引腳組合,可啟用內(nèi)部反饋電阻分壓器,F(xiàn)B引腳則可直接連接至VOUT來調(diào)節(jié)5 V、3.3 V或1.8 V輸出。由于無需使用外部電阻網(wǎng)絡(luò),整體解決方案尺寸很小。
 
內(nèi)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(nèi)部反饋電阻分壓器的調(diào)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(shè)置5 V和3.3 V輸出。
 
 
具有6.2 µA靜態(tài)電流的雙通道、42 V、2 A、單片、同步降壓型Silent Switcher 2穩(wěn)壓器
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(jié)論
 
利用Silent Switcher 2技術(shù),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(yīng)用仍可實現(xiàn)靈活設(shè)計。
 
作者簡介
 
Tao Tao是ADI公司的一名電源產(chǎn)品高級應(yīng)用工程師,工作地點位于美國加利福尼亞州圣克拉拉。他目前負責(zé)提供降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器IC方面的應(yīng)用支持。在此之前,Tao在Intersil Corporation公司從事集成電源模塊的開發(fā)工作。Tao的專業(yè)領(lǐng)域包括高效高密度電源轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)壓器、電源轉(zhuǎn)換器的建模和控制、EMI抑制技術(shù)、電子封裝技術(shù)、PCB板設(shè)計,以及解決任何其他技術(shù)問題。Tao擁有弗吉尼亞理工學(xué)院暨州立大學(xué)(位于弗吉尼亞州布萊克斯堡)電氣工程碩士學(xué)位。聯(lián)系方式:tao.tao@analog.com。
 
 
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