Les applications automobiles, industrielles, informatiques et de communication nécessitent des régulateurs de puissance abaisseurs à haut rendement et à faible bruit. Dans cet article, découvrez la gamme LT8609X de régulateurs monolithiques abaisseurs synchrones 3 V à 42 V d’ADI, qui offrent des performances EMI ultra-basses.
Introduction
Les LT8609, LT8609A, LT8609B, et LT8609S sont des régulateurs abaisseurs monolithiques synchrones qui présentent une large gamme d’entrée de 3 V à 42 V. Cette famille de dispositifs est optimisée pour les applications nécessitant un faible EMI, un rendement élevé et une solution de petite taille, et adaptée aux applications automobiles, industrielles, informatiques et de communication exigeantes. Tous les régulateurs de cette série ont la même capacité de courant de charge continu de 2 A et transitoire de 3 A (<1 seconde). Ces fonctionnalités sont résumées dans le tableau 1.
Les LT8609, LT8609A et LT8609S présentent un courant de repos ultra-faible de 2,5 µA, ce qui est important pour les systèmes alimentés par batterie. Avec des MOSFET à canal N supérieurs et inférieurs intégrés, les régulateurs affichent un rendement impressionnant en charge légère. Le LT8609B fonctionne uniquement en mode de saut d’impulsion, avec un courant de repos plus élevé que les autres appareils, et il offre une ondulation plus faible en fonctionnement à faible charge.
Tous ces appareils peuvent être conformes à la réglementation CISPR 25 Classe 5 sur les EMI rayonnées, la norme EMI la plus rigoureuse pour les équipements automobiles. De plus, les LT8609, LT8609A et LT8609S disposent d’un fonctionnement en fréquence à spectre étalé pour réduire les pics d’interférences électromagnétiques. Le LT8609S affiche les performances EMI les plus impressionnantes de cette famille, grâce à sa technologie propriétaire Silent Switcher® 2, décrite ci-dessous.
Entrée 5,5 V à 42 V, faible EMI, haut rendement Alimentation 5 V, 2 A
Un bloc d’alimentation de 5,5 V à 42 V en entrée et 5 V/2 A en sortie est illustré dans la figure 1. Cette solution comprend un régulateur LT8609S à 16 pattes avec une fréquence de commutation de 2 MHz. Seuls quelques composants sont nécessaires pour la solution complète, notamment l’inducteur L1 et quelques composants passifs. La figure 2 montre que cette solution peut atteindre un pic d’efficacité de l’ordre de 92,9 %.
Figure 1. Convertisseur abaisseur synchrone LT8609S 12 V à 5 V à très faible émission EMI.
Figure 2. Rendement en fonction du courant de charge pour un convertisseur abaisseur de 12 VIN à 5 VOUT basé sur le LT8609/LT8609A/LT8609S.
Fonctionnement en mode rafale pour améliorer l’efficacité de la charge légère
Pendant le fonctionnement en charge légère et en mode veille sans charge, un rendement élevé et un faible courant de repos sont importants pour les applications alimentées par batterie. Les LT8609, LT8609A et LT8609S présentent un faible courant de repos de 2,5 µA en fonctionnement Burst Mode®. Dans des conditions de charge légère et d’absence de charge, la fréquence de commutation est progressivement réduite, ce qui permet de réduire considérablement la perte de puissance tout en maintenant l’ondulation de la tension de sortie relativement faible. La figure 2 montre que le rendement à faible charge reste supérieur à 85 %, tandis que la perte de puissance s’approche de zéro aux charges minimales.
Fréquence de commutation élevée avec une émission EMI ultra-faible et des performances thermiques améliorées
La conformité EMI est une préoccupation dans un certain nombre d’environnements, y compris les systèmes automobiles. Avec des MOSFET intégrés, une technologie de processus avancée et un fonctionnement allant jusqu’à 2,2 MHz, tous les dispositifs de cette famille peuvent atteindre une taille de solution réduite tout en satisfaisant aux normes EMI les plus strictes. Le fonctionnement en fréquence à spectre étalé, qui réduit les pics d’interférences électromagnétiques, est disponible dans tous les modèles sauf le LT8609B. En outre, le LT8609S intègre la technologie Silent Switcher 2. Les dispositifs Silent Switcher 2 sont dotés de bouchons de boucle chaude et de boucle chaude intégrés pour rendre les performances EMI insensibles à la disposition de la carte et au nombre de couches de la carte. Une carte comportant moins de couches peut être utilisée pour réduire les coûts de fabrication sans sacrifier les performances EMI et thermiques.
Lafigure 2 montre que le LT8609S présente le meilleur rendement de crête et de pleine charge de la famille de dispositifs. Les figure 3 et figure 4 montrent une comparaison des performances CISPR 25 EMI et thermiques de la solution de la figure 1 sur des cartes à 2 et 4 couches.
Figure 3. Comparaison des performances des EMI rayonnées CISPR 25 entre les cartes à 2 et 4 couches pour le circuit dans la figure 1.
Figure 4. Comparaison des performances thermiques entre les cartes à 2 et 4 couches pour le circuit dans la figure 1.
Conclusion
Les dispositifs de la famille LT8609 sont des régulateurs abaisseurs monolithiques faciles à utiliser avec des MOSFET de puissance intégrés et des circuits de compensation intégrés. Ils sont optimisés pour les applications avec une large plage de tension d’entrée et des exigences de faible bruit EMI. Le faible courant de repos de 2,5 µA et le fonctionnement en mode rafale en font d’excellentes solutions de convertisseurs abaisseurs alimentés par batterie. Une plage de fréquences de commutation de 200 kHz à 2,2 MHz les rend aptes à la plupart des applications de faible puissance à micropuissance. Les MOSFET intégrés et la capacité de fréquence de commutation jusqu’à 2,2 MHz minimisent la taille de la solution. Les résultats du balayage CISPR 25 montrent d’excellentes performances en matière d’EMI rayonné, conformes aux normes EMI les plus strictes. La technologie Silent Switcher 2 du LT8609S rend ses performances insensibles aux changements de disposition et de couche, ce qui réduit considérablement les coûts de développement et de fabrication.
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