자동차, 산업, 범용 또는 GSM 전력 공급 장치를 설계할 때는 알맞은 강압 전환 조정기를 선택하는 것이 중요합니다. 이 문서에서는 초저 EMI 성능을 제공하는 ADI의 LT864X 65V, 8A 동기 강압 모놀리식 조정기 제품군에 대해 알아봅니다.
서론
LT8645S, LT8646S 및 LT8645S-2는 8A 출력을 지원할 수 있는 65V 동기 강압 모놀리식 조정기입니다. Silent Switcher® 아키텍처로 레이아웃에 관계없이 탁월한 EMI 성능을 자랑합니다. LT8646S에는 과도현상 응답을 최적화하는 RC 외부 보정 기능이 있습니다.
넓은 입력 범위 및 높은 출력 전류 모놀리식 솔루션
48V 버스 시스템의 벅 변환기를 설계할 때 전력 공급 장치 엔지니어는 크기가 훨씬 더 작은 모놀리식 조정기(내부 MOSFET)보다는 제어기 솔루션(외부 MOSFET)을 선택하는 경향이 있습니다. 높은 입력 전압을 감당할 수 있는 모놀리식 조정기가 거의 없을 뿐 아니라 대부분의 모놀리식 조정기는 출력 전류가 5A 미만으로 제한되기 때문입니다. LT8645S/LT8646S/LT8645S-2 모놀리식 조정기는 이 틀을 깹니다.
LT8645S/LT8646S/lt8645S-2의 65V 입력, 고전류 모놀리식 Silent Switcher 벅 조정기는 3.4V~65V로 입력 전압 범위가 넓으며 최대 8A의 출력 전류를 지원합니다. 그림 1은 LT8645S 솔루션의 8A에서의 완전한 12V 출력을 보여 줍니다. LT8645S는 내부 보정을 사용하므로 외부 구성품 수가 줄어들며 설계가 간소화됩니다. 우회 커패시터가 통합되어 있어 총 솔루션 크기가 더 최소화됩니다. 그림 2는 이 솔루션의 효율이 97%까지 도달하는 것을 보여 줍니다.
그림 1. 400kHz에서 LT8645S를 사용하는 12V, 8A 응용 분야.
그림 2. 그림 1 설계의 LT8645S 12V/8A 출력 효율.
빠른 과도현상 응답 및 초저 EMI
특정한 응용 분야를 위해 LT8646S의 과도현상 응답을 최적화하는 데는 외부 구성품 2개만 있으면 됩니다. 바로 VC 핀의 저항기 1개와 커패시터 1개입니다. 그림 3은 8A 출력에서의 5V LT8646S 솔루션을 보여 주며 그림 4는 보정이 최적화된 부하 과도현상 응답을 보여 줍니다.
그림 3. 분산 스펙트럼 모드가 활성화된 초저 EMI LT8646S 5V, 8A 강압 변환기.
그림 4. 그림 3의 설계에서 LT8646S 12V-5V, 2A 부하 단계 과도현상(fSW = 2MHz).
이 솔루션에서 전환 주파수는 2MHz로 설정되어 작은 1μH 인덕터를 사용할 수 있습니다. LT8645S/LT8646S/LT8645S-2는 또한 고속 피크 전류 모두 아키텍처 덕분에 과부하 또는 단락 상황에서 포화된 인덕터를 안전하게 감당할 수 있습니다. 따라서 장시간 과부하 또는 단락을 방지해야 할 필요가 있지 않는 한 과전류 과도현상에 대비해 인덕터의 크기를 늘릴 필요가 없습니다.
LT8645S/LT8646S/LT8645S-2 모두 분할 핫 루프와 통합 우회 커패시터를 조합한 Silent Switcher 아키텍처를 사용합니다. 그 결과 EMI 성능이 레이아웃의 영향을 거의 받지 않으므로 엔지니어가 초저 EMI가 필요한 응용 분야에서 걱정 없이 설계할 수 있습니다. 그림 5는 그림 3에 표시된 솔루션을 사용한 CISPR 25 방사 EMI 테스트 결과를 보여 줍니다. 회로는 페라이트 비즈 및 커패시터 필터를 통해 과도현상 CISPR 25 5등급 한도를 통과할 수 있습니다.
그림 5. 그림 3 설계의 LT8646S CISPR 25 방사 방출 테스트(4A에서 14V 입력으로 5V 출력, fSW = 2MHz).
작은 최소 온타임 및 높은 강압 비율
LT8645S, LT8646S 및 LT8645S-2는 단 40ns 만에 최소 온타임에 도달하므로 높은 2MHz 전환 주파수에서도 높은 강압 비율을 지원할 수 있습니다. 예를 들어 2MHz에서 48V를 5V로 전환하는 데 온타임 52ns가 소요되는데, 이는 대부분의 변환기에서는 달성할 수 없는 수치입니다. 이 강압 비율을 위해서는 일반적으로 엔지니어가 2단계 변환기(중간급 전압 적용)를 선택해야 하지만 LT8645S 및 8646S 모놀리식 조정기는 단독으로 이 변환을 수행할 수 있어 전원 공급 장치 크기 및 복잡성이 줄어듭니다.
그림 6은 30V 입력에 대해 8A 출력에서 1.8V 솔루션을 보여 줍니다(1MHz 전환 주파수에서 LT8645S 사용). 전환 주기를 건너뛰는 것이 문제없다면 입력을 절대 최대 정격 65V까지 높일 수 있습니다. 출력이 3.1V보다 낮다면 LT8645S의 BIAS 핀을 3.1V보다 높은 외부 전력원(3.3V 또는 5V)에 연결해 효율을 향상할 수 있습니다.
그림 6. LT8645S 1MHz 1.8V/8A 응용 분야는 65V 입력 과도현상에서 작동합니다.
결론
LT8645S, LT8646S 및 LT8645S-2 8A 동기 초저 EMI 모놀리식 전환 조정기는 작은 6mm × 4mm LQFN 패키지로 사용할 수 있습니다. 특허 받은 Silent Switcher 2 아키텍처는 획기적으로 낮은 EMI 방출, 높은 효율, 작은 솔루션 크기를 자랑합니다. 입력은 최대 65V까지 가능합니다. 40ns 최소 온타임으로 2단계 변환이 필요 없이 직접 저전압 출력에 대해 높은 강압 비율을 실현합니다.
표 1. LT8645S, LT8646S 및 LT8645S-2 비교
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