汽车、工业、计算和通信应用要求降压型稳压器具有高效率和低噪声性能。本文探讨 ADI 公司提供超低 EMI 性能的 LT8609X 系列 3 V-42 V 同步降压型单片式稳压器。
前言
LT8609、LT8609A、LT8609B 和 LT8609S 是同步降压型单片式稳压器，具有 3 V 至 42 V 宽输入范围。该器件系列针对要求低 EMI、高效率和小尺寸解决方案的应用进行了优化，适合要求苛刻的汽车、工业、计算和通信应用。该系列中的所有稳压器都具有相同的 2 A 连续 3 A 瞬态（<1>表 1 总结了它们的特点。
LT8609、LT8609A 和 LT8609S 具有 2.5 µA 超低静态电流，这对于电池供电系统非常重要。这些稳压器集成了顶部和底部 N 沟道 MOSFET，具有出色的轻负载效率。LT8609B 仅在脉冲跳频模式下工作，静态电流高于其它器件，在轻负载工作时纹波较低。
所有这些器件都能通过 CISPR 25 的 5 类辐射 EMI 法规，这是汽车设备最严格的 EMI 标准。此外，LT8609、LT8609A 和 LT8609S 具有扩展频谱操作功能，可降低 EMI 峰值。LT8609S 基于其专有的 Silent Switcher® 2 技术，显示了该系列中最令人印象深刻的 EMI 性能，如下所述。
5.5 V 至 42 V 输入、低 EMI、高效率 5 V、2 A 电源
5.5 V 至 42 V 输入至 5 V/2 A 输出电源如图 1 所示。该解决方案采用 16 引脚 LT8609S 稳压器，开关频率为 2 MHz。完整的解决方案只需要几个元件，包括电感 L1 和几个无源元件。图 2 显示，该解决方案可实现 92.9% 的峰值效率。
图 1. 超低 EMI 辐射 LT8609S 12 V 至 5 V 同步降压型转换器。
图 2. 基于 LT8609/LT8609A/LT8609S 的 12 VIN 至 5 VOUT 降压转换器的效率与负载电流的关系。
突发模式操作可提高轻负载效率
在轻负载运行和空载待机模式下，高效率和低空闲电流对于电池供电的应用非常重要。LT8609、LT8609A 和 LT8609S 在突发模式下的静态电流较低，为 2.5 A。在轻负载和空载条件下，开关频率会逐渐降低，从而大幅降低功耗，同时保持输出电压纹波相对较低。图 2 显示轻负载效率保持在 85% 以上，而最小负载下的功率损耗接近于零。
高开关频率、超低 EMI 辐射和改进的热性能
EMI 合规性是许多环境中的一个问题，包括汽车系统。凭借集成的 MOSFET、先进的工艺技术和最高 2.2 MHz 的工作频率，该系列的所有器件均可实现小尺寸解决方案，同时满足最严格的 EMI 标准。除 LT8609B 之外，其它型号均提供降低 EMI 峰值的扩展频谱操作。此外，LT8609S 集成了 Silent Switcher 2 技术。Silent Switcher 2 器件集成了热环路和热环路电容，使 EMI 性能不受电路板布局和电路板层数的影响。可以使用层数较少的电路板来降低制造成本，而不会牺牲 EMI 和热性能。
图 2 显示 LT8609S 具有该器件系列中最佳的峰值和满载效率。图 3 和图 4 显示了 2 层和 4 层电路板上图 1 解决方案的 CISPR 25 EMI 和热性能对比。
图 3. 图 1 中电路的 2 层和 4 层电路板的 CISPR 25 辐射 EMI 性能比较。
图 4. 图 1 中电路的 2 层和 4 层电路板的热性能比较。
结论
LT8609 系列器件是易于使用的单片降压型稳压器，集成了功率 MOSFET 和内置补偿电路。它们针对需要宽输入电压范围和低 EMI 噪声要求的应用进行了优化。低静态电流 (2.5 µA) 和突发工作模式使它们成为出色的电池供电降压转换器解决方案。200 kHz 至 2.2 MHz 的开关频率范围使它们适合大多数低功耗至微功耗应用。集成式 MOSFET 和高达 2.2 MHz 的开关频率能力最大限度减小解决方案尺寸。CISPR 25 扫描结果显示出色的辐射 EMI 性能，符合最严格的 EMI 标准。LT8609S 中的 Silent Switcher 2 技术使其性能不受布局和层数变化的影响，从而大大降低了开发和制造成本。
参阅相关产品
