《電子技術(shù)應(yīng)用》
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控制器何時(shí)變得越小越好了

2020-03-23
來(lái)源:電子工程世界

    與通常只在芯片上集成控制器和電源開關(guān)的開關(guān)穩(wěn)壓器IC相比,,電源模塊還可以集成無(wú)數(shù)個(gè)無(wú)源組件。通常,,“電源模塊”一詞一般在集成電感時(shí)使用,。

    更安靜,、更小巧的DC-DC調(diào)節(jié)

    開關(guān)穩(wěn)壓器本身會(huì)產(chǎn)生輻射EMI,,在相對(duì)較高的頻率工作時(shí)需要高dI/dt事件。在醫(yī)療設(shè)備,、RF收發(fā)器以及測(cè)試和測(cè)量系統(tǒng)中,,通常強(qiáng)制要求EMI合規(guī),這也是信號(hào)處理領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),。例如,,如果系統(tǒng)未能達(dá)到EMI合規(guī)要求,或者開關(guān)穩(wěn)壓器會(huì)影響到高速數(shù)字或RF信號(hào)的完整性,,則需要進(jìn)行調(diào)試和重新設(shè)計(jì),,這樣不僅會(huì)延長(zhǎng)設(shè)計(jì)周期,,還要重新進(jìn)行評(píng)估,從而導(dǎo)致成本增加,。此外,,在更密集的PCB布局中,DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器一般非常接近噪聲敏感型元件和信號(hào)路徑,,這更有可能產(chǎn)生噪聲,。

    與其依賴于繁瑣的EMI緩解技術(shù),例如降低開關(guān)頻率,、在PCB上添加濾波電路或安裝屏蔽,,更好的方法是從源頭抑制噪聲,即DC-DC硅芯片本身,。為了實(shí)現(xiàn)更緊湊的DC-DC解決方案,,可以將所有組件,包括MOSFET,、電感,、DC-DC IC,以及所有支持型組件集成到一個(gè)類似于表貼IC的微型超模壓塑封裝中,。

    除了能夠?qū)崿F(xiàn)更安靜的DC-DC轉(zhuǎn)換,,滿足大部分EMI合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求(例如EN 55022 B類),以及實(shí)現(xiàn)小尺寸之外,,還需要盡可能減少PCB上輸出電容等其他組件的數(shù)量,,這點(diǎn)至關(guān)重要。通過(guò)采用快速瞬態(tài)響應(yīng)DC-DC調(diào)節(jié)器,,可以降低對(duì)輸出電容的依賴,。這意味著通過(guò)優(yōu)化內(nèi)部反饋環(huán)路補(bǔ)償,可在多種工作條件下提供足夠的穩(wěn)定性裕量,,支持各種輸出電容,,從而簡(jiǎn)化整體設(shè)計(jì)。

    使用最小輸出電容(2 μF × 4.7 μF陶瓷電容)時(shí),,LTM8074提供快速瞬態(tài)響應(yīng)(12 VIN,、3.3 VOUT)

    

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    LTM8074是一款1.2 A、40 VIN μModule降壓穩(wěn)壓器,,采用4 mm × 4 mm × 1.82 mm,、0.65 mm間距BGA微型封裝。3.2 VIN至40 VIN,、3.3 VOUT產(chǎn)品解決方案的整體尺寸為60 mm2,,只需要兩個(gè)0805電容和兩個(gè)0603電阻。這種小巧、輕質(zhì)(0.08 g)的封裝使得器件可以安裝在PCB的背面,,而PCB正面通常密布各種元件,。該產(chǎn)品采用的Silent Switcher架構(gòu)可以最小化EMI輻射,讓LTM8074能夠通過(guò)CISPR22 B類測(cè)試,,并降低與其他敏感電路產(chǎn)生EMC問(wèn)題的可能性,。

    并非始終能夠集成所有外部組件。原因如下,。例如,,某些設(shè)置(例如開關(guān)頻率或軟啟動(dòng)時(shí)間)應(yīng)該是可調(diào)的,必須向電路發(fā)出指令,。這些操作可以通過(guò)數(shù)字化方式完成,。但是,這可能意味著在系統(tǒng)中使用微控制器和非易失性存儲(chǔ),,并支持相應(yīng)成本,。解決這個(gè)問(wèn)題的一種常見方法是使用外部無(wú)源組件來(lái)實(shí)現(xiàn)這些設(shè)置。

    輸入和輸出電容通常被集成到該電源模塊中,,但有時(shí)候需要從外部連接,。圖2顯示了采用了ADI公司新產(chǎn)品LTM8074的電路。

    

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