《電子技術(shù)應(yīng)用》
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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

2020-04-14
作者:Tao Tao,,應(yīng)用工程師
來源:ADI
關(guān)鍵詞: ADI 穩(wěn)壓器 雙通道 LT8653S

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(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行,,并且具有出色的EMI性能,,可以滿足汽車、工業(yè),、計(jì)算和通信環(huán)境的嚴(yán)苛要求,。

LT8653S將兩個(gè)獨(dú)立穩(wěn)壓器通道集成到一個(gè)散熱增強(qiáng)型3mm×4mm封裝中。每個(gè)通道可同時(shí)提供2 A連續(xù)輸出電流,,在脈沖負(fù)載應(yīng)用中可提供高達(dá)3A的電流,。LT8653S支持突發(fā)工作模式(Burst Mode?),兩個(gè)輸出均處于穩(wěn)壓狀態(tài)時(shí)僅需要6.2μA的靜態(tài)電流,,這是電池供電系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵特性,。

LT8653S還提供強(qiáng)制連續(xù)模式和展頻(SSFM)操作,。SSFM模式通過將能量擴(kuò)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(bǔ)償選項(xiàng),,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(bǔ)償,。還提供固定輸出選項(xiàng),兩個(gè)輸出電壓可選引腳可產(chǎn)生5V,、3.3V和1.8V輸出,,無需使用外部反饋電阻。

具有低EMI,、高效率的雙通道2A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5.8V至42V,,輸出為5V/2A和3.3V/2A,。開關(guān)頻率設(shè)置為2MHz。內(nèi)部穩(wěn)壓器由3.3V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(fù)載時(shí)的效率。

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圖1.具有高效率和低EMI的寬輸入范圍,、雙通道,、2A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(yán)格的汽車CISPR 255級(jí)輻射EMI規(guī)范,。當(dāng)LT8653S的開關(guān)頻率為2 MHz時(shí),穩(wěn)壓器在12V輸入和5V輸出時(shí)的峰值效率達(dá)到94.8%,,而在24V輸入和5V輸出時(shí),,效率也達(dá)到了92.1%。 

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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(bǔ)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(bǔ)償功能,,對(duì)于需要優(yōu)化負(fù)載瞬態(tài)性能的設(shè)計(jì),則可采用外部補(bǔ)償來盡量減少輸出電壓偏移和瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)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)0A至2A負(fù)載階躍的5V輸出(VOUT1)。在這種情況下,,VOUT偏差小于80mV,。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(yán)苛的VOUT容錯(cuò)要求,。 

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圖3.5V/2A和3.3V/2A輸出,,非??焖俚呢?fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。

 

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圖4.圖3中電路5V電軌的0A至2A負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng),。

固定輸出電壓選項(xiàng)

為了進(jìn)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)5V,、3.3V或1.8V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12MΩ,,因此空載靜態(tài)電流遠(yuǎn)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(huì)影響精度,。圖5顯示針對(duì)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。

 

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圖5.較少器件數(shù)量,、雙通道,、2A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(yùn)行,,同時(shí)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(gè)2A穩(wěn)壓器通道集成在一個(gè)小型4mm×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(duì)于各種應(yīng)用仍可實(shí)現(xiàn)靈活設(shè)計(jì),。

作者簡介

Tao Tao是ADI公司的一名電源產(chǎn)品高級(jí)應(yīng)用工程師,,工作地點(diǎn)位于美國加利福尼亞州圣克拉拉。他目前負(fù)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(jì),,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。

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