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利用BGA封裝的低EMI µModule穩(wěn)壓器可簡化設計

2020-06-05
來源:電子工程世界

簡介

 

擁擠的應用板上很難再集成高性能DC-DC POL轉換器。此外,電磁干擾(EMI)也是元件密度較高時不能忽視的問題,,因此可選擇的電源解決方案十分有限,。LTM8074 μModule?穩(wěn)壓器能夠輕松克服這些限制因素。它設計緊湊,,體積小巧,,能夠輕松裝入PCB正面或背面的有限空間,。LTM8074采用Silent Switcher?架構,,無需安裝額外的濾波或屏蔽元件,,即可通過嚴格的EMI測試,有助于簡化設計和生產,。


1.2 A Silent Switcher μModule穩(wěn)壓器

 

LTM8074是一款完整的超低EMI,、高壓輸入和輸出、DC-DC降壓開關電源,。它采用符合RoHS標準的4 mm × 4 mm × 1.92 mm BGA表貼封裝(圖1),,其中包含控制器、電源開關,、電感和所有支持元件,,可利用PC板底部的未用空間,實現(xiàn)高功率密度負載點調整,。

 

LTM8074的工作輸入電壓范圍是3.4 V至40 V,,輸出電壓是0.78 V至15 V。輸出電壓可以實現(xiàn)精密調節(jié),,輸出電流為1.2 A,。這款高效率器件采用散熱增強型封裝,提供出色的散熱性能和高功率密度,。圖2所示為LTM8074在負載條件下,,殼溫小幅上升,且熱阻較低,。

 

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圖1.LTM8074使用Silent Switcher架構,,實現(xiàn)完整的小型封裝低噪聲解決方案。

 

內部控制器的峰值電流模式控制架構能實現(xiàn)快速瞬態(tài)響應和良好的環(huán)路穩(wěn)定性,。輸出電壓的快速瞬態(tài)響應和低峰峰值電壓偏差情況如圖3所示,。

 

通過內部反饋環(huán)路補償,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,,從而簡化了整體設計。LTM8074采用Silent Switcher架構,,將輻射發(fā)射降至最低,,輕松滿足嚴格的電磁兼容性標準要求。

 

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圖2.室溫條件(23°C)下,,LTM8074在滿載(1 A電流,,12 V輸入,5 V輸出)情況下溫度小幅上升,。


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圖3.使用最小輸出電容(2 μF × 4.7 μF陶瓷電容)時,,LTM8074提供快速瞬態(tài)響應(12 VIN,,3.3 VOUT)。

 

適合狹小緊湊的空間

 


LTM8074以緊湊的外形集成了所有支持元件,,簡化了布局設計并縮小了解決方案尺寸,。只需輸入和輸出電容、頻率和電壓設置電阻即可形成完整設計,。圖4和圖5分別顯示了典型應用電路及其效率,。


雖然LTM8074的μModule設計幾乎是可直接使用的獨立自足型穩(wěn)壓器,但也可以輕松調整一些設計參數(shù)來滿足具體應用需要,。輸出電壓和工作頻率具有電阻可編程特性,,工作頻率可以設置為與外部時鐘同步。LTM8074還提供可編程軟啟動,、輸出電壓跟蹤,、電源良好指示和使能控制以及多種導通模式選項,包括跳脈沖模式,、突發(fā)模式?工作和擴頻調制,,進一步優(yōu)化了EMI性能和輕載效率。


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圖4.實現(xiàn)7 V至40 V輸入,、5 VOUT 1.2 A設計只需極少的元件,。

 

超低噪聲:CISPR 22 B類

 

開關穩(wěn)壓器本身會產生輻射EMI,在相對較高的頻率工作時需要高dI/dt事件,。LTM8074內置專有Silent Switcher架構,,可實現(xiàn)低EMI性能,不必采用復雜的EMI抑制技術,,如降低開關頻率,、增加濾波電路或安裝屏蔽部件等。無需外部電路或特殊布局方法即可滿足CISPR 22 B類等輻射EMI標準,,具體請參見圖6和圖7,。

 

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圖5.LTM8074典型效率,。


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圖6.1.2 A,、12 VIN、3.3 VOUT條件下,,EMI性能與CISPR 22 B類要求對比(3 個計量值,,峰值,垂直天線,,無 EMI 濾波器),。


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圖7.1.2 A、24 VIN,、3.3 VOUT條件下,,EMI性能與CISPR 22 B類要求對比(3 個計量值,,峰值,垂直天線,,無 EMI 濾波器),。

 

結論

 

LTM8074是一款緊湊型1.2 A負載點μModule穩(wěn)壓器,適用廣泛的輸入和輸出電壓,。它內置Silent Switcher架構,,提供低EMI性能,方便設計調整,,可滿足從便攜式設備到密集型工業(yè)電路板等各種應用的需要,。


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