为汽车设计高效率和超低EMI的高效降压型稳压器

简介
lt8640s和lt8643s单片式降压稳压器为汽车环境提供了紧凑的布局,高效率和超低emi。
简易布局和超低emi静音切换器2高效率
lt8640s / lt8643s是42 v,6 a连续/ 7 a峰值电流单片式降压稳压器,采用第二代静音开关® 2架构。静音切换器调节器通过将高频热回路分成两部分来抑制emi发射 - 分离回路产生相互抵消的磁场。第二代silent switcher 2在封装内集成了旁路陶瓷电容。这些电容位于快速交流环路(v in ,bst和intv cc )内,否则需要精确且可重复的pcb布局以确保emi性能。集成它们极大地简化了pcb布局和制造要求。即使是低成本的双层电路板现在也可以表现出卓越的emi性能。
在汽车应用中,设计人员更喜欢具有2 mhz或更高开关频率的电源,以避免am频段并最小化解决方案尺寸。不幸的是,高开关频率通常意味着更低的效率和更高的功耗,迫使设计人员在小尺寸和低emi性能与效率之间进行权衡。 lt8640s和lt8643s消除了这种折衷:即使在高开关频率下,它们也能够实现高效率和低功耗,这得益于可控,快速清洁的开关边沿。
图1显示了超低emi和高效率lt8640s 12 v至5 v / 6 a设计。内部稳压器由5 v输出通过bias引脚提供,以降低功耗。该设计编程为2 mhz。使能扩频模式(sync / mode = intv cc ),允许开关频率在3 mhz三角调制下从2 mhz变化到2.4 mhz。
图2比较了图1设计中2层和4层板的emi辐射。两块板均符合严格的汽车cispr 25 class 5辐射emi规范,仅在输入侧使用铁氧体磁珠。图3显示了效率。开关频率高达2 mhz,lt8640s 12 v输入峰值效率达到95%,24 v输入峰值效率达到92%。
图4显示lt8640s设计具有9 v输出。图5显示了5 a负载下的热结果。由于增强的热技术,lt8640s 4 mm×4 mm lqfn封装的输出功率为45 w,开关频率为1 mhz,温升低于50°c。
lt8643s器件可以并联,以支持超过7 a(峰值)的输出电流。 lt8643s采用电流模式控制和外部补偿,以实现并联配置中的平衡电流共享。通过将所有误差放大器输出vc引脚连接在一起,自然地实现了电流共享。 clkout和sync / mode引脚无需额外的时钟器件即可实现频率同步。
图6显示了并联12 v至3.3 v / 12 a lt8643s设计的简单性。顶部lt8643s通过浮动sync / mode引脚设置为强制连续模式;其clkout信号驱动底部lt8643s sync / mode引脚进行同步。图7显示了该设计的效率,而图8显示了8 a阶跃瞬态响应。
结论
lt8640s和lt8643s是采用小型4 mm×4 mm lqfn封装的6 a(7 a峰值)同步,超低emi单片开关稳压器。获得专利的silent switcher 2架构可确保极低的emi辐射。集成的热环电容器消除了pcb布局灵敏度,从而节省了设计工作量和解决方案成本。同步设计和快速开关边沿提高了重负载时的效率,而轻负载效率则受益于低静态电流。 3.3 v至42 v的宽输入范围和低压差使lt8640s和lt8643s能够满足汽车冷启动或负载突降情况的需求。

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