ADI LT8653S具有低EMI、高效率的雙通道2 A穩(wěn)壓器

作者：ADI公司 Tao Tao，應(yīng)用工程師

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3 mm × 4 mm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)3 A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(jiǎn)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5 V、3.3 V和1.8 V輸出，無需使用外部反饋電阻。

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

圖1.具有高效率和低EMI的寬輸入范圍、雙通道、2 A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 25 5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12 V輸入和5 V輸出時(shí)的峰值效率達(dá)到94.8%，而在24 V輸入和5 V輸出時(shí)，效率也達(dá)到了92.1%。

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)0 A至2 A負(fù)載階躍的5 V輸出（VOUT1）。在這種情況下，VOUT偏差小于80 mV。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。

圖3.5 V/2 A和3.3 V/2 A輸出，非常快速的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。

圖4.圖3中電路5 V電軌的0 A至2 A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)5 V、3.3 V或1.8 V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12 MΩ，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。

圖5.較少器件數(shù)量、雙通道、2 A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)2 A穩(wěn)壓器通道集成在一個(gè)小型4 mm × 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(jiǎn)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(guó)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。