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采用4 mm × 4 mm × 1.92 mm BGA封裝的低EMI Silent Switcher 1.2 A μModule穩(wěn)壓器

1893309 2021-03-01 | pdf | 486.09KB | 次下載 | 2積分

資料介紹

Austin Luan ADI公司

擁擠的應(yīng)用板上很難再集成高性能DC-DC POL轉(zhuǎn)換器。此外，電磁干擾 (EMI) 也是元件密度較高時(shí)不能忽視的問(wèn)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(shè)計(jì)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(gòu)，無(wú)需安裝額外的濾波或屏蔽元件，即可通過(guò)嚴(yán)格的EMI測(cè)試，有助于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。

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(kāi)關(guān)電源。它采用符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)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(kāi)關(guān)、電感和所有支持元件，可利用PC板底部的未用空間，實(shí)現(xiàn)高功率密度負(fù)載點(diǎn)調(diào)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(shí)現(xiàn)精密調(diào)節(jié)，輸出電流為1.2 A。這款高效率器件采用散熱增強(qiáng)型封裝，提供出色的散熱性能和高功率密度。圖2所示為L(zhǎng)TM8074在負(fù)載條件下，殼溫小幅上升，且熱阻較低。

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

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

通過(guò)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)化了整體設(shè)計(jì)。LTM8074采用Silent Switcher架構(gòu)，將輻射發(fā)射降至最低，輕松滿(mǎn)足嚴(yán)格的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)要求。

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

圖3. 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）。

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(jiǎn)化了布局設(shè)計(jì)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(shè)置電阻即可形成完整設(shè)計(jì)。圖4和圖5分別顯示了典型應(yīng)用電路及其效率。

雖然LTM8074的μModule設(shè)計(jì)幾乎是可直接使用的獨(dú)立自足型穩(wěn)壓器，但也可以輕松調(diào)整一些設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)滿(mǎn)足具體應(yīng)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(shè)置為與外部時(shí)鐘同步。LTM8074還提供可編程軟啟動(dòng)、輸出電壓跟蹤、電源良好指示和使能控制以及多種導(dǎo)通模式選項(xiàng)，包括跳脈沖模式、突發(fā)模式?工作和擴(kuò)頻調(diào)制，進(jìn)一步優(yōu)化了EMI性能和輕載效率。

圖4. 實(shí)現(xiàn)7 V至40 V輸入、5 VOUT 1.2 A設(shè)計(jì)只需極少的元件。

超低噪聲：CISPR 22 B類(lèi)

開(kāi)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。LTM8074內(nèi)置專(zhuān)有Silent Switcher架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)低EMI性能，不必采用復(fù)雜的EMI抑制技術(shù)，如降低開(kāi)關(guān)頻率、增加濾波電路或安裝屏蔽部件等。無(wú)需外部電路或特殊布局方法即可滿(mǎn)足CISPR 22 B類(lèi)等輻射EMI標(biāo)準(zhǔn)，具體請(qǐng)參見(jiàn)圖6和圖7。

圖5. LTM8074典型效率。

圖6. 1.2 A、12 VIN、3.3 VOUT條件下，EMI性能與CISPR 22 B類(lèi)要求對(duì)比（3個(gè)計(jì)量值，峰值，垂直天線，無(wú)EMI濾波器）。

圖7. 1.2 A、24 VIN、3.3 VOUT條件下，EMI性能與CISPR 22 B類(lèi)要求對(duì)比（3個(gè)計(jì)量值，峰值，垂直天線，無(wú)EMI濾波器）。

結(jié)論

LTM8074是一款緊湊型1.2 A負(fù)載點(diǎn)μModule穩(wěn)壓器，適用廣泛的輸入和輸出電壓。它內(nèi)置Silent Switcher架構(gòu)，提供低EMI性能，方便設(shè)計(jì)調(diào)整，可滿(mǎn)足從便攜式設(shè)備到密集型工業(yè)電路板等各種應(yīng)用的需要。

作者簡(jiǎn)介

Austin Luan目前擔(dān)任ADI公司Power by Linear產(chǎn)品部門(mén)的電源產(chǎn)品應(yīng)用工程師。他負(fù)責(zé)為客戶(hù)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師提供μModule穩(wěn)壓器和電源管理控制器方面的支持。他擁有圣路易斯奧比斯波加州理工州立大學(xué)電氣工程學(xué)士和碩士學(xué)位。聯(lián)系方式：austin.luan@analog.com。

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