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低噪聲Silent Switcher架構(gòu)簡(jiǎn)化了EMI設(shè)計(jì)

汽車(chē)、交通運(yùn)輸和工業(yè)應(yīng)用對(duì)噪聲敏感并且需要低EMI電源解決方案。傳統(tǒng)方法通過(guò)減慢開(kāi)關(guān)邊沿或降低開(kāi)關(guān)頻率來(lái)控制EMI。這兩種方法都會(huì)產(chǎn)生不良的影響，例如效率下降，最短接通和關(guān)斷時(shí)間增加，以及需要采用大尺寸的解決方案。EMI濾波器或金屬屏蔽等替代方案在所需的電路板空間、組件和裝配方面增加了大量成本，并使熱管理和測(cè)試復(fù)雜化。我們的低噪聲μModule?技術(shù)給開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)帶來(lái)了突破。

采用μModule封裝的LTM8003穩(wěn)壓器配備專有的Silent Switcher?架構(gòu)，以最大限度降低EMI輻射，并在高開(kāi)關(guān)頻率下提供高效率。穩(wěn)壓器的架構(gòu)和μModule器件的內(nèi)部布局設(shè)計(jì)旨在最大限度縮小穩(wěn)壓器的輸入環(huán)路。這能夠顯著地減少開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)振鈴和在熱環(huán)路中存儲(chǔ)的相關(guān)能量，即使存在非常快的開(kāi)關(guān)邊沿也不例外。這種安靜的開(kāi)關(guān)切換提供了卓越的EMI性能，同時(shí)最大限度降低了AC開(kāi)關(guān)損耗，從而使得穩(wěn)壓器能在高開(kāi)關(guān)頻率下運(yùn)行，且效率并無(wú)明顯下降。

這種架構(gòu)配合擴(kuò)展頻譜頻率操作，極大地簡(jiǎn)化了EMI濾波器設(shè)計(jì)和布局，非常適合那些對(duì)噪聲敏感的環(huán)境。圖1顯示了輸入側(cè)的簡(jiǎn)單EMI濾波器，使演示電路能夠以足夠的裕量通過(guò)CISPR 25 Class 5標(biāo)準(zhǔn)，如圖2所示。

3.5 A連續(xù)電流和6 A峰值電流提供能力

內(nèi)部穩(wěn)壓器能夠安全地提供高達(dá)6 A的峰值輸出電流，當(dāng)依靠一個(gè)12 V標(biāo)稱輸入持續(xù)支持3.5 A負(fù)載（在3.3 V或5 V范圍內(nèi)）時(shí)，LTM8003無(wú)需采取額外的熱管理措施（氣流或散熱器）。這滿足了工業(yè)機(jī)器人、工廠自動(dòng)化和汽車(chē)系統(tǒng)中的電池供電型應(yīng)用之需。

–40°C至+150°C的寬工作溫度范圍

汽車(chē)、工業(yè)和軍事應(yīng)用要求電源電路在超過(guò)105°C的環(huán)境溫度下連續(xù)安全運(yùn)行，或者要求為溫升留出較大的儲(chǔ)備空間。LTM8003H專為在–40°C至+150°C的內(nèi)部工作溫度范圍內(nèi)滿足規(guī)格要求而設(shè)計(jì)。內(nèi)部過(guò)熱保護(hù)(OTP)電路負(fù)責(zé)監(jiān)視結(jié)溫，并在結(jié)溫過(guò)高時(shí)停止開(kāi)關(guān)操作。

圖3a是一款可在7 V至40 V的寬輸入范圍內(nèi)工作的3.5 A、5 V解決方案。其在12 V標(biāo)稱輸入下的熱性能如圖3b所示。當(dāng)采用一個(gè)12 V輸入并具有2 A負(fù)載時(shí)，典型效率高于92%。

從+3.5 V至+35 V輸入產(chǎn)生–5 V負(fù)輸出

圖4是一款采用一個(gè)12 V標(biāo)稱輸入（35 V最大輸入）產(chǎn)生–5 V、4 A輸出的解決方案。BIAS 引腳應(yīng)連接至 GND。

結(jié)論

LTM8003是一款采用Silent Switcher架構(gòu)的寬輸入和輸出范圍、低噪聲、3.5 A降壓型μModule穩(wěn)壓器。依靠3.4 V至40 V輸入能夠產(chǎn)生0.97 V至18 V輸出，從而無(wú)需通過(guò)電池或工業(yè)電源進(jìn)行中間穩(wěn)壓。其引腳排列專為符合FMEA（失效模式影響分析）要求而特別設(shè)計(jì)，因此如果相鄰引腳短路、單個(gè)引腳短路至地、或某些引腳處于浮置狀態(tài)，輸出電壓將保持在或低于調(diào)節(jié)電壓。在焊點(diǎn)因振動(dòng)、老化或?qū)挿鶞囟茸兓蓜?dòng)或開(kāi)路的情況下（例如：在汽車(chē)和交通運(yùn)輸應(yīng)用中），冗余引腳可增強(qiáng)電氣連接。

完整的解決方案可安裝在一個(gè)比LTM8003的6.25 mm × 9 mm ×3.32 mm BGA封裝面積大不了多少的緊湊空間內(nèi)（包括輸入和輸出電容）。通常，25 μA的靜態(tài)電流和–40°C至+150°C（H 級(jí)）的寬工作溫度范圍使其非常適合那些空間擁擠、工作環(huán)境嚴(yán)酷、以及強(qiáng)制要求低靜態(tài)電流和高可靠性的運(yùn)行環(huán)境。該器件的特性有助于最大限度減少設(shè)計(jì)工作量，并滿足針對(duì)工業(yè)機(jī)器人、工廠自動(dòng)化、航空電子設(shè)備和汽車(chē)系統(tǒng)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。