引言
高效率、低 EMI 降壓型穩(wěn)壓器廣泛見諸于汽車、工業(yè)、醫(yī)療和電信環(huán)境，用于依靠多種輸入源為各式各樣的應(yīng)用供電。特別是在電池供電型應(yīng)用中，大量時間處于待用模式，因而要求所有的電氣電路以低靜態(tài)電流工作，旨在延長電池運(yùn)行時間。
LT8606/LT8607/LT8608 是一個單片式降壓型穩(wěn)壓器系列，專為具有寬輸入電壓范圍、低 EMI 水平和小解決方案尺寸的應(yīng)用而優(yōu)化。該系列的所有器件均采用耐熱性能增強(qiáng)型 10 引腳 MSE 封裝和 8 引腳 2 mm x 2 mm DFN 封裝，因而可安放在狹小的空間里。如表 1 所示，它們的不同之處在于輸出電流能力。
在必須保持低空載電流的電池供電型應(yīng)用中，LT8606/LT8607/LT8608 的低 IQ 是不可或缺的。這些器件具有突發(fā)模式 (Burst Mode ?) 特性，即使在調(diào)節(jié)輸出電壓的情況下，其從輸入源消耗的靜態(tài)電流也僅為2.5 μA，從而盡可能長地保持電池待用時間。3 V～42 V 的寬輸入電壓范圍可滿足工業(yè)和汽車應(yīng)用的苛刻要求，此類應(yīng)用的顯著特征是缺少穩(wěn)定的高質(zhì)量電壓源。這三款器件采用 10 引腳 MSE 封裝，而且還擁有擴(kuò)展頻譜操作能力，以滿足超低 EMI 輻射要求。
圖 1.高效率 LT8607 12 V 至 5 V 同步降壓型轉(zhuǎn)換器。
表 1.LT860x 系列特性對比
產(chǎn)品型號 | 電流水平 | 封裝 | 操作模式 |
LT8606 | 350 mA | 10 引腳 MSE | 突發(fā)模式操作；脈沖跳躍模式；擴(kuò)展頻譜模式；同步模式 |
8 引腳 DFN | 僅限突發(fā)模式操作 | ||
LT8607 | 750 mA | 10 引腳 MSE | 突發(fā)模式操作；脈沖跳躍模式；擴(kuò)展頻譜模式；同步模式 |
8 引腳 DFN | 僅限突發(fā)模式操作 | ||
LT8608 | 1.5 A | 10 引腳 MSE | 突發(fā)模式操作；脈沖跳躍模式；擴(kuò)展頻譜模式；同步模式 |
8 引腳 DFN | 僅限突發(fā)模式操作 |
電路說明和功能
圖 1 示出了一款基于 10 引腳 LT8607 穩(wěn)壓器的 5 V 輸出電源。輸入電壓擴(kuò)展至高達(dá) 42 V，輸出被設(shè)定為 5 V (在 750 mA)，并具有 2 MHz 的開關(guān)頻率。構(gòu)成這款完整的解決方案僅需少量的額外組件，包括電感器 L1 和幾個無源組件。如圖 2 所示，此電路能實現(xiàn) 92.5% 的峰值效率。
圖 2.基于 LT8606/LT8607/LT8608 的 12 VIN 至 5 VOUT 降壓型轉(zhuǎn)換器的效率與負(fù)載電流關(guān)系曲線。
突發(fā)模式操作可改善輕負(fù)載效率
對于電池供電型應(yīng)用來說，在輕負(fù)載運(yùn)行和無負(fù)載待用模式期間，高效率和低閑置電流是非常重要的特性。LT8606/LT8607/LT8608 的 2.5 μA 靜態(tài)電流和突發(fā)模式操作選項是這些要求的理想解決方案。在輕負(fù)載和無負(fù)載情況下，基于 LT8606/LT8607/LT8608 的轉(zhuǎn)換器逐漸地降低開關(guān)頻率，從而降低開關(guān)功耗，并保持低輸出電壓紋波。圖 3 給出了圖 1 所示解決方案的輕負(fù)載效率。
圖 3.圖 1 所示電路的效率和功耗與負(fù)載電流的關(guān)系曲線。
高開關(guān)頻率和超低 EMI 輻射
在汽車、工業(yè)、計算和電信環(huán)境中，除了效率之外，還要求具備 EMI/EMC 合規(guī)性。使用較高的開關(guān)頻率雖可減小解決方案尺寸，但代價則往往是增加 EMI 輻射。LT8606/LT8607/LT8608 的集成型 MOSFET、內(nèi)置補(bǔ)償電路和 2.2 MHz 工作頻率最大限度縮減了解決方案尺寸，但是它們也實現(xiàn)了卓越的 EMI 性能，這是因為采用了先進(jìn)的工藝技術(shù)。開關(guān)頻率的擴(kuò)展頻譜模式操作能夠進(jìn)一步降低 EMI 輻射。圖 4 給出了圖 1 所示解決方案的 CISPR 25 EMI 測試結(jié)果。
圖 4.圖 1 所示電路的 CISPR 25 輻射 EMI 性能。
結(jié)論
LT8606/LT8607/LT8608 是簡單易用的單片式降壓型穩(wěn)壓器，具有集成化功率 MOSFET 和內(nèi)置補(bǔ)償電路。這些器件專門針對那些要求寬輸入電壓范圍和低 EMI 噪聲的應(yīng)用而優(yōu)化。這些器件的 2.5 μA 靜態(tài)電流和突發(fā)模式操作選項使其成為電池供電型降壓轉(zhuǎn)換器的理想解決方案，可顯著延長電池待用時間。200 kHz 至 2.2 MHz 的開關(guān)頻率范圍使得它們適合大多數(shù)低功率至微功率應(yīng)用。集成型 MOSFET 連同高達(dá) 2.2 MHz 的開關(guān)頻率能力極大地縮小了解決方案總尺寸。CISPR 25 掃描結(jié)果顯示了它們出色的輻射 EMI 性能，因而符合最嚴(yán)格的 EMI 標(biāo)準(zhǔn)。
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