解決這些 EMI 問題的新方法

解決 EMI 問題的可靠方法是對整個(gè)電路使用屏蔽盒。當(dāng)然，這增加了成本，增加了所需的電路板空間，使熱管理和測試更加困難，并引入了額外的組裝成本。另一種常用的方法是減慢開關(guān)沿。這具有降低效率、增加最小開啟、關(guān)閉時(shí)間及其相關(guān)的死區(qū)時(shí)間的不良影響，并損害潛在的電流控制回路速度。

凌力爾特最近推出的 LT8614 Silent Switcher 穩(wěn)壓器無需使用屏蔽盒即可提供所需的效果，因此消除了上述缺點(diǎn)。LT8614 還具有 僅為 2.5μA 工作電流的世界級(jí)低 I Q。這是設(shè)備在無負(fù)載調(diào)節(jié)時(shí)消耗的總電源電流。

其超低壓差僅受內(nèi)部頂部開關(guān)的限制。與替代解決方案不同，LT8614 的 R DSON不受 最大占空比和最小關(guān)斷時(shí)間的限制。該器件在壓差中跳過其關(guān)斷周期，僅執(zhí)行所需的最小關(guān)斷周期，以保持內(nèi)部頂部開關(guān)升壓級(jí)電壓保持不變，如圖 6 所示。

同時(shí)，最小工作輸入電壓典型值僅為 2.9V(最大值為 3.4V)，使其能夠在器件處于壓差狀態(tài)時(shí)提供 3.3V 電壓軌。LT8614 在大電流下具有比 LT8610/11 更高的效率，因?yàn)樗目傞_關(guān)電阻更低。它還可以同步到工作在 200 KHz 至 3MHz 的外部頻率。

交流開關(guān)損耗很低，因此它可以在高開關(guān)頻率下以最小的效率損耗運(yùn)行。在對 EMI 敏感的應(yīng)用中，例如在許多汽車環(huán)境中常見的應(yīng)用中，可以實(shí)現(xiàn)良好的平衡，并且 LT8614 既可以在 AM 頻帶以下運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)更低的 EMI，也可以在 AM 頻帶以上運(yùn)行。在具有 700 kHz 工作開關(guān)頻率的設(shè)置中，標(biāo)準(zhǔn) LT8614 演示板不會(huì)超過 CISPR25，Calls 5 測量中的本底噪聲。

為了將 LT8614 Silent Switcher 技術(shù)與另一款當(dāng)前最先進(jìn)的開關(guān)穩(wěn)壓器進(jìn)行比較，我們針對 LT8610 對該器件進(jìn)行了測量。測試是在 GTEM 單元中進(jìn)行的，在兩個(gè)部件的標(biāo)準(zhǔn)演示板上使用相同的負(fù)載、輸入電壓和相同的電感器。

可以看出，與 LT8610 已經(jīng)非常出色的 EMI 性能相比，使用 LT8614 Silent Switcher 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 20dB 的改進(jìn)，尤其是在更難以管理的高頻區(qū)域。這實(shí)現(xiàn)了更簡單和更緊湊的設(shè)計(jì)，其中 LT8614 開關(guān)電源與整體設(shè)計(jì)中的其他敏感系統(tǒng)相比需要更少的濾波。

在時(shí)域中，LT8614 在開關(guān)節(jié)點(diǎn)邊緣表現(xiàn)出非常良性的行為。即使在 4ns/div 時(shí)，LT8614 Silent Switcher 穩(wěn)壓器也顯示出非常低的振鈴。LT8610 具有良好的阻尼振鈴，但與 LT8614(在 Ch2 中)相比，可以看到存儲(chǔ)在熱環(huán)路中的能量更高。

除了適用于汽車環(huán)境的 42V 絕對最大輸入電壓額定值外，它們的壓差行為也非常重要。通常需要在冷啟動(dòng)情況下支持關(guān)鍵的 3.3V 邏輯電源。在這種情況下，LT8614 Silent Switcher 穩(wěn)壓器保持了 LT861x 系列接近理想的行為。LT8610/11/14 器件可在低至 3.4V 的電壓下工作并在必要時(shí)立即開始跳過周期，而不是采用更高的欠壓閉鎖電壓和最大占空比鉗位。這會(huì)導(dǎo)致理想的 dropout 行為。

LT8614的低最小開機(jī)時(shí)間為30ns，即使在高開關(guān)頻率下也能實(shí)現(xiàn)較大的降壓比。因此，它可以提供邏輯核心電壓從輸入到42伏。眾所周知，汽車環(huán)境的 EMI 考慮需要在初始設(shè)計(jì)過程中仔細(xì)考慮，以確保系統(tǒng)完成后它們能夠通過 EMI 測試。到目前為止，還沒有確定的方法可以保證通過選擇正確的電源 IC 可以輕松實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。由于 LT8614 的推出，這種情況現(xiàn)在已經(jīng)改變。這款 LT8614 Silent Switcher 穩(wěn)壓器將當(dāng)前最先進(jìn)的開關(guān)穩(wěn)壓器的 EMI 降低了 20dB 以上，同時(shí)提高了轉(zhuǎn)換效率，沒有任何缺點(diǎn)。在 30MHz 以上的頻率范圍內(nèi)，EMI 提高了 10 倍，而不會(huì)影響相同電路板面積的最小開關(guān)時(shí)間或效率。這是在沒有特殊組件或屏蔽的情況下完成的，代表了開關(guān)穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的重大突破。這正是一種突破性的產(chǎn)品，可以讓汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員將他們的產(chǎn)品提升到一個(gè)新的噪聲性能水平。