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

簡介

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),無需安裝額外的濾波或屏蔽元件,即可通過嚴(yán)格的EMI測試,有助于簡化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。

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。

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LTM8074在負(fù)載條件下,殼溫小幅上升,且熱阻較低。

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 V_IN,3.3 V_OUT)。

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)來滿足具體應(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

開關(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),如降低開關(guān)頻率、增加濾波電路或安裝屏蔽部件等。無需外部電路或特殊布局方法即可滿足CISPR 22 B類等輻射EMI標(biāo)準(zhǔn),具體請(qǐng)參見圖6和圖7。

圖5.LTM8074典型效率。

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。

圖6.1.2 A、12 VIN、3.3 VOUT條件下,EMI性能與CISPR 22 B類要求對(duì)比(3 個(gè)計(jì)量值,峰值,垂直天線,無 EMI 濾波器)。

作者簡介

Austin Luan目前擔(dān)任ADI公司Power by Linear產(chǎn)品部門的電源產(chǎn)品應(yīng)用工程師。他負(fù)責(zé)為客戶和現(xiàn)場應(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。

圖7.1.2 A、24 VIN、3.3 VOUT條件下,EMI性能與CISPR 22 B類要求對(duì)比(3 個(gè)計(jì)量值,峰值,垂直天線,無 EMI 濾波器)。