Sinhroni Step-Down regulatorji za 42 V, 2 A/3 A

Analog Devices, Inc.
Avtor: Dong Wang
2019_274_07

Sinhroni Step-Down regulatorji za 42 V, 2 A/3 A vršnjih vrednosti, z 2,5 µA mirovnega toka in izjemno nizkimi EMI emisijami.

LT8609, LT8609A, LT8609B, in LT8609Sso sinhroni monolitni step-down regulatorji, ki jih odlikuje široko področje vhodne napetosti od 3 V do 42 V. Ta družina vezij je optimirana za aplikacije, ki zahtevajo nizek EMI, visoko učinkovitost in fizično majhnost – primerno za zahtevne aplikacije v avtomobilski, proizvodni, računalniški in komunikacijski industriji. Vsi regulatorji v tej seriji so optimirani za aplikacije, ki zahtevajo nizek EMI, visoko učinkovitost in fizično majhnost. Vsi regulatorji v tej družini zmorejo stalno 2A in 3A (< 1 sekundo) trenutno obremenitev. Te lastnosti so razvidne v sliki 2.

LT8609, LT8609A in LT8609S imajo 2,5 µA ultra-nizek mirovni tok – pomembno za baterijsko napajane sisteme. Z integriranim zgornjim in spodnjim N MOSFET-om, imajo regulatorji izjemno učinkovitost pri nizkih obremenitvah. LT8609B deluje samo v načinu izpuščanja impulzov z večjim mirovnim tokom kot druge naprave in nudi nižje valovitost med nizko obremenitvijo.

Vse te naprave lahko prenesejo CISPR regulacijo CISPR 25 razreda 5, ki je najstrožji EMI standard za avtomobilsko opremo. Poleg tega imajo LT8609, LT8609A in LT8609S funkcijo razširjenega spektra za zmanjšanje EMI konic. LT8609S ima najbolj impresivno EMI zmogljivost v tej družini, ki temelji na lastni tehnologiji Silent Switcher® 2, opisani spodaj.

Vhodna napetost od 5,5 V do 42 V, nizek EMI, visoka učinkovitost pri 5 V, 2 A napajanju
Na sliki 1. vidimo regulator za vhodno napetost od 5,5 V do 42 V in izhodno napetost 5 V / 2 A. Ta rešitev ima 16-pin regulator LT8609S z 2 MHz stikalno frekvenco. Za celotno rešitev je potrebnih le nekaj komponent, vključno s tuljavo L1 in nekaj pasivnimi komponentami. Slika 2. kaže, da lahko ta rešitev doseže največ 92,9% učinkovitost.

Burst Mode način delovanja za izboljšan izkoristek pri nizkem bremenu
Med obratovanjem pri nizkih obremenitvah in v stanju pripravljenosti brez obremenitve so za aplikacije, ki jih poganja baterija, pomembni visok izkoristek in nizek mirovni tok. LT8609, LT8609A in LT8609S imajo nizek 2,5 µA mirovni tok v načinu Burst Mode®. Med nizkimi obremenitvami in pogoji brez obremenitve se preklopna frekvenca postopoma zmanjšuje, kar močno zmanjšuje izgubo moči in ohranja relativno nizko izhodno napetost. Slika 2.prikazuje, da je izkoristek pri nizkih obremenitvah nad 85%, medtem ko se izguba moči pri minimalnih obremenitvah približuje nič.

Visoka stikalna frekvenca z ultranizkimi EMI emisijami in izboljšano toplotno učinkovitostjo

EMI skladnost je v številnih okoljihzaskrbljujoča, vključno z avtomobilskimi sistemi. Z integriranimi MOSFET-i, naprednimi procesnimi tehnologijami in delovanjem do 2,2 MHz, lahko vse naprave v tej družini dosežejo fizično majhnost rešitve ob izpolnjevanju najstrožjih EMI standardov. Delovanje s frekvenco razširjenega spektra, ki zmanjšuje EMI vrhove, je na voljo v vseh modelih, razen pri modelu LT8609B. Poleg tega LT8609S vključuje tehnologijo Silent Switcher 2. Silent Switcher 2 vezje ima vgrajeno vročo zanko in kondenzatorje v topli zanki?? Kondenzatorji omogočajo, da je EMI zmogljivost neobčutljiva za postavitev elementov in število slojev na tiskanem vezju. Tiskano vezje z manj plastmi se lahko uporabi za zmanjšanje proizvodnih stroškov brez žrtvovanja EMI in toplotnih zmogljivosti.

Slika 2 kaže, da ima naprava LT8609S najboljšo učinkovitost pri polni obremenitvi. Slika 3. in slika 4. prikazujeta CISPR 25 EMI in primerjavo toplotnih zmogljivosti rešitev 2- in 4-slojnih ploščah prikazani na sliki 1.

Zaključek
Vezja v družini LT8609 so enostavna za uporabo v monolitnih regulacijskih stopnjah z vgrajenim MOSFET-om in vgrajenimi kompenzacijskimi vezji. Optimizirani so za aplikacije s širokim razponom vhodne napetosti in nizkimi zahtevami za EMI šum. Zaradi nizkega, 2,5 µA mirovnega toka in Burst načina predstavlja odlično rešitev za pretvorbo napetosti navzdol pri baterijskem napajanju. 200 kHz do 2,2 MHz stikalno frekvenčno območje jih naredi primerne za uporabo pri najmanjši moči za mikrokontrolerje. Integrirani MOSFETi in do 2,2 MHz stikalna frekvenca zmanjšajo velikost rešitve. Rezultati skeniranja CISPR 25 kažejo odlične rezultate EMI sevanja, skladne z najstrožjimi EMI standardi. Tehnologija Silent Switcher 2 v LT8609S omogoča njegovo delovanje tako, da je imuno na spremembe postavitve in plasti tiskanine, kar močno zmanjša stroške razvoja in proizvodnje.

O avtorju
Dong Wang je višji aplikacijski inženir za energetske izdelke pri podjetju Analog Devices, ki je svojo kariero začel v podjetju Linear Technology (sedaj del ADI) leta 2013. Trenutno nudi podporo aplikacijam za neizolirane monolitne pretvornike. Dong Wang ima široko znanje pri rešitvah za upravljanje porabe energije in analognih vezjih, vključno s pretvorbo moči pri visokih frekvencah, porazdeljenimi energetskimi sistemi, tehnikami za korekcijo faktorja moči, nizko napetostjo, visokotemperaturnimi pretvorbami, visokofrekvenčno magnetno integracijo ter modeliranjem in nadzorom pretvornikov. Dong Wang je diplomiral na Univerzi Zhejiang v Hangzhou na Kitajskem in doktoriral v elektrotehniki. Lahko ga kontaktirate na dong.wang@analog.com.

www.analog.com