開關(guān)穩(wěn)壓器在重視低散熱和效率的領(lǐng)域取代線性穩(wěn)壓器。開關(guān)穩(wěn)壓器通常是輸入電源總線上的第一個(gè)有源元件，因此對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)換器電路的EMI性能有重大影響。

采用表面貼裝技術(shù)的現(xiàn)代輸入濾波器元件比通孔器件具有更好的性能。然而，開關(guān)穩(wěn)壓器工作開關(guān)頻率的增加超過了這種改進(jìn)。更高的效率、更低的最小導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間由于開關(guān)轉(zhuǎn)換速度更快，導(dǎo)致更高的諧波含量。

開關(guān)頻率每增加一倍，當(dāng)所有其他參數(shù)（如開關(guān)容量和轉(zhuǎn)換時(shí)間）保持不變時(shí)，EMI就會(huì)變差6dB。如果開關(guān)頻率增加20×，寬帶EMI的行為類似于一階高通，發(fā)射將高出10dB。

精明的PCB設(shè)計(jì)人員將使熱回路變小，并使用盡可能靠近有源層的屏蔽GND層;然而，引腳排列、封裝結(jié)構(gòu)、熱設(shè)計(jì)要求和去耦元件中充分儲(chǔ)能所需的封裝尺寸決定了一定的最小熱回路尺寸。

為了使布局更具挑戰(zhàn)性，在典型的平面印刷電路板上，30MHz以上走線之間的磁性或變壓器式耦合將減少所有濾波器工作，因?yàn)橹C波頻率越高，不需要的磁耦合就越有效。

久經(jīng)考驗(yàn)的解決方案是在整個(gè)電路中使用屏蔽盒。當(dāng)然，這會(huì)增加成本，增加所需的電路板空間，使熱管理和測(cè)試更加困難，并引入額外的組裝成本。另一種常用方法是減慢開關(guān)邊沿的速度。這會(huì)產(chǎn)生降低效率、增加最小導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)間以及所需死區(qū)時(shí)間的不良影響，并損害潛在的電流控制環(huán)路速度。

LT8614 靜音開關(guān)穩(wěn)壓器最大限度地降低了 EMI/EMC 輻射，同時(shí)在高達(dá) 3MHz 的頻率下提供了高效率

借助凌力爾特的新型LT8614靜音開關(guān)穩(wěn)壓器，您無需使用屏蔽即可獲得屏蔽盒的效果，并消除了上述缺點(diǎn)。參見圖1。

LT8614 具有 LT861x 系列中僅 2.5μA 工作電流的世界級(jí)低 IQ。這是器件在穩(wěn)壓、無負(fù)載時(shí)消耗的總電源電流。

它具有與該系列相同的超低壓差，僅受內(nèi)部頂部開關(guān)的限制。與其他解決方案不同，LT8614 的 RDSON 不受最大占空比和最小關(guān)斷時(shí)間的限制。該器件在壓差時(shí)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)電壓的維持，如圖6所示。

同時(shí)，最小工作輸入電壓典型值為 2.9V （最大值為 3.4V），該器件可在壓差器件的情況下提供 3.3V 電源軌。LT8614 在高電流條件下的效率高于 LT8610 / LT8611，因?yàn)槠淇傞_關(guān)電阻較低。它還可以同步至工作頻率范圍為 200kHz 至 3MHz 的外部頻率。

交流開關(guān)損耗低，因此可以在高開關(guān)頻率下工作，而不會(huì)造成太大的效率損失。在 EMI 敏感型應(yīng)用中（如汽車環(huán)境），可以實(shí)現(xiàn)良好的平衡，LT8614 既可以在低于 AM 頻段以降低 EMI，也可以在高于 AM 頻段運(yùn)行。在具有700kHz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測(cè)量中的本底噪聲。

圖2的測(cè)量是在電波暗室中進(jìn)行的，電波暗室為12V，輸出電壓為3.3V，電流為2A，固定開關(guān)頻率為700kHz。

為了將LT8614靜音開關(guān)穩(wěn)壓器技術(shù)與當(dāng)前最先進(jìn)的開關(guān)穩(wěn)壓器進(jìn)行比較，該器件針對(duì)LT8610進(jìn)行了測(cè)量。測(cè)試是在GTEM電池中進(jìn)行的，在兩個(gè)器件的標(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。

可以看出，與LT20已經(jīng)非常好的EMI性能相比，使用LT8614靜音開關(guān)器技術(shù)可提高高達(dá)8610dB，特別是在更難以管理的更高頻率區(qū)域。這使得設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單、更緊湊，與整體設(shè)計(jì)中的其他敏感系統(tǒng)相比，LT8614 開關(guān)電源需要更少的濾波和距離。

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，如圖3所示。

即使在 4ns/格時(shí)，LT8614 靜音開關(guān)穩(wěn)壓器也顯示出非常低的振鈴（參見圖 3）。LT8610具有良好的阻尼振鈴（圖3），但與LT8614相比，熱回路中存儲(chǔ)的能量更高。

圖4顯示了13.2V電壓下的開關(guān)節(jié)點(diǎn)。可以看到LT8614與理想方波的偏差極低。圖 3 至 5 中的所有時(shí)域測(cè)量均使用 500MHz 泰克 P6139A 探頭完成，探頭尖端屏蔽與 PCB GND 平面緊密連接，均在標(biāo)準(zhǔn)演示板上。

除了在汽車環(huán)境中具有42V絕對(duì)最大輸入電壓額定值外，壓差特性也非常重要。通常，關(guān)鍵的3.3V邏輯電源需要在冷啟動(dòng)情況下得到支持。在這種情況下，LT8614 靜音開關(guān)穩(wěn)壓器保持了 LT861x 系列接近理想性能。LT8610 / LT8611 / LT8614 器件在低至 3.4V 的電壓下工作，并在必要時(shí)盡快開始跳過周期，而不是替代器件的更高欠壓閉鎖電壓和最大占空比箝位，如圖 5 所示。這會(huì)產(chǎn)生理想的壓差行為，如圖6所示。

LT8614 的 30ns 低最小導(dǎo)通時(shí)間即使在高開關(guān)頻率下也能實(shí)現(xiàn)較大的降壓比。因此，它可以從高達(dá) 42V 的輸入提供單次降壓的邏輯內(nèi)核電壓。

總之，LT8614 靜音開關(guān)穩(wěn)壓器可將當(dāng)前最先進(jìn)的開關(guān)穩(wěn)壓器的 EMI 降低 20dB 以上，同時(shí)提高了轉(zhuǎn)換效率，且沒有缺點(diǎn)。在 10MHz 以上的頻率范圍內(nèi)，EMI 可提高 30×，而不會(huì)影響相同電路板面積內(nèi)的最小導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間或效率。這是在沒有特殊組件或屏蔽的情況下實(shí)現(xiàn)的，代表了開關(guān)穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的重大突破。迄今為止，在單個(gè)IC中實(shí)現(xiàn)這種性能水平是不可能的。這只是一種突破性產(chǎn)品，允許終端系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員將他們的產(chǎn)品提升到一個(gè)新的水平。

審核編輯：郭婷