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
2020-06-05
作者：Austin Luan
來源：ADI公司
簡介
擁擠的應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。它設計緊湊，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，即可通過嚴格的EMI測試，有助于簡化設計和生產(chǎn)。
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標準的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，實現(xiàn)高功率密度負載點調(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在負載條件下，殼溫小幅上升，且熱阻較低。
圖1.LTM8074使用Silent Switcher架構(gòu)，實現(xiàn)完整的小型封裝低噪聲解決方案。
內(nèi)部控制器的峰值電流模式控制架構(gòu)能實現(xiàn)快速瞬態(tài)響應和良好的環(huán)路穩(wěn)定性。輸出電壓的快速瞬態(tài)響應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，從而簡化了整體設計。LTM8074采用Silent Switcher架構(gòu)，將輻射發(fā)射降至最低，輕松滿足嚴格的電磁兼容性標準要求。
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，LTM8074提供快速瞬態(tài)響應（12 VIN，3.3 VOUT）。
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，簡化了布局設計并縮小了解決方案尺寸。只需輸入和輸出電容、頻率和電壓設置電阻即可形成完整設計。圖4和圖5分別顯示了典型應用電路及其效率。
雖然LTM8074的μModule設計幾乎是可直接使用的獨立自足型穩(wěn)壓器，但也可以輕松調(diào)整一些設計參數(shù)來滿足具體應用需要。輸出電壓和工作頻率具有電阻可編程特性，工作頻率可以設置為與外部時鐘同步。LTM8074還提供可編程軟啟動、輸出電壓跟蹤、電源良好指示和使能控制以及多種導通模式選項，包括跳脈沖模式、突發(fā)模式?工作和擴頻調(diào)制，進一步優(yōu)化了EMI性能和輕載效率。
圖4.實現(xiàn)7 V至40 V輸入、5 VOUT 1.2 A設計只需極少的元件。
超低噪聲：CISPR 22 B類
開關(guān)穩(wěn)壓器本身會產(chǎn)生輻射EMI，在相對較高的頻率工作時需要高dI/dt事件。LTM8074內(nèi)置專有Silent Switcher架構(gòu)，可實現(xiàn)低EMI性能，不必采用復雜的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標準，具體請參見圖6和圖7。
圖5.LTM8074典型效率。
圖6.1.2 A、12 VIN、3.3 VOUT條件下，EMI性能與CISPR 22 B類要求對比（3 個計量值，峰值，垂直天線，無 EMI 濾波器）。
圖7.1.2 A、24 VIN、3.3 VOUT條件下，EMI性能與CISPR 22 B類要求對比（3 個計量值，峰值，垂直天線，無 EMI 濾波器）。
結(jié)論
LTM8074是一款緊湊型1.2 A負載點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，方便設計調(diào)整，可滿足從便攜式設備到密集型工業(yè)電路板等各種應用的需要。
作者簡介
Austin Luan目前擔任ADI公司Power by Linear產(chǎn)品部門的電源產(chǎn)品應用工程師。他負責為客戶和現(xiàn)場應用工程師提供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電氣工程學士和碩士學位。