低雜訊理想選擇Silent Switcher μModule

概述

低雜訊性能是許多電源應用的關鍵方面。ADI公司開創性的Silent Switcher®技術使μModule®穩壓器的開發具有創新的電路設計和封裝技術,在提供高效率的同時減少電磁干擾。獨特的方法使這些穩壓器不易受到PCB佈局變化的影響,從而簡化了設計並增強了性能。ADI 的降壓型 DC-DC μModule 穩壓器能夠從 3 V 至 16 V 輸入提供 8 A 的最大輸出電流,是大電流和雜訊敏感型應用的理想緊湊型解決方案。

介紹

低雜訊是許多電源應用越來越普遍的要求,例如高精度數據轉換器、醫療設備和 RF 系統。傳統上,開關模式DC-DC轉換器以其固有的雜訊而聞名,因此不適合雜訊敏感型應用。ADI Silent Switcher技術使 μModule 穩壓器的發展成為可能,這些穩壓器可為低雜訊應用提供卓越的性能。

LTM4702是一款降壓型 DC-DC μModule 穩壓器,能夠從 3 V 至 16 V 輸入提供 8 A 的最大輸出電流。它採用 Silent Switcher 架構和內部熱迴路旁路電容器,可實現低電磁干擾 (EMI) 和高效率。該模組包含一個電流模式控制器、功率開關元件、一個功率電感器和適量的輸入和輸出電容。

輸出電壓可在 0.3 V 至 5.7 V 範圍內調節。該IC採用微型6.25 mm×6.25 mm ×5.07 mm BGA封裝,工作結溫範圍為 –40°C 至 +125°C。

典型應用實例

圖 1 顯示了一個典型的應用原理圖。它以大約 800 kHz 的開關頻率工作。開關頻率可以通過電阻器 (RT 引腳電阻器到 AGND) 輕鬆調節。SET 引腳提供 100 μA 精密電流,該電流流經連接在 SET 引腳和 GND 之間的外部電阻器。穩壓器輸出電壓將嚴格遵循 SET 引腳電壓,該電壓由 ISET × RSET 確定。使用SET引腳旁路電容器可降低對電壓尖峰到SET引腳上的任何寄生耦合的敏感性。SET 引腳旁路電容器也可軟啟動輸出並限制浪湧電流。效率與負載電流曲線如圖 2 所示。

圖 1.LTM4702 1 V、8 A 降壓型 Silent Switcher μModule 穩壓器

圖 2.效率與負載電流 (VIN = 12 V)

在示例電路中,SYNC 引腳連接到 GND 以實現脈衝跳躍模式,從而提高了輕負載時的效率。該元件還可以在強制連續模式 (FCM) 下運行,以實現快速瞬態回應和寬負載範圍內的全頻率運行。要使能 FCM,請將 SYNC 引腳連接到 INTVCC 或 > 3 V,或將 SYNC 引腳懸空。

用 clock source 驅動 SYNC pin 可以將穩壓器與外部 clock同步。該元件可在 300 kHz 至 3 MHz 範圍內同步。穩壓器將在 FCM 中運行,同時與 external clock同步。

LTM4702通過在 VOUT 引腳和 PGSET 引腳上使用單個電阻器來提供可程式設計電源。當輸出電壓超出 ±7.5% 調節視窗時,電源良好輸出 (PG) 將為低電平。該IC還具有其它使用者友好的功能,包括使能/關斷控制、內部環路補償或外部環路補償選擇以及內部溫度監控器。

超低雜訊 Silent Switcher

Silent Switcher 系列採用創新設計和封裝技術設計,可在降低 EMI 的同時提供高效率。這種獨特的方法使這些穩壓器不易受到PCB佈局變化的影響,從而簡化了設計並增強了性能。

LTM4702 具有超低雜訊架構,可獲得出色的低頻 (<100 kHz) 輸出雜訊。單個電阻器設置輸出電壓,在輸出範圍內提供單位增益作,從而產生幾乎恆定的輸出雜訊,與輸出電壓無關。

圖 3 顯示了輻射 EMI 性能。

圖 3.LTM4702 的輻射 EMI 性能

多相並聯作,可實現更高的輸出電流

兩個或多個器件可以並聯以提供更高的電流。圖 4 顯示了一個示例:兩個 μModule 穩壓器並聯,可產生高達 16 A 的負載電流。在這個例子中,CLKOUT 信號連接到後面IC的SYNC引腳,以對齊並聯系統的頻率和相位。兩個並聯穩壓器以 180° 異相運行,PHMODE 引腳接地。通過將補償引腳連接在一起,電流模式控制架構實現了出色的均流。並聯器件的SET引腳僅用一個SET電阻器連接在一起。

圖 4.LTM4702 2 相、1 V、16 A 降壓電源。

結論

LTM4702 是一款完整的 8 A 降壓型 Silent Switcher μModule 穩壓器。它可以提供精確調節的輸出電壓,可通過一個 0.3 V 至 5.7 V 的外部電阻器進行程式設計。低 EMI 和低雜訊特性使其成為高電流和雜訊敏感型應用的理想選擇,例如電信/數據通訊系統、射頻電源和高速/高精度數據轉換器應用。該μModule穩壓器具有緊湊的尺寸、高效率和低外部元件數量,用戶將節省大量電路板空間和設計時間。

作者簡介

Charlie Zhao

Charlie Zhao 是 Analog Devices(MMP 模組業務部)的首席工程師。他於 2001 年加入凌力爾特(現為 Analog Devices 的一部分)。Charlie 在電力電子領域擁有豐富的經驗。他...Charlie Zhao 是 Analog Devices(MMP 模組業務部)的首席工程師。 他於 2001 年加入凌力爾特(現為 Analog Devices 的一部分)。 Charlie 在電力電子領域擁有豐富的經驗。 他... ds B.S. and M.S. degrees from Zhejiang University, China, and an M.S. degree from Virginia Tech.

 


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