Zhongming Ye ADI公司

低噪聲Silent Switcher架構簡化了EMI設計

汽車、交通運輸和工業(yè)應用對噪聲敏感并且需要低EMI電源解決方案。傳統(tǒng)方法通過減慢開關邊沿或降低開關頻率來控制EMI。這兩種方法都會產生不良的影響，例如效率下降，最短接通和關斷時間增加，以及需要采用大尺寸的解決方案。EMI濾波器或金屬屏蔽等替代方案在所需的電路板空間、組件和裝配方面增加了大量成本，并使熱管理和測試復雜化。我們的低噪聲μModule?技術給開關穩(wěn)壓器設計帶來了突破。

采用μModule封裝的LTM8003穩(wěn)壓器配備專有的Silent Switcher?架構，以最大限度降低EMI輻射，并在高開關頻率下提供高效率。穩(wěn)壓器的架構和μModule器件的內部布局設計旨在最大限度縮小穩(wěn)壓器的輸入環(huán)路。這能夠顯著地減少開關節(jié)點振鈴和在熱環(huán)路中存儲的相關能量，即使存在非常快的開關邊沿也不例外。這種安靜的開關切換提供了卓越的EMI性能，同時最大限度降低了AC開關損耗，從而使得穩(wěn)壓器能在高開關頻率下運行，且效率并無明顯下降。

這種架構配合擴展頻譜頻率操作，極大地簡化了EMI濾波器設計和布局，非常適合那些對噪聲敏感的環(huán)境。圖1顯示了輸入側的簡單EMI濾波器，使演示電路能夠以足夠的裕量通過CISPR 25 Class 5標準，如圖2所示。

3.5 A連續(xù)電流和6 A峰值電流提供能力

內部穩(wěn)壓器能夠安全地提供高達6 A的峰值輸出電流，當依靠一個12 V標稱輸入持續(xù)支持3.5 A負載（在3.3 V或5 V范圍內）時，LTM8003無需采取額外的熱管理措施（氣流或散熱器）。這滿足了工業(yè)機器人、工廠自動化和汽車系統(tǒng)中的電池供電型應用之需。

–40°C至+150°C的寬工作溫度范圍

汽車、工業(yè)和軍事應用要求電源電路在超過105°C的環(huán)境溫度下連續(xù)安全運行，或者要求為溫升留出較大的儲備空間。LTM8003H專為在–40°C至+150°C的內部工作溫度范圍內滿足規(guī)格要求而設計。內部過熱保護(OTP)電路負責監(jiān)視結溫，并在結溫過高時停止開關操作。

圖3a是一款可在7 V至40 V的寬輸入范圍內工作的3.5 A、5 V解決方案。其在12 V標稱輸入下的熱性能如圖3b所示。當采用一個12 V輸入并具有2 A負載時，典型效率高于92%。

從+3.5 V至+35 V輸入產生–5 V負輸出

圖4是一款采用一個12 V標稱輸入（35 V最大輸入）產生–5 V、4 A輸出的解決方案。BIAS 引腳應連接至 GND。

結論

LTM8003是一款采用Silent Switcher架構的寬輸入和輸出范圍、低噪聲、3.5 A降壓型μModule穩(wěn)壓器。依靠3.4 V至40 V輸入能夠產生0.97 V至18 V輸出，從而無需通過電池或工業(yè)電源進行中間穩(wěn)壓。其引腳排列專為符合FMEA（失效模式影響分析）要求而特別設計，因此如果相鄰引腳短路、單個引腳短路至地、或某些引腳處于浮置狀態(tài)，輸出電壓將保持在或低于調節(jié)電壓。在焊點因振動、老化或寬幅溫度變化而松動或開路的情況下（例如：在汽車和交通運輸應用中），冗余引腳可增強電氣連接。

完整的解決方案可安裝在一個比LTM8003的6.25 mm × 9 mm ×3.32 mm BGA封裝面積大不了多少的緊湊空間內（包括輸入和輸出電容）。通常，25 μA的靜態(tài)電流和–40°C至+150°C（H 級）的寬工作溫度范圍使其非常適合那些空間擁擠、工作環(huán)境嚴酷、以及強制要求低靜態(tài)電流和高可靠性的運行環(huán)境。該器件的特性有助于最大限度減少設計工作量，并滿足針對工業(yè)機器人、工廠自動化、航空電子設備和汽車系統(tǒng)的嚴格標準。