选择合适的开关DC-DC降压电源器件,同时将EMI干扰的影响降至最低,这似乎是一种平衡。本文讲述关于如何使用ADI的新型集成稳压器来达成这一设计目标的想法。

在电子系统和设备设计中,开发人员总是会遇到电磁干扰(EMI)。选择合适的开关DC-DC降压调节器,同时将EMI降至最低,这似乎是一种平衡。

在本文中,我们将讨论什么是EMI,以及如何使用Analog Device的新型集成稳压器的应用来降低电源管理电路中的EMI。我们还将看到这种特殊的DC-DC降压稳压器如何与业内其他同类产品竞争的。

什么是EMI?

EMI是从开关电源和其他电源所产生的有害能量的一种形式。不受控制的EMI干扰不仅会干扰其他电气设备,而且有可能会违反FCC的规定。

在电路,模块和组件附近的环境中,这种EMI电噪声会影响敏感的通信设计,例如RF和其他音频设计。

使用5 V DC的电子设备和设计在汽车,电信,工业,医疗,计算机和军事等应用中非常普遍。通常,电路会使用降压稳压电源(Buck电源)从系统电源获得所需的5 V输入,或者从更高的电压源中进行转换得到。

LT8648S的辐射EMI性能和传导EMI性能。图片由ADI提供

但是,开关稳压器很容易通过传导或辐射产生EMI辐射。传导的EMI辐射遵循导线和印刷电路板PCB)的走线,从而影响产品电路。

整个电路都会产生EMI干扰辐射,但不幸的是,直到完成整个印刷电路PCB板组件(带有完全填充组件的PCB)后,才能对它进行全面测试。如果无法通过EMI测试,则需要重新布局PCB,而一般来说这样做的成本很高。

如何降低电源管理电路中的EMI干扰

为了降低开关稳压器中的EMI,开发人员可以添加外部分立电路或金属屏蔽。设计人员还可以使用集成稳压器(如Analog Device的新型LT8648S)来实现降压并降低EMI。

LT8648S是一款同步降压型(Buck)DC-DC稳压器,基于第二代专有的静音开关架构,具有一个内部旁路电容器以降低辐射EMI。电容器将吸收多余的EMI电流(在充电模式下)。此外,开发人员可以通过建议的PCB布局,通过在调节器附近添加两个小的1微法(uF)电容器来进一步降低EMI。

LT8648S的典型应用。图片由Analog Devices提供

这种稳压器接受3 V至42 V的输入电压,并支持1 A至15 A的输出电流,适用于汽车,工业和通信系统。它可以在高频下实现高转换效率(在1 MHz,12 VIN至5 VOUT时高达95.5%的效率以及在2 MHz,12 VIN至5 VOUT时高达93%的效率),有助于通过CISPR 25的 5级(Class 5)的EMI峰值限制。

此外,该电源可以通过不同的连接引脚32的方式来设置为能够在四种不同模式下运行。

突发模式(Burst mode)操作:将引脚接地,这将降低静态电流(待机);

强制连续模式(FCM,Forced conTInuous mode):使该引脚悬空(未连接任何东西)以实现快速瞬态响应并控制开关频率的谐波;

扩频模式(Spread spectrum mode):将引脚连接至高电压或高于3 V,以进一步降低EMI辐射;

同步模式(Synchronous mode):将引脚连接到外部时钟,该时钟将与源同步并在FCM中运行;

该稳压器采用36引脚7mm×4mm LQFN封装。

LT8648S在降压型稳压器级中如何运作?

对市场上的DC-DC降压型稳压器进行的快速调查将显示,存在许多具有不同参数的选择。

有些具有正确的电压,但输出电流很小(TI TPS62000系列的电流小于1 A)。 Maxim为uSLIC系列提供了可变的输出电压,但其最大输出电流为2A。Pololu提供了另一种型号,其输出能力为5 V和15 A,但尺寸较大(与LT8648S相比,Pololu D24V150F5的尺寸为43 mm x 31 mm ,即7毫米x 4毫米)。

如果您需要高输出电流支持,TI的TPS546D24A DC-DC稳压器可提供40 A的输出电流(级联4个可提供160 A的输出电流),但输入电压限制为3 V至16V。其封装尺寸为7 V毫米x 5毫米与LT8648S相当。

LT8648S的引脚配置和封装尺寸。 图片由Analog Devices提供

除了电流和电压,还有EMI合规性问题要处理。 LT8648S可以通过集成电容器帮助解决EMI法规遵从性问题,并且仍然适合于非常小的封装。 它的工作温度范围为-40°C至125°C,超过了大多数商业级解决方案的要求。

如果您希望控制EMI,那么LT8648S可能是一个很好的解决方案。

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