Silent Switcher 2
Silent Switcher 2稳压器能够进一步减少EMI。通过将电容(VIN电容、INTVCC和升压电容)集成到LQFN封装中,消除了EMI性能对PCB布局的敏感性,从而可以放置到尽可能靠近引脚的位置。所有热回路和接地层都在内部,从而将EMI降至最低,并使解决方案的总占板面积更小。
图7.Silent Switcher应用与Silent Switcher 2应用框图。
图8.去封的LT8640S Silent Switcher 2稳压器。
Silent Switcher 2技术还可以改善热性能。LQFN倒装芯片封装上的多个大尺寸接地裸露焊盘有助于封装通过PCB散热。消除高电阻键合线还可以提高转换效率。在进行EMI性能测试时,LT8640S 能满足CISPR 25 Class 5峰值限制要求,并且具有较大的裕量。
µModule Silent Switcher稳压器
借助开发Silent Switcher产品组合所获得的知识和经验,并配合使用现有的广泛µModule®产品组合,使我们提供的电源产品易于设计,同时满足电源的某些重要指标要求,包括热性能、可靠性、精度、效率和良好的EMI性能。
图9所示的LTM8053集成了可实现磁场抵消的两个输入电容以及电源所需的其他一些无源组件。所有这些都通过一个 6.25 mm × 9 mm × 3.32 mm BGA封装实现,让客户可以专心完成电路板的其他部分设计。
图9.LTM8053 Silent Switcher裸露芯片及EMI结果。
无需LDO稳压器——电源案例研究
典型的高速ADC需要许多电压轨,其中一些电压轨噪声必须非常低才能实现ADC数据表中的最高性能。为了在高效率、小尺寸板空间和低噪声之间达成平衡,普遍接受的解决方案是将开关电源与LDO后置稳压器结合使用,如图10所示。开关稳压器能够以更高效率实现更高的降压比,但噪声相对也较大。低噪声LDO后置稳压器效率相对较低,但它可以抑制开关稳压器产生的大部分传导噪声。尽可能减小LDO后置稳压器的降压比有助于提高效率。这种组合能产生干净的电源,从而使ADC以最高性能运行。但问题在于多个稳压器会使布局更复杂,并且LDO后置稳压器在较高负载下可能会产生散热问题。
图10.为 AD9625 ADC供电的典型电源设计。
图10所示的设计显然需要进行一些权衡取舍。在这种情况下,低噪声是优先考虑事项,因此效率和电路板空间必须做些让步。但也许不必如此。最新一代的Silent Switcher µModule器件将低噪声开关稳压器设计与µModule封装相结合,能够同时实现易设计、高效率、小尺寸和低噪声的目标。这些稳压器不仅尽可能减少了电路板占用空间,而且实现了可扩展性,可使用一个µModule稳压器为多个电压轨供电,进一步节省了空间和时间。图11显示了使用LTM8065 Silent Switcher µModule稳压器为ADC供电的电源树替代方案。
图11.使用Silent Switcher µModule稳压器为AD9625供电,可节省空间的解决方案。
这些设计都已经过相互测试比较。ADI公司最近发表的一篇文章对使用图10和图11所示电源设计的ADC性能进行了测试和比较1。测试包括以下三种配置:
使用开关稳压器和LDO稳压器为ADC供电的标准配置。
使用LTM8065直接为ADC供电,不进行进一步的滤波。
使用LTM8065和额外的输出LC滤波器,进一步净化输出。
测得的SFDR和SNRFS结果表明,LTM8065可用于直接为ADC供电,并不会影响ADC的性能。
这个实施方案的核心优势是大大减少了元件数量,从而提高了效率,简化了生产并减少了电路板占位空间。
总之,随着更多系统级设计需要满足更加严格的规范,尽可能充分利用模块化电源设计变得至关重要,尤其在电源设计专业经验有限的情况下。由于许多细分市场要求系统设计必须符合最新的EMI规范要求,因此将Silent Switcher技术运用于小尺寸设计,同时借助µModule稳压器简单易用的特性,可以大大缩短产品上市时间,同时还可以节省电路板空间。
Silent Switcher µModule稳压器的优势
节省PCB布局设计时间(无需重新设计电路板即可解决噪声问题)。
无需额外的EMI滤波器(节省元件和电路板空间成本)。
降低了内部电源专家进行电源噪声调试的需求。
在宽工作频率范围内提供高效率。
为噪声敏感型器件供电时,无需使用LDO后置稳压器。
缩短设计周期。
在尽可能小的电路板空间中实现高效率。
良好的热性能。