通过LT8614静音开关稳压器降低设计电路的EMI并提高效率

开关稳压器取代了低散热和低效率的区域中的线性稳压器。开关稳压器通常是输入电源总线上的第一个有源元件，因此对整个转换器电路的EMI性能有重大影响。

表面贴装技术中的现代输入滤波器元件具有更好的性能比通孔部分。然而，这种改进超过了开关稳压器的工作开关频率的增加。更高的效率，更低的最小开关时间导致更高的谐波含量，因为更快的开关转换。

开关频率每增加一倍，当所有其他参数（如开关容量）下EMI降低6dB和过渡时间，保持不变。如果开关频率增加10倍，则宽带EMI表现为一阶高通，发射频率高20dB。

精明的PCB设计人员将使热回路变小，并使用屏蔽GND层尽可能靠近有源层。可能;然而，在去耦元件中需要足够的储能所需的引脚排列，封装结构，热设计要求和封装尺寸决定了一定的最小热环尺寸。

为了使布局更具挑战性，在典型的平面印刷电路板上30MHz以上走线之间的磁性或变压器式耦合将减少所有滤波器的工作量，因为谐波频率越高，不需要的磁耦合就越有效。

经过验证的真正解决方案是使用屏蔽盒完整的电路。当然，这会增加成本，增加所需的电路板空间，使热管理和测试更加困难，并引入额外的组装成本。另一种常用的方法是减慢切换边缘。这会产生不希望的效果，即降低效率，增加最小开启，关闭时间以及所需的死区时间，并降低潜在的电流控制回路速度。

LT8614静音开关可最大限度地降低EMI / EMC辐射，同时在高达3MHz的频率下实现高效率

使用凌力尔特新推出的LT8614静音切换器调节器，您可以在不使用屏蔽的情况下使用屏蔽盒，并消除上述缺点。参见图1.

LT8614具有LT861x系列的世界级低IQ，工作电流仅为2.5μA。这是器件在无负载情况下所消耗的总电源电流。

它具有与该系列相同的超低压差，仅受内部顶部开关的限制。与替代解决方案不同，LT8614的RDSON不受最大占空比和最小关断时间的限制。该器件在压降时跳过其关断周期，仅执行所需的最小关断周期，以保持内部顶部开关升压级电压持续，如图6所示。

同时，最小工作时间输入电压典型值为2.9V（最大值为3.4V），器件可以提供3.3V电压轨，器件处于压差状态。由于LT8614的总开关电阻较低，因此在高电流时LT8614的效率高于LT8610 / LT8611。它还可以与200kHz至3MHz的外部频率同步。

交流开关损耗很低，因此可以在高开关频率下工作，而不会造成很大的效率损失。在汽车环境等EMI敏感应用中，可以实现良好的平衡，LT8614可以低于AM频段运行，甚至可以降低EMI，也可以高于AM频段。在具有700kHz工作开关频率的设置中，标准LT8614演示板不会超过CISPR25测量中的本底噪声。

图2的测量是在3.3V的3.3V电压消声室中进行的。固定开关频率为700kHz。

为了将LT8614 Silent Switcher技术与当前最先进的开关稳压器进行比较，该部件是针对LT8610进行测量的。测试在GTEM单元中进行，使用相同的负载，输入电压和标准演示板上的相同电感器。

可以看出使用LT8614 Silent进行了高达20dB的改进Switcher技术与LT8610已经非常出色的EMI性能相比，特别是在更难以管理的更高频率区域。与整体设计中的其他敏感系统相比，LT8614开关电源需要更少的滤波和距离，从而实现更简单，更紧凑的设计。

在时域中，LT8614在交换节点上表现出非常良性的行为边缘，如图3所示。

即使在4ns / div时，LT8614 Silent Switcher调节器也显示出非常低的振铃（见图3）。 LT8610具有良好的阻尼振铃（图3），但与LT8614相比，可以看到热回路中存储的能量更高。

图4显示了13.2V输入的开关节点。可以看到与LT8614理想方波的偏差极小。图3至图5中的所有时域测量都是使用500MHz Tektronix P6139A探头完成的，探头尖端屏蔽连接到PCB GND平面，两者都在标准演示板上。

除了汽车环境中42V绝对最大输入电压额定值外，辍学行为也非常重要。通常需要通过冷启动情况支持关键的3.3V逻辑电源。在这种情况下，LT8614静音开关稳压器可保持LT861x系列接近理想的性能。 LT8610 / LT8611 / LT8614器件不需要更高的欠压锁定电压和替代器件的最大占空比钳位，而是在低至3.4V时工作，并在必要时立即开始跳过周期，如图5所示。这导致理想的压降行为，如图6所示。

LT8614的最小导通时间为30ns，即使在高开关频率下也能实现大的降压比。因此，它可以提供逻辑核心电压，从输入电压降至42V。

总之，LT8614静音开关稳压器可降低当前最先进开关稳压器的EMI超过20dB，同时提高转换效率，没有任何缺点。在30MHz以上的频率范围内，可以实现10倍的EMI改善，而不会影响同一电路板区域的最小开关时间或效率。这是在没有特殊元件或屏蔽的情况下实现的，代表了开关稳压器设计的重大突破。直到现在，单个IC中的这种性能水平还不可能实现。这只是一种突破性的产品，它允许终端系统设计师将他们的产品提升到一个新的水平。