Silent Switcher架构超低噪声多路DC-DC电源技术直播后记

不言而喻,电路板的布局设计决定了每一种电源设计的成败。它决定了一个电源的功能、电磁干扰(EMI)和热行为。虽然开关电源布局不是黑魔法,但在设计过程中会经常被忽视,最终发现其至关重要却为时已晚。因此需要一种行之有效的方法,从一开始就削弱这些潜在的EMI威胁,方能确保电源安静而稳定。虽然许多开关模式电源设计人员都很清楚开关模式电源的设计复杂性和细微差别,但很多公司根本没有足够的设计人员满足所有项目需求完成设计。那么,如何解决这个问题呢?

7月28日,由世健与ADI主办的旨在推广安静且简单的Silent Switcher器件的技术直播,将为你完美解决这个问题。本次直播邀请电源网深圳研究中心技术总监黄亭带来《Silent Switcher架构超低噪声多路DC-DC电源技术分享》的全面解读。本次直播深度解析Silent Switcher架构的原理,并结合Silent Switcher架构的多路DC-DC电源原理进行分享,同时通过实测进行Silent Switcher器件的功能演示。直播在电子星球直播间与电源网直播间同步播出。

在直播中,电源网深圳研究中心技术总监黄亭指出,典型的BUCK电路的高频噪声是通过开关节点产生的,为了降低高频噪声,传统方式是加大Rg增加开关损耗,但这会牺牲电路的效率,不利于产品的高频化,这时可以使用ADI的Silent Switcher技术,该技术能够同时满足高效率、高开关频率和低EMI的要求。

Silent Switcher架构的原理

Silent Switcher器件无需减慢开关边缘速率,即可解决EMI和效率之间的权衡问题。那么如何才能实现呢?黄亭介绍说,Silent Switcher架构中不使用焊线键合式装配技术所要求的长键合线,而是通过铜柱倒装芯片封装减少寄生电感。

举个LT8614稳压器(支持42V输入的单片同步降压转换器,可提供高达4 A的输出电流)的例子,LT8614包含Silent Switcher功能。在QFN封装内,有两个VIN引脚和两个接地引脚将热回路分成两个,通过降低功率回路来减少谐波中的能量,这是实现超低噪声开关的一部分。同时在芯片两侧的VIN和接地引脚之间放置两个输入电容可以让两个回路中的磁场相互抵消,降低EMI辐射,这是使开关稳压器具有超低噪声的另外一部分。

将LT8614与开关稳压器LT8610进行比较。我们发现,与使用LT8610具有很不错的EMI性能相比,使用LT8614时还能提高10-20dB,特别是在管理更高频率更困难的区域。在整体设计中,与其他敏感系统相比,LT8614开关电源需要的滤波更少、距离更短,从而可以实现更简单紧凑的设计。在时域内,LT8614在开关节点边缘的性能良好。此外,LT8614可工作在展频(SSFM)模式,并且已通过最严格的CISPR255类限值测试。

但是Silent Switcher 1带来了一个问题。在实际操作中,尽管原理图和布局建议说明两侧的输出电容均应尽可能放在靠近IC两侧的位置,但是有一些工程师仍然会出错,重新调整PCB布局费时费力。因此,ADI推出Silent Switcher 2架构,二代可以放置更多铜柱,拥有更好的散热、更高的频率和效率。Silent Switcher 2将关键电容直接放进LQFN封装内。优势是将所有热回路和接地层都包括在内,从而降低了EMI,消除了PCB布局敏感性。可选展频调试。此外,还节省了PCB空间和层数。

LTM8060Y DEMO实测演示

黄亭老师演示的是拥有Silent Switcher 2技术的LTM8060Y DEMO。实物从外观上来看,LTM8060Y比较像LTM8053。实测DEMO,我们发现,在FCM SYNC模式下,LTM8660Y可以在极小的尺寸内做到30W左右的输出功率,性能非常不错。在5.4V输入时,我们可以看到1A-1.5A范围内,效率达到巅峰,92.46%。在12V输入时,大于1A以后,效率会继续上升,在满载3A时,效率达到巅峰。在FCM WSSM模式下,在5.4V和12V输入时,效率相较于FCM SYNC模式差别不大。而在BURST模式下,在5.4V输入时,轻载的效率有明显的上升,重载也有所上升。在12V输入时,轻载和重载的效率相较于FCM模式也有所上升。

直播期间,演讲嘉宾的精彩分享引得在线网友踊跃提问,电源网还不时放送现金红包奖励,多轮微信红包相继开出。在直播结束之后大家纷纷表示,这次直播让人受益匪浅,以后一定要多多举办。

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