摘要

在眾多電源應(yīng)用中，低噪聲表現(xiàn)是一個(gè)至關(guān)重要的因素。ADI公司憑借開(kāi)創(chuàng)性的Silent Switcher®技術(shù)，結(jié)合創(chuàng)新的電路設(shè)計(jì)與封裝工藝，成功研發(fā)出μModule®穩(wěn)壓器，不僅效率出色，還能有效抑制電磁干擾。得益于這項(xiàng)獨(dú)特技術(shù)，該系列穩(wěn)壓器對(duì)PCB布局變化的敏感度大幅降低，不僅簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)流程，還顯著提升了整體性能表現(xiàn)。ADI的降壓型直流-直流μModule穩(wěn)壓器，能夠在3 V至16 V的輸入電壓下提供最大8 A的輸出電流，是適用于大電流、噪聲敏感型應(yīng)用的理想緊湊型解決方案。

引言

在高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、醫(yī)療器件及射頻(RF)系統(tǒng)等諸多電源應(yīng)用領(lǐng)域，低噪聲正成為一項(xiàng)越來(lái)越常見(jiàn)的要求。傳統(tǒng)上，開(kāi)關(guān)模式直流-直流轉(zhuǎn)換器一向存在固有噪聲問(wèn)題，因此并不適合用于對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用。ADI公司憑借開(kāi)創(chuàng)性的Silent Switcher技術(shù)，成功研發(fā)出μModule穩(wěn)壓器，能夠在低噪聲應(yīng)用中展現(xiàn)出出色的性能表現(xiàn)。

LTM4702是一款降壓型直流-直流μModule穩(wěn)壓器，能夠在3 V至16 V的輸入電壓下，提供最大8 A的輸出電流。它采用了Silent Switcher架構(gòu)，配有內(nèi)部熱回路旁路電容，可實(shí)現(xiàn)低電磁干擾(EMI)和高效率。LTM4702包含電流模式控制器、功率開(kāi)關(guān)元件、功率電感和部分輸入和輸出電容。

其輸出電壓可在0.3 V至5.7 V之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。這款I(lǐng)C采用小巧的6.25 mm×6.25 mm×5.07 mm BGA封裝，工作結(jié)溫范圍為–40°C至+125°C。

典型應(yīng)用示例

圖1顯示了一個(gè)典型應(yīng)用的原理圖。它的工作開(kāi)關(guān)頻率大約為800 kHz。開(kāi)關(guān)頻率可通過(guò)一個(gè)電阻（RT引腳電阻至AGND）輕松調(diào)節(jié)。SET引腳會(huì)精準(zhǔn)輸出100 μA的電流，該電流會(huì)流經(jīng)連接在SET引腳和GND之間的外部電阻。穩(wěn)壓器的輸出電壓將嚴(yán)格跟隨SET引腳的電壓，該電壓值由ISET × RSET決定。使用SET引腳旁路電容器，能夠降低對(duì)SET引腳上任何電壓尖峰寄生耦合的敏感度。此外，SET引腳旁路電容器不僅可以使輸出實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，還能對(duì)沖擊電流起到限制作用。效率與負(fù)載電流的關(guān)系曲線如圖2所示。

圖1.LTM4702 1 V、8 A降壓型Silent Switcher μModule穩(wěn)壓器。

圖2.效率與負(fù)載電流的關(guān)系(VIN = 12 V)。

在示例電路中，將SYNC引腳連接至GND可實(shí)現(xiàn)脈沖跳躍模式，進(jìn)而提升輕負(fù)載情況下的效率。該器件能夠在強(qiáng)制連續(xù)模式(FCM)下運(yùn)行，可在較寬的負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速的瞬態(tài)響應(yīng)和全頻率運(yùn)行。若要啟用FCM，可將SYNC引腳連接至INTVCC或連接到大于3 V的電壓源，也可讓SYNC引腳處于懸空狀態(tài)。

使用時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)SYNC引腳，能夠使穩(wěn)壓器與外部時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)同步。該器件可以在300 kHz至3 MHz范圍內(nèi)同步。穩(wěn)壓器能與外部時(shí)鐘同步的同時(shí)，以FCM模式運(yùn)行。

LTM4702的一大特點(diǎn)是，通過(guò)在VOUT引腳和PGSET引腳之間連接一個(gè)電阻，即可實(shí)現(xiàn)可編程的電源正常狀態(tài)指示功能。當(dāng)輸出電壓超出±7.5%的規(guī)定范圍時(shí)，電源正常(PG)輸出信號(hào)將變?yōu)榈碗娖?。這款I(lǐng)C還具備其他一些用戶友好的特性，包括使能/關(guān)斷控制功能、可選擇內(nèi)部環(huán)路補(bǔ)償或外部環(huán)路補(bǔ)償，以及內(nèi)置溫度監(jiān)測(cè)功能。

超低噪聲Silent Switcher

Silent Switcher系列產(chǎn)品采用了創(chuàng)新的設(shè)計(jì)和封裝工藝，能夠在實(shí)現(xiàn)高效率的同時(shí)降低電磁干擾(EMI)。得益于這項(xiàng)獨(dú)特技術(shù)，該系列穩(wěn)壓器對(duì)PCB布局變化的敏感度大幅降低，不僅簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)流程，還顯著提升了整體性能表現(xiàn)。

LTM4702具備超低噪聲架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)出色的低頻(<100 kHz)輸出噪聲性能。僅需配置一個(gè)電阻，即可完成輸出電壓的設(shè)定，在整個(gè)輸出電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)單位增益操作，從而使得輸出噪聲幾乎保持恒定，不受輸出電壓波動(dòng)的影響。

圖3展示了輻射EMI性能。

圖3.LTM4702的輻射EMI性能。

多相并聯(lián)操作，實(shí)現(xiàn)更高輸出電流

為獲取更高的電流，可以將兩個(gè)或多個(gè)器件進(jìn)行并聯(lián)。圖4顯示了一個(gè)示例：兩個(gè)μModule穩(wěn)壓器并聯(lián)，產(chǎn)生高達(dá)16 A的負(fù)載電流。在該示例中，CLKOUT信號(hào)連接至下一IC的SYNC引腳，以確保并聯(lián)系統(tǒng)的頻率和相位保持一致。通過(guò)將PHMODE引腳接地，使兩個(gè)并聯(lián)的穩(wěn)壓器以180°的相位差運(yùn)行。將補(bǔ)償引腳連接在一起，利用電流模式控制架構(gòu)實(shí)現(xiàn)出色的均流效果。并聯(lián)器件的SET引腳僅通過(guò)一個(gè)SET電阻連接在一起。

圖4.LTM4702兩相、1 V、16 A降壓型電源。

結(jié)論

LTM4702是一款功能齊全的8 A降壓型Silent Switcher μModule穩(wěn)壓器。僅需一個(gè)外部電阻，即可實(shí)現(xiàn)輸出電壓的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，輸出電壓的可編程范圍為0.3 V至5.7 V。憑借低EMI和低噪聲特性，LTM4702非常適合大電流、噪聲敏感型應(yīng)用，例如電信/數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、RF電源、高速/高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器應(yīng)用等。這款μModule穩(wěn)壓器兼具外形緊湊、效率出眾、外部組件精簡(jiǎn)等諸多優(yōu)勢(shì)。用戶不僅能大幅節(jié)省電路板空間，還可顯著縮短設(shè)計(jì)周期。