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用于SoC和μP应用的高效率20A单片静音开关稳压器

2018-9-13 14:28:48

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用于工业和汽车系统的先进SoC（片上系统）解决方案的功率预算不断增加。每个连续的SoC产品都增加了耗电设备并提高了数据处理速度。这些器件需要可靠的电源，包括内核为0.8V，DD R3和LPDD R4为1.2V和1.1V，外设和辅助元件为5V，3.3V和1.8V。此外，先进的SoC需要比传统PWM控制器和MOSFET所能提供的更高的性能。因此，必要的解决方案必须更紧凑，具有更高的电流能力，更高的效率，更重要的是，优异的EMI性能。这是我们的Power by Linear Monolithic Silent Switcher 2降压调节器可以满足先进的SoC功率预算，同时满足SoC尺寸和热约束。

20用于SoC的20 V输入解决方案

该LTC7150S提出了用于工业和汽车电源，高性能的吧。它具有高效率，小外形和低EMI。集成的高性能MOSFET和热管理功能可在高达20V的输入电压下实现高达20A的电流可靠连续传输，无需散热或气流，是工业，运输和汽车应用中SoC，FPGA，DSP，GPU和μP的理想选择。

图1显示了20A解决方案的1.2V输出，用于SoC和CPU功率
LTC7150S
以1MHz切换。该威廉希尔官方网站可轻松修改，以适应其他输出组合，包括3.3V，1.8V，1.1V和0.6V，以利用宽输入范围LTC7150S
。该LTC7150S
具有作为第一级5V电源的输出电流能力，其后可以是各种输出的多个下游第二级开关或LDO稳压器。

图1降压转换器的原理图和效率：20 A时12 V IN至1.2 V OUT
静音切换器2具有出色的EMI性能
在高电流下通过EMI规则通常涉及复杂的设计和测试挑战，包括在解决方案尺寸，效率，可靠性和复杂性方面的许多权衡。传统方法通过减慢MOSFET开关边沿速率和/或降低开关频率来控制EMI。这两种策略都需要权衡，例如效率降低，最小开启和关闭时间增加以及解决方案规模更大。替代的缓解技术，例如复杂的大型EMI滤波器或金属屏蔽，会增加威廉希尔官方网站板空间，元件和组件的成本，同时使热管理和测试复杂化。

ADI公司专有的Silent Switcher 2架构通过集成热回路电容自动抵消EMI，最大限度地减少了噪声天线尺寸。与集成MOSFET相结合，即使在非常快的开关边沿，也可显着降低热环中存储的开关节点振铃和相关能量。结果是出色的EMI性能，同时最大限度地降低了AC开关损耗。LT中包含Silent Switcher 2
C7150
S可最大限度地降低EMI并提供高效率，极大地简化了EMI滤波器的设计和布局，是噪声敏感环境的理想选择。LTC7150
S通过CISP R22 / 32传导和辐射EMI峰值限制，前面只有一个简单的EMI滤波器。图2b显示了辐射EMI CISP R22测试结果。

图2a V IN = 14V，V OUT = 1V，20 A.f SW = 400 kHz

图2b图2的辐射EMI性能

高频率，高效率适合狭小空间

集成MOSFET，集成热环去耦电容，内置补偿威廉希尔官方网站 - 所有这些都将设计复杂性从系统中解放出来，并通过威廉希尔官方网站简单性和静音切换器架构最小化整体解决方案尺寸。得益于高性能电源转换，
LTC7150S
无需额外的散热片或气流即可提供高电流。与大多数解决方案不同，可以在高频操作下实现低EMI和高效率，确保小的无源元件尺寸。图3显示了一个2MHz的解决方案，它采用小型72nH电感器和所有陶瓷电容器，采用非常薄的解决方案，用于FPGA和μP应用。

图3
LTC7150S
5V输入至0.85V / 20A输出的原理图和热像
f SW = 2 MHz

结论

工业和汽车环境中对更多智能，自动化和传感的需求导致电子系统的激增，这需要越来越多的高性能电源。除了解决方案尺寸，高效率，热效率，坚固性和易用性之外，低EMI已经从事后的想法提升到关键的电源要求。LT
C7150
S采用Silent Switcher 2技术，在紧凑的空间内满足严格的EMI要求。集成的MOSFET和热管理功能可实现从输入范围高达20V的连续高达20A的稳定可靠输出电流，开关频率范围高达3MHz。