用于工業(yè)和汽車系統(tǒng)的先進(jìn)SoC（片上系統(tǒng)）解決方案的功率預(yù)算不斷增加。每個(gè)連續(xù)的SoC產(chǎn)品都增加了耗電設(shè)備并提高了數(shù)據(jù)處理速度。這些器件需要可靠的電源，包括0.8V的內(nèi)核，1.2V和1.1V的DDR3和LPDDR4，以及5V，3.3V和1.8V的外設(shè)和輔助組件。此外，先進(jìn)的SoC需要比傳統(tǒng)PWM控制器和MOSFET所能提供的更高的性能。因此，必要的解決方案必須更緊湊，具有更高的電流能力，更高的效率，更重要的是，優(yōu)異的EMI性能。這是我們的Power by Linear ™單片靜音開(kāi)關(guān)2降壓調(diào)節(jié)器可滿足先進(jìn)SoC功率預(yù)算同時(shí)滿足SoC尺寸和熱約束的地方。
用于SoC的20V輸入的20A解決方案
該LTC7150S提出了用于工業(yè)和汽車電源，高性能的吧。它具有高效率，小外形和低EMI。集成的高性能MOSFET和熱管理功能可在高達(dá)20V的輸入電壓下實(shí)現(xiàn)高達(dá)20A的電流可靠連續(xù)傳輸，無(wú)需散熱或氣流，是工業(yè)，運(yùn)輸和汽車應(yīng)用中SoC，F(xiàn)PGA，DSP，GPU和μP的理想選擇。
<span]圖1顯示了采用1MHz時(shí)LTC7150S開(kāi)關(guān)的SoC和CPU功耗的20A解決方案的1.2V輸出。該電路可輕松修改，以適應(yīng)其他輸出組合，包括3.3V，1.8V，1.1V和0.6V，以利用LTC7150S的寬輸入范圍。LTC7150S具有輸出電流能力，可用作第一級(jí)5V電源，隨后可在各種輸出端連接多個(gè)下游第二級(jí)開(kāi)關(guān)或LDO穩(wěn)壓器。
圖1.降壓轉(zhuǎn)換器的原理圖和效率：20 A時(shí)12 V IN至1.2 V OUT
Silent Switcher 2具有出色的EMI性能
在高電流下通過(guò)EMI規(guī)則通常涉及復(fù)雜的設(shè)計(jì)和測(cè)試挑戰(zhàn)，包括在解決方案尺寸，效率，可靠性和復(fù)雜性方面的許多權(quán)衡。傳統(tǒng)方法通過(guò)減慢MOSFET開(kāi)關(guān)邊沿速率和/或降低開(kāi)關(guān)頻率來(lái)控制EMI。這兩種策略都需要權(quán)衡，例如效率降低，最小開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間增加以及解決方案規(guī)模更大。替代的緩解技術(shù)，例如復(fù)雜的大型EMI濾波器或金屬屏蔽，會(huì)增加電路板空間，元件和組件的成本，同時(shí)使熱管理和測(cè)試復(fù)雜化。
<figure]ADI公司專有的Silent Switcher 2架構(gòu)通過(guò)集成熱回路電容自動(dòng)抵消EMI，最大限度地減少了噪聲天線尺寸。與集成MOSFET相結(jié)合，即使在非?？斓拈_(kāi)關(guān)邊沿，也可顯著降低熱環(huán)中存儲(chǔ)的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)振鈴和相關(guān)能量。結(jié)果是出色的EMI性能，同時(shí)最大限度地降低了AC開(kāi)關(guān)損耗。LTC7150S中集成了Silent Switcher 2，可最大限度地降低EMI并提供高效率，極大地簡(jiǎn)化了EMI濾波器的設(shè)計(jì)和布局，是噪聲敏感環(huán)境的理想選擇。LTC7150S通過(guò)CISPR22 / 32傳導(dǎo)和輻射EMI峰值限制，前面只有一個(gè)簡(jiǎn)單的EMI濾波器。圖3顯示了輻射EMI CISPR 22測(cè)試結(jié)果。
圖3.圖2的輻射EMI性能。
高頻率，高效率適合狹小空間
集成MOSFET，集成熱環(huán)去耦電容，內(nèi)置補(bǔ)償電路]憑借高性能電源轉(zhuǎn)換，LTC7150S可提供高電流，而無(wú)需額外的散熱片或氣流。與大多數(shù)解決方案不同，可以在高頻操作下實(shí)現(xiàn)低EMI和高效率，確保小的無(wú)源元件尺寸。圖4顯示了一個(gè)2MHz的解決方案，該解決方案采用小型72nH電感器和所有陶瓷電容器，采用非常薄的解決方案，適用于FPGA和μP應(yīng)用。
圖4. LTC7150S原理圖和熱圖像，用于5 V輸入至0.85 V / 20 A輸出，f SW = 2 MHz。
結(jié)論
工業(yè)和汽車環(huán)境中對(duì)更多智能，自動(dòng)化和傳感的需求導(dǎo)致電子系統(tǒng)的激增，這需要越來(lái)越高性能的電源。除了解決方案尺寸，高效率，熱效率，穩(wěn)健性和易用性之外，低EMI已經(jīng)從事后的想法提升到關(guān)鍵的電源要求。LTC7150S采用Silent Switcher 2技術(shù)，在緊湊的尺寸內(nèi)滿足嚴(yán)格的EMI要求。集成的MOSFET和熱管理功能可實(shí)現(xiàn)從輸入范圍高達(dá)20V的連續(xù)高達(dá)20A的穩(wěn)定可靠輸出電流，開(kāi)關(guān)頻率范圍高達(dá)3MHz。
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