기술기고문

잡음을 줄이고 설계를 간소화하는 Silent Switcher 디바이스

2020-03-02
글 : 토니 암스트롱 (Tony Armstrong), 아나 로그 디바이스 (Analog Devices, Inc.)

머리말
모든 전원 장치 설계에서 PCB 레이아웃은 성공과 실패를 판가름 할 수 있습니다. 이 레이아웃에 의해 기능성, 전자기 기능 (EMI) , 열 동작이 전환 될 수있다. 작동 전원 장치 레이아웃은 작동하지 않습니다. 하지만 EMI 로 인해서 발생 될 수있는 위험을 시작 단계에서부터 확실하게 차단한다면 더 손쉽게 잡음이 적고 안정적인 전원 장치를 달성 할 수있다 . 스위치 모드 전원 장치 디자이너가 스위치 모드 전원 장치가 설계되었습니다. 거기에 디자이너가 있습니다. 깨끗을하고 싶어요. 어떻게 될까요?

이에 대한 한 가지 방법으로 전환 할 수 있습니다. 이 일을 할 수있는 아날로그 전원 장치 디자이너. 디지털 방식으로 디지털 방식으로 선형 레귤레이터로 설계되었습니다. 모든 전원 요구하지만가 스텝 다운 (벅 모드)은 아니다. 많은 경우에 실제로 스텝-up모드 벅-부스트 모드 벅 모드와 부스트 모드 조합

다양한 전자 시스템. 스위치 시스템 전원이 필요합니다.

자원 부족 문제 설계
이 글에서는 먼저 벅 레귤레이터의 기본적인 동작 원리를 설명한다. 스위처 핫 루프에서 충분한 di / dt와 기생 인덕턴스가 어떻게 전자기 더 나아가서 선형 ™에 의해 ADI의 전원을 자동 스위처 ® 기술에 대해 소개하고,이 제품을 사용함으로써 어떻게 EMI 문제를 해결할 수 있는지 설명한다. 

또한 자동 스위처 패키징과 레이아웃에 대해서 설명하고,이를 통해서 어떻게 스텝 다운 컨버터의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있는지 설명한다 . 또 다른 사일런트 스위처 기술을위한 모듈 입니다. 더 나은 전환 모드를 제공 할 수 있습니다.

코코넛 벅 레귤레이터 회로
벅 레귤레이터이다. EMI는 di / dt가됩니다. 전원 공급 장치가 필요합니다. 그러니까 입력 커패시터 C2가 출력 커패시터 C1으로 모든 필수 ac를 공급해야한다.


그림 1 : 동기식 벅 레귤레이터 회로

그림 1에서 온 (온) 사이클로 M1이 차단 히고 M2가 차단됩니다. 오프 사이클이 M1이 열리고 M2가 닫히고 있습니다. 다양한 사람들이 이해하기에 충분하다. ac. 다시 말해서해도가 0에서 다시 시작합니다. 이 루프를 반복하십시오. ac와 EMI 에너지.

스위처 핫 루프에 대한 di / dt와 기생 인덕턴스가 전자기 EMI를 제거하고 성능을 향상시킬 수 있습니다. 그에 대한 해결책은 다음과 같습니다. 아직 현실적으로는 설계 엔지니어가 있어야합니다.

어떻게 될까요? 회로에서는 스위칭 전자 전이가 기생 저항 , 인덕터, 커패시터 를 사용하여 결합 할 수 있습니다. 어디서나 할 수 있는가? 잡음을 낮추기위한 전통적인 방법은 MOSFET 스위칭 에지를 늦추는 것이다. 내부적으로 스위치를 선택하십시오.

그럼에도 불구하고 계속해서. 더 나은 스위치 처 2MHz입니다. 실행 왜 2MHz로 실행 하는가? 여기에 몇 가지 이유가 있습니다.
 
▶ 커패시터 나. 예를 들어 서서 신호를 보내십시오.
▶ 자동차 응용 분야 2MHz

필터와 성능을 제공 할 수 있습니다. 아직이 방법은 외부 부품이나 회로 보드가 있습니다. 스쿠터 온도 조절 장치 (SSFM). EMI 효율이 뛰어나다. 이 에너지를 사용하여 주파수 영역을 전환 할 수 있습니다. 그러나, 그에 대한 대안이 될 수있다. 그렇기는하지만 SSFM은 사용 가능합니다.

또 다른 방법은 ADI의 사일런트 스위처 입니다. 사일런트 스위처 (Silent Switcher) .
▶ 높은 효율
▶ 높은 주파수
▶ 낮은 EMI

자동 스위처 기술
자동 스위처 디바이스를 사용하면 EMI와 효율 사이에 절충 할 필요가. 스위치 부팅 레이트를 늦출 필요가 있습니다. 어떻게 그럴 수 있는가? 그림 2의 LT8610 이다. LT8610 은 42V를 입력하십시오. 핀이 하나만 있으면됩니다.

그림 2 : LT8610 및 무음 스위처 독립적 인 LT8614 비교

LT8610 과 비교해서 LT8614 (42V 입력 가능 모노 리즘 동기식 벅 스위치 및 4A ??출력 가능) VIN 핀 및 소켓 . 바로이 점이 있습니다.

자동 스위처 가능하게하는를을 구석으로
그렇다면 이것은 어떻게 가능한가? VIN 핀과 소켓 핀 사이에 2 개의 입력 커패시터를 사용하십시오. 그림 3에서 커패시터 위치를 표시합니다.

그림 3 : LT8614 회로도, IC, VIN과 회로 핀 사이에 필터 커패시터를 사용한다.

LT8614의 특징
LT8614 는 무음 스위처입니다. 추가 패키지를 통해 VIN, 다수, 입력 커패시터를 사용할 수 있습니다. 

패키지 기생 인덕턴스를위한 솔루션입니다. 이 본드 와이어는 기생 저항과 인덕턴스를 유도한다. 전기 루프로 자기장이있다.

LT8614 사일런트 스위처 레귤레이터 최신 업데이트 레귤레이터 LT8610 과 비교해 내기. GTEM 셀에서 두 가지 제품을 제공합니다. 시험 결과, LT8610도 이미 우수한 성능, LT8614 를 사용하여 20dB의 성능을 얻을 수있다. 특히 관리하기 쉬운 방법. 그러므로 LT8614 를 사용함으로써 더 단순하고 컴팩트 한. 다른 냉각 시스템들과 비교하여 여과 간격이 넓다. 또한 시간 도메인에서 LT8614 는 스위치 노드 에지에서 매끄러운 동작을.


그림 4 : LT8614 유연성 EMI 성능이 가장 우수하다.

향상된 자동 스위처 디바이스
LT8614 도 이미 충분히 성능이 우수하지만, 성능 향상은 여기서 멈추지 않는다. LT8640 스텝 다운 레귤레이터 역시 자동 스위처 아키텍처를 적용한 제품으로서, EMI / EMC 방사를 최소화 할뿐만 아니라 최대 3MHz의 주파수에서도 높은 효율을 제공한다. 3mm x 4mm QFN PCB, 풋 프린트를위한 시스템 구성 요소. 과도 반응이 많지만, 10mVp-p 범위이다. 또한 LT8640 은 30ns로 빠르다입니다.

EMI / EMC를 향상시키기 위해서 LT8640 을 확산 스펙트럼 -mode로 동작 할 수있다. 이 모드는 20 %의 삼각 함수입니다. 20 % 이상 값을 입력하십시오. 이 주파수 주파수는 약 3kHz이다. 예를 들어서 LT86403MHz 레이트로 주파수가 2MHz에서 2.4MHz 사이로 조정된다. 확산 스펙트럼 동작을 선택하면, 버스트 모드 (Burst Mode) 동작은 정지되고 펄스 스킵 핑 모드 나 강제 연속 모드로 실행된다 .

무음 스위처 (Silent Switcher). 이런 고객들의 PCB 레이아웃. 침묵하는 스위처 2 문제입니다.

침묵하는 스위처 2
침묵하는 스위처 2 기술은 새로운 LQFN 패키지로 VIN 커패시터, IntVCC, 부스트 커패시터 및 프로세서 모든 핫 루프와 효율성 플레인을 포함 할 수 있습니다. 더 많은 외부 부품을 필요로한다. 또한 PCB 레이아웃.
LT8640과 LT8640S그림 5는 LT8640과 LT8640S 입니다. 커패시터를 내부로 통합 할 수 있습니다. 1 세대 제품보다 더 "자동"입니다.



그림 5 :LT8640S 는 커패시터들을 내부에 통합 한 자동 스위처 2 제품이다.

사일런트 스위처 2 기술은 더 나은 열 성능을 달성한다. LQFN PCB 칩 전달 패키지. 추가 저항이 필요합니다. LT8640S EMI 성능은 CISPR 25

사일런트 스위처 2 모듈 레귤레이터
한발 더 나아가서 사일런트 스위처 기술의 우수성 모듈 레귤레이터 제품 라인까지 통합했습니다. 이 폼팩터는 다양한 패키지로 구성되어 있습니다. LTM8053LTM8073 은 마이크로 프로세서 레귤레이터로 충분하다.


그림 6 : LTM8053 사일런트 스위처 2? 모듈
 
묻음 말
자동 전환기 CISPR 32와 CISPR 25 같은 기능이없는 내성 표준이 있습니다. 다음과 같은 점들이다 :
2MHz 이상의 주파수 변환 효과를 얻을 수있다.
내부에 바이 패스 커패시터 통합 통합
사일런트 스위처 (Silent Switcher) 2
선택적인 방식으로 전환 할 수 있습니다.
사일런트 스위처 (Silent Switcher).


토니 암스트롱 (Tony Armstrong ( tony.armstrong@analog.com ))은 Analog Devices의 Power by Linear 제품 그룹의 제품 마케팅 이사입니다. 전원 변환 및 관리 제품입니다. 리니어 테크놀로지, Siliconix, Semtech, Fairchild Semiconductors, 인텔에서 다양한 마케팅, 영업, 운영 직책을 거대했습니다. 영국 맨체스터 대학에서 응용 수학 학사 학위를 오전했습니다.
제품스펙 :
https://www.analog.com/en/products/lt8640s.html
데이터시트URL :
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/8640sfa.pdf
태그 :
Switcher,PCB,패키징,설계,회로,MOSFET,컨버터,디바이스,