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高效能穩壓器 符合新世代電源設計需求

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茂宣企業應用工程專案經理陳奕全,在「高效能低雜訊切換式電源設計方案」演說指出,EMI處理及轉換效能的取捨,是電源設計的兩難。DIGITIMES攝
茂宣企業應用工程專案經理陳奕全,在「高效能低雜訊切換式電源設計方案」演說指出,EMI處理及轉換效能的取捨,是電源設計的兩難。DIGITIMES攝

新世代電子產品的電源設計,對於高效能穩壓器的要求大致包括:寬輸入電壓範圍、高轉換效率、低靜態電流、低輸出漣波和低電磁干擾(EMI),以及高頻切換等。

這些是目前大部分工程師在設計產品電源時,選擇穩壓器時的考量條件。茂宣企業應用工程專案經理陳奕全,便在「高效能低雜訊切換式電源設計方案」演說中進行詳盡解說。

段標:寬輸入電壓範圍,適合更多應用

首先,針對寬輸入電壓範圍,現階段電子產品的輸入電壓從12伏、19伏、24伏到48伏皆有,甚至是車載產品需求更高的電壓,所以穩壓器的輸入電壓範圍最好能夠放寬,儘可能覆蓋更廣的應用範圍。其次,高效率的功率轉換,可以大幅降低熱處理的負擔。

低靜態電流,於車載應用的重要性更為凸顯,因為能夠提升電瓶的使用時間。低輸出漣波和低EMI,有利於電子產品通過安規,可以大幅降低產品設計時間。至於高頻切換,則能夠使減少電路元件數量,使得PCB整體用料減少。

段標:Silent Switcher架構,兼顧EMI及轉換效率

工程師在進行產品設計時,常常會面臨EMI處理及轉換效能的取捨。兩者之間的關係猶如蹺蹺板,很難抓到其中的平衡。如此一來,在設計電源時,該如何同時兼具這兩者的優點?Analog Devices推出Silent Switcher架構,提供了這個兩難問題的解方。

Silent Switcher架構能在高切換頻率(>2 MHz)下提供高效率,具有超低的電磁干擾(EMI)輻射,是尺寸極小的解決方案。Silent Switcher系列採用特殊的設計和封裝技巧,能在2 MHz下提供95%效率,超越CISPR 25 Class 5峰值EMI限制的要求。也就是說,Silent Switcher架構能在維持高切換頻率的情況下,將EMI可能導致問題的風險降到最低。

ADI推出的LT8640系列轉換電壓穩器,就是採用Silent Switcher架構,專為最大限度地降低EMI/EMC輻射,並在高達3MHz的頻率下提供高效率而設計。此系列在高頻下可以實現高效率,效率高達95%(在2MHz,12VIN至 5VOUT),並且提供3.4V至42V的寬輸入電壓範圍。

段標:銅柱倒裝晶片封裝,減少寄生效應

值得一提的,Silent switch系列使用銅柱倒裝晶片封裝,由於不需要使用焊線鍵合式裝配技術所要求的長鍵合線,不會產生大的寄生電阻和電感,從而可減小封裝寄生效應。兩個對稱分佈的輸入熱迴路產生的反向磁場相互抵消,並且電迴路沒有淨磁場。

另外,在任何負載下(從零電流至滿電流)皆可保持出色的瞬態響應,而且輸出電壓漣波低於10mVP-P。再者,當輸出處於零負載狀態時,此系列可提供2.5μA的超低靜態電流,足以實現那些要求在非常小負載電流條件下通過energy star等節能規範的應用,這些應用包括汽車和工業產品、一般用途降壓及醫療儀器等。