Használja ki a Silent Switcher architektúra előnyeit

A Linear Technology "Silent Switcher" architektúrája jelentősen csökkenti az EM kibocsátásokat.

Ez egy régebbi cikk, amelynek közzétételi időpontja 2018.01.04 volt. Némely benne foglalt információ mára már elavult lehet. Kérdésével bátran forduljon hozzánk, szívesen segítünk!

Hogyan működik?

Az LT8614, LT8640 és LT8641 IC-kben használt első generációs „Silent Switcher” architektúra az alábbiak alkalmazásával csökkenti az EM-kibocsátást:
1. az IC belső szerkezete és az optimálisan elhelyezett lábak
2. jól ellenőrzött emelkedő és csökkenő élek (rising/falling edges)
3. megfelelő PCB kialakítás, amely minimalizálja a „forró hurkok“ területét a nyomtatott áramköri lapon
4. a GND impedancia minimalizálása a PCB-n
5. szórt spektrum kapcsolási frekvencia modulálásával

Az LT8609S, LT8640S, LT8643S, LT8645S áramkörökben használt továbbfejlesztett „Silent Switcher 2“ verzió még többet kínál:
1. a belső felépítés része a földelés, és a chipet és lábakat összekapcsoló vezetékek helyett réz távtartókat használtak
2. integrálja a BST és INTVcc kimenetekhez csatlakoztatott kondenzátorokat, így még inkább csökkenti a „forró hurkok” kialakulásának lehetőségét










Hogyan függ össze a „rising/falling edges” és a jelspektrum?

A nagyfrekvenciás (hf) energia másik forrása az éleken kialakuló rezgés. A kapcsolási csomóponton a feszültségmintázat a következőképpen alakul:

vagy akár így:
Az emelkedési és csökkenési idő nanosekundumban mérhető, ennek ellenére a sorozat első darabja, az LT8614 élei szinte rezgésmentesek.
Minél meredekebbek a kapcsolási élek, annál több nagyfrekvenciás komponenst tartalmaz a jel. Minél nagyobb a frekvencia, annál rövidebb antenna szükséges a hatékony sugárzáshoz. Az antenna szándékosan nem része az áramkörnek, de számos rendszer vagy PCB részeként használt struktúra épp az antenna.

Sugárzás a kapcsoló feszültségszabályzóból

A sugárzás differenciál vagy közös módban történhet.
A differenciál-üzemmódú sugárzás az áramkör normál működésének, és az áramkörök által kialakított hurkok körüli áramlás eredménye. Ezek a hurkok kis hurok-antennákként működnek, amelyek túlnyomórészt mágneses mezőket sugároznak. Bár ezek a hurkok az áramkör működtetéséhez szükségesek, méretüket és területüket a tervezési folyamat során ellenőrizni kell a sugárzás minimalizálása érdekében.
A közös módú sugárzás az áramkörben található paraziták, és a vezetők feszültségcsökkenéseinek eredménye. A földimpedancián áthaladó áram feszültségcsökkenést eredményez. Amikor a kábelt csatlakoztatják a rendszerhez, ezeket a közös módú földpotenciál hajtja, ami antennákat képez, amelyek túlnyomórészt elektromos mezőt sugároznak. Mivel ezek a parazita impedanciák nem a gyártás alkalmával kerülnek bele a rendszerbe, így a dokumentációban se szerepelnek, a közös módú sugárzást ezért gyakran nehezebb megérteni és ellenőrizni.

Miért kell minimalizálni a "forró hurkok" területét?

Használja ki a Silent Switcher architektúra előnyeit
Ha az S1 be van kapcsolva, (az S1 kikapcsolása és az S2 bekapcsolása után) a piros (kék) és zöld hurokban áram folyik. A di/dt értékét a piros és kék hurokban a tekercs induktivitása határozza meg. Az áram áramlása egyirányú, háromszög alakú hullámformával. A zöld hurokban mért di/dt értéket a parazita induktivitás határozza meg, és jelentősen nagyobb, mint a piros vagy kék hurokban. A zöld hurok a mi "forró hurkunk". Az ábrán látható CDs az S1 és S2 D-S MOSFET tranzisztorok közötti kapacitás.


Egy másik "forró hurok" a „boost” áramkör.
Használja ki a Silent Switcher architektúra előnyeit
A "forró hurokban" folyó áram hurokantennát hoz létre. Az ¼ hullámhossznál kisebb kerülettel rendelkező hurok esetében az E elektromos mező maximális intenzitása párhuzamos a hurokkal.

E=K1 f2 A I_dm
• f – kapcsolási frekvencia és harmonikus komponensei
• I_dm – a hurokban folyó árame
• A – hurok terület

Ha a trapéz-jel spektrumának borítását ötvözzük a hurokantenna frekvencia jellemzőivel (f2 -> 20 log f2 = 40 log f => 40db/dec), differenciál-módú emissziós borítást kapunk.








Használja ki a Silent Switcher architektúra előnyeit


A borítás olyan frekvenciatartományra vonatkozik, ahol a hurok kerülete kisebb, mint az ¼ hullámhossz.

Példa: Az 1GHz frekvenciájú hullámhossz (az EMC-mérések felső határértéke): Lambda=c/f=3e8/1e9=0,3m => Lamdba/4=75mm. PCB-n lévő hurok kerület általában 75 mm-nél kisebb, ezért erre az antennára a fent említett borítás vonatkozik.







Az IC normál működéséhez meredek kapcsolóélek szükségesek, csak a minimális sugárzás minimalizálja a hurokterületet a PCB megfelelő kialakítása révén.


Miért kell minimalizálni a GND impedanciát?

A nyáklapi GND-n futó áramok feszültségcsökkenést okoznak. A frekvencia növekedésével a csatlakozások induktivitásának köszönhetően az impedancia is megnő. Az ilyen GND-hez elég csatlakoztatni az antennát , és máris EMC gondokkal találja szembe magát.

Az elektromos mező intenzitása E = K2 f L I_cm

• f – kapcsolási frekvencia és harmonikus komponensei
• I_cm – antenna-áram
• L – antennahossz
Ha a trapézjel spektrumának borítását kombináljuk az antenna frekvenciajellemzőjével, közös-módú emissziós burkolatot kapunk.
Ha összehasonlítjuk a közös és differenciál módú borításokat, úgy tűnhet, hogy alacsony frekvencián inkább a közös módú, míg magas frekvencián a differenciál módú kibocsátás okoz nagyobb valószínűséggel problémát.


Ha a differenciál módú kibocsátás által létrehozott elektromos mező intenzitása megegyezik a közös módúéval, akkor K1 f2 A I_dm = K2 f L I_cm. Ha kifejezzük az I_dm/I_cm arányt, akkor:

I_dm/I_cm=K2 L/ K1 f A = 48e6 L/f A [Henry W. Ott, Electromagnetic Engineering Compatibility]

Ha f=100MHz, a hurok kerülete: 40mm => A=127,3mm2=127,3e-6m2, a kábelhossz (antenna)= 1m, akkor: I_dm/I_cm= 3770

Más szóval, a közös módú sugárzás mechanizmusa sokkal hatékonyabb, mint a differenciál-üzemmódú sugárzási mechanizmus.
Az emisszió értékén a PCB-n a GND impedancia minimalizálásával érhetjük el.

Hogyan segít a szórt spektrum?

A tápegységek általában nem teljesítik az EMC-teszteket, de nem azért, mert túl sok interferenciát generálnak, hanem a koncentrált energia miatt a frekvenciaváltók körüli keskeny frekvenciasávban. A kapcsolási frekvencia modulációja nem változtatja meg az energia összmennyiségét, hanem olyan frekvenciasávra terjeszti ki, amely szélesebb, mint az EMC mérésekben használt spektrális analizátor bemeneti szűrőjének szélessége. A "Silent Switcher" architektúra háromszög hullámú jel használatával modulálja a kapcsolási frekvenciát körülbelül 20% körüli tartományban. Az ábra az LT8640 áramkör által generált spektrumot szemlélteti.

További Linear Technology termékkel kapcsolatos kérdésével kérjük, forduljon hozzánk bizalommal az info@soselectronic.hu címen.

Tulajdonságok:

  • Alacsony EM-kibocsátás
  • Kapcsolási frekvencia modulálása szórt spektrummal
  • Akár 95% -os hatékonyság 1MHz –nél, és akár 94% 2MHz -nél
  • Széles bemeneti feszültség tartomány: 3V - 65V (LT8641, LT8645S), 3,4 - 42V (LT8614, LT8640, LT8609S, LT8640S, LT8643S)
  • Kimeneti áramerősség: LT 8609S 2A, LT8641 3,5A LT8614 4A, LT8640 5A, LT8640S és LT8643S 6A, LT8645S 8A
  • Megfelel az AEC-Q100 szabványnak: LT8609S, LT8641, LT8640, LT7640S, LT8645S.

Ne maradjon le a hasonló cikkekről!

Önnek is tetszenek cikkeink? Ne maradjon le egyről sem! Nem kerül erőfeszítésébe, mi eljuttatjuk Önhöz.

Fő termékek


LT8612IUDE#PBF ANALOG DEVICES / LINEAR TECH  
LT8612IUDE#PBF

42V 6A Synchronous Step-Down Regulator QFN28

Kapcsolóüzemű feszültségszabályzók

Cikkszám: 167481
raktáron 0 db
(2022.04.01: 500 db)
1 db-tól
2 db-tól
5 db-tól
20 db-tól
4 110,00 Ft
3 990,00 Ft
3 750,00 Ft
3 500,00 Ft
Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad

LT8641EUDC#PBF ANALOG DEVICES / LINEAR TECH  
LT8641EUDC#PBF

Szinkron buck regler 65V/3,5A QFN18

Kapcsolóüzemű feszültségszabályzók

Cikkszám: 235441
Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad
Árat lekérdez

LT8641IUDC#PBF ANALOG DEVICES / LINEAR TECH  
LT8641IUDC#PBF

Synchronous Buck regulator 65V/3,5A QFN18

Kapcsolóüzemű feszültségszabályzók

Cikkszám: 265374
Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad
Árat lekérdez

Tartozékok


LT8609SEV#PBF ANALOG DEVICES / LINEAR TECH  
LT8609SEV#PBF

Szinkron buck regler 42V/2A LQFN16

Kapcsolóüzemű feszültségszabályzók

Cikkszám: 287164
Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad
Árat lekérdez

LT8609SIV#PBF ANALOG DEVICES / LINEAR TECH  
LT8609SIV#PBF

Szinkron buck regler 42V/2A LQFN16

Kapcsolóüzemű feszültségszabályzók

Cikkszám: 287165
raktáron 0 db
(A szállítási határidőt ellenőrizzük: 100 db)
1 db-tól
2 db-tól
20 db-tól
50 db-tól
1 970,00 Ft
1 910,00 Ft
1 600,00 Ft
1 550,00 Ft
Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad

LT8640EUDC-1#PBF ANALOG DEVICES / LINEAR TECH  
LT8640EUDC-1#PBF

Synchronous Buck regulator 42V/5A QFN18

Kapcsolóüzemű feszültségszabályzók

Cikkszám: 265378
Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad
Árat lekérdez

LT8640EUDC#PBF ANALOG DEVICES / LINEAR TECH  
LT8640EUDC#PBF

Synchronous Buck regulator 42V/5A QFN18

Kapcsolóüzemű feszültségszabályzók

Cikkszám: 265380
Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad
Árat lekérdez

LT8640IUDC-1#PBF ANALOG DEVICES / LINEAR TECH  
LT8640IUDC-1#PBF

Synchronous Buck regulator 42V/5A QFN18

Kapcsolóüzemű feszültségszabályzók

Cikkszám: 265381
Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad
Árat lekérdez

LT8640IUDC#PBF ANALOG DEVICES / LINEAR TECH  
LT8640IUDC#PBF

Synchronous Buck regulator 42V/5A QFN18

Kapcsolóüzemű feszültségszabályzók

Cikkszám: 265382
raktáron 0 db
(2022.06.24: 50 db)
1 db-tól
2 db-tól
10 db-tól
50 db-tól
2 900,00 Ft
2 690,00 Ft
2 470,00 Ft
2 240,00 Ft
Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad

LT8640SEV#PBF ANALOG DEVICES / LINEAR TECH  
LT8640SEV#PBF

Szinkron buck regler 42V/6A LQFN24

Kapcsolóüzemű feszültségszabályzók

Cikkszám: 287166
Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad
Árat lekérdez

LT8640SIV#PBF ANALOG DEVICES / LINEAR TECH  
LT8640SIV#PBF

Szinkron buck regler 42V/6A LQFN24

Kapcsolóüzemű feszültségszabályzók

Cikkszám: 264762
raktáron 0 db
(2022.02.25: 100 db)
1 db-tól
2 db-tól
10 db-tól
20 db-tól
3 620,00 Ft
3 370,00 Ft
3 100,00 Ft
2 960,00 Ft
Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad

LT8643SEV#PBF ANALOG DEVICES / LINEAR TECH  
LT8643SEV#PBF

Szinkron buck regler 42V/6A LQFN24

Kapcsolóüzemű feszültségszabályzók

Cikkszám: 287172
Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad
Árat lekérdez

LT8643SIV#PBF ANALOG DEVICES / LINEAR TECH  
LT8643SIV#PBF

Szinkron buck regler 42V/6A LQFN24

Kapcsolóüzemű feszültségszabályzók

Cikkszám: 287173
Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad
Árat lekérdez
A cookie-k segítenek szolgáltatásaink nyújtásában, melyek igénybevételével Ön beleegyezik a cookie-k használatába.