對於汽車、通tong信xin以yi及ji測ce試shi與yu測ce量liang設she備bei等deng廣guang大da係xi統tong製zhi造zao商shang來lai說shuo，技ji術shu的de發fa展zhan帶dai來lai了le終zhong端duan功gong能neng與yu性xing能neng的de大da幅fu提ti升sheng
，其qi根gen源yuan在zai於yu係xi統tong中zhong配pei備bei的de功gong能neng愈yu加jia豐feng富fu的de電dian子zi模mo塊kuai。然而功能越豐富
，電路就越複雜，不論是新款汽車中裝載的中控集成式多媒體係統、高性能音響係統，還是體積越來越小的5G通信設備（手機及基站），抑或是要求精度越來越高的儀器儀表
，對於高精度數字和模擬IC的要求都愈發嚴苛，特別是在供電需求方麵。

 

作為任何電子係統設計不可或缺的部分

，電源性能的高低對於係統性能的高低有著至關重要的影響。而電磁幹擾(EMI)特性則是其中最關鍵的性能之一。這種幹擾通過電磁感應、靜電耦合或傳導來影響電路，對於電源性能的任何要求（功率密度增加、開關頻率更高以及電流更大）都會擴大EMI的影響。因此，如果在設計初期不加以考慮
，將會嚴重影響產品的性能及上市時間。針對此種現狀，ADI推出了專為低EMI場景設計的Silent Switcher係列架構穩壓器解決方案。

 

Silent Switcher架構這樣消除EMI幹擾

 

最常用的EMI管製標準是CISPR 25 Class 5
，它詳細說明了150 kHz至1 GHz頻率下的可接受限值。要在達到該要求
，通常會涉及複雜的設計和測試程序，包括在解決方案的尺寸、總效率、可靠性和複雜性等眾多方麵進行權衡。傳統方法通過減慢開關邊沿或降低開關頻率來控製EMI，由此帶來的弊端是效率降低
，最小開關時間增加，解決方案尺寸增大。替代緩解方案包含龐大複雜的EMI濾波器、緩衝器或金屬屏蔽

，這會顯著增加電路板空間、元件和裝配方麵的成本，並使熱管理和測試複雜化。

 

Silent Switcher降壓型穩壓器設計在高開關頻率(>2 MHz)下提供高效率
、超低電磁幹擾輻射，從而可實現非常緊湊且低噪聲的降壓解決方案。該係列采用了特殊的設計和封裝技術：在設計上
，通過將熱回路分成極性相反的兩個回路，形成可以相互抵消的局部磁場；在封裝上，通過倒裝矽芯片並添加銅柱來縮短內部FET到封裝引腳和輸入電容的距離，以縮小熱回路的範圍。利用上述技術
，Silent Switcher在2 MHz下能夠實現>92%的效率，同時可以輕鬆符合CISPR 25 5類峰值EMI限製。

新一代的Silent Switcher 2技術的內部結構采用銅柱代替鍵合線，增加了內部旁路電容

，以及集成式襯底接地平麵以進一步提高EMI
，使其對PCB布局不敏感，從而可簡化設計並降低性能風險。

 

 

典型的Silent Switcher應用原理圖及其在PCB上的外觀

 

采用Silent Switcher架構的幾大典型應用場景

 

Ø  應對車載高電流應用

 

qicheyingyongyaoqiuxitongbuchanshengkenengganraoqitaqichexitongzhengchangyunxingdediancizaosheng。liru，kaiguandianyuanshigaoxiaolvdianyuanzhuanhuanqi
，danhuichanshengbushouhuanyingdekenengyingxiangqitaxitongdegaopinxinhao。kaiguanwenyaqizaoshengfashengzaikaiguanpinlvjiqixiebochu。shoucileizaoshengyingxiangdechuanganqiheqitayiqikenenghuiyunxingbuzhengchang，yinqikewenzaoshenghuoyanzhongdexitongguzhang。

 

下圖展示了一種低 IQ（靜態電流）
、低噪聲解決方案，支持汽車I/O和外設的高電流應用。前端的LT8672保護電路免受電池反向故障和高頻交流紋波的影響
，正向壓降隻有幾十mV。LT8650S的開關頻率為 400 kHz
，輸入範圍為3 V至40 V

，兩個通道並聯工作時輸出能力為8 A。兩個去耦電容靠近LT8650S的輸入引腳放置。由於采用 Silent Switcher 2技術，即使沒有安裝EMI濾波器，高頻EMI性能也十分出色。該係統符合CISPR 25 Class 5峰值和均值的限值要求
，而且裕量很大。

 

LT8672 和 LT8650S 配置用於高輸出電

 

下圖顯示了在30 MHz至1 GHz範圍內的垂直極化的輻射EMI均值測試結果。完整解決方案具有原理圖簡單
、總元件數非常少、尺寸緊湊等特點，而且EMI性能不受電路板布局變化的影響。

 

LT8672 和 LT8650S EMI 性能： 30 MHz 至 1 GHz

 

Ø  應對寬調光比LED照明應用

 

LED 照明的許多應用都需要寬調光比。以汽車為例，汽車平視顯示器、信息娛樂係統和儀表盤照明中使用的 LED 背bei光guang燈deng必bi須xu具ju備bei足zu夠gou的de亮liang度du，以yi便bian與yu在zai白bai天tian不bu斷duan湧yong入ru車che內nei的de直zhi射she陽yang光guang相xiang抗kang衡heng，而er且qie還hai能neng把ba亮liang度du降jiang低di幾ji個ge數shu量liang級ji
，以yi避bi免mian在zai夜ye間jian使shi駕jia駛shi者zhe出chu現xian瞬shun間jian致zhi盲mang。這zhe種zhong極ji端duan LED 調光要求在不增加昂貴降噪組件和複雜性的情況下會難以符合 CISPR EMI 標準。

 

LT3932 通過納入許多旨在最大限度降低 EMI 的內置功能
，使得可同時實現高調光比和低 EMI：

 

·       借助其用於低 EMI 熱環路的 Silent Switcher® 架構最大限度降低 EMI。

·       內置的擴展頻譜頻率調製 (SSFM) 功能電路有助降低傳導和輻射 EMI。

·       LT3932 的轉換速率是受控的，以在保持低噪聲性能的同時優化效率。
 

 

2MHz 汽車 LED 驅動器具有低 EMI 和在內部產生的 PWM 調光以及整個輸入範圍內的 90% 峰值效率 (未采用 EMI 濾波器時效率為 ~91%)

 

集成了 36V、2A 開關的 LT3932 同步降壓型 LED 驅動器將其高效率集成化電源開關內置在一個小外形 4mm x 5mm QFN 封裝中

，並能以高達 2MHz 開關頻率運行
，適用於緊湊的高帶寬設計。憑借用於處理開路和短路 LED 的內置故障保護功能，以及旨在幫助降低 EMI 的擴展頻譜頻率調製，LT3932 可滿足汽車和工業 LED 照明應用的苛刻要求。

 

LT3932 電路通過了 CISPR 25 Class 5 輻射平均 EMI 測試

 

Ø  應對高精度測試測量應用

 

weilequebaogaojingdu，jingmiceshiheceliangxitongxuyaojuyoudiwenbohefushezaoshengdedianyuanjiejuefangan
，congerbuhuijiangdigaofenbianlvzhuanhuanqixinhaoliandexingneng。zaizhexieceshiheceliangyingyongzhong

，shengchengshuangjihe/或隔離係統電源給係統設計人員帶來了電路板麵積、開關紋波、EMI和效率方麵的挑戰。

 

許多精密測試和測量儀器（如源表或電源）需要進行多象限操作，以獲取並測量正負信號。這就需要從單個具有低噪聲的正電源輸入有效地生成正負電源。使用Silent Switcher、μModule穩壓器 LTM8074 提高降至更低電壓的高效率解決方案如下圖所示。

 

在低EMI的情況下將電壓降至更低電壓軌的電源解決方案

 

LTM8074是采用小型4 mm × 4 mm尺寸BGA封裝的Silent Switcher、µModule降壓穩壓器
，能夠以低輻射噪聲提供高達1.2 A電流。此µModule器件效率高且具有極低的輻射噪聲，因此是為噪聲敏感精密信號鏈供電的絕佳選擇。根據連接到放大器、DAC或ADC等由電源供電元件的PSRR，也許可以從Silent Switcher輸出端直接為其供電
，無需LDO穩壓器進一步過濾電源紋波，而傳統開關需要這樣做。1.2A的高輸出電流也意味著在需要的情況下，它可用於為FPGA等係統中的數字硬件供電。LTM8074的小尺寸和高集成度使其非常適合空間受限應用，同時簡化並加速開關穩壓器電源的設計和布局。

 

總結

 

電子係統當前和未來都在不斷發展普及，可以預見，對低 EMI的要求注定會越來越嚴苛。基於此，ADI將會不斷地發展Silent Switcher架構，不斷地提供越來越多的解決方案，以幫助係統設計人員更加從容應對現在
、以及將來的各種挑戰。