Las aplicaciones automotrices, industriales, de computación y de comunicación requieren reguladores de reducción de energía de eficiencia alta y de rendimiento de bajo nivel sonoro. En este artículo, explore en ADI el rango de la serie LT8609X de los reguladores monolíticos reductores sincrónicos de 3 V a 42 V que ofrecen un rendimiento de EMI ultrabajo.
Introducción
Las series LT8609, LT8609A, LT8609B y LT8609S son reguladores reductores monolíticos sincrónicos que cuentan con un amplio rango de entrada de 3 V a 42 V. La familia de este dispositivo se optimiza para aplicaciones que requieren un nivel bajo de EMI, alta eficiencia y un tamaño de solución pequeño. Es apta para aplicaciones automotrices, industriales, de computación y de comunicación exigentes. Todos los reguladores de estas series tienen la misma capacidad de corriente de carga de 2 A continua y 3 A transitoria (<1 segundo). Las características se resumen en la Tabla 1.
Las series LT8609, LT8609A y LT8609S cuentan con una corriente de reposo ultrabaja de 2,5 µA, la cual es importante para sistemas alimentados por baterías. Con MOSFETs de canal N interiores y superiores integrados, los reguladores exhiben una impresionante eficiencia de carga liviana. La serie LT8609B funciona solo en modo por salto de pulsos con una corriente de reposo más alta que en otros dispositivos, y ofrece ondulaciones más bajas durante operaciones de carga liviana.
Todos estos dispositivos pueden pasar la regulación CISPR 25 clase 5 de EMI radiadas, la norma EMI más rigurosa para equipamientos de automoción. Además, las series LT8609, LT8609A y LT8609S cuentan con una operación de frecuencia de amplio espectro para reducir picos de EMI. La serie LT8609S exhibe el rendimiento de EMI más impresionante en esta familia de acuerdo con su tecnología patentada Silent Switcher® 2 que se describe a continuación.
Suministro de 5 V, 2 A de entrada de 5,5 V a 42 V, EMI bajas y alta eficiencia
Un suministro de energía de entrada de 5,5 V a 42 V y de salida de 5 V/2 A se muestra en la Figura 1. Esta solución cuenta con un regulador de la serie LT8609S y de 16 derivaciones con una frecuencia de conmutación de 2 MHz. Solo se requieren unos pocos componentes para una solución completa, entre ellos, un inductor L1 y algunos componentes pasivos. La Figura 2 muestra que esta solución puede alcanzar un pico de eficiencia de 92,9 %.
Figura 1 Convertidor reductor sincrónico de la serie LT8609S de 12 V a 5 V y de emisiones de EMI ultrabajas.
Figura 2 Eficiencia vs. corriente de carga para convertidores reductores de 12 VIN a 5 VOUT basada en las series LT8609/LT8609A/LT8609S.
- Operación Burst Mode® para mejorar la eficiencia de carga liviana
Durante la operación de carga liviana y el modo de reserva sin carga, una eficiencia alta y una corriente en operación en vacío baja son importantes para aplicaciones alimentadas por batería. Las series LT8609, LT8609A y LT8609S cuentan con una corriente de reposo ultrabaja de 2,5 µA en operación Burst Mode®. Durante condiciones de carga liviana o sin carga, la frecuencia de conmutación se reduce gradualmente, y reduce en gran medida la pérdida de energía mientras mantiene la ondulación de tensión de salida relativamente baja. La Figura 2 muestra que la eficiencia de carga liviana permanece por encima de 85 % mientras que la pérdida de energía llega a cero en cargas mínimas.
Frecuencia de conmutación alta con emisiones de EMI ultrabajas y un rendimiento térmico mejorado
El cumplimiento de las EMI es una preocupación en varios entornos, entre ellos, el sistema de automoción. Con MOSFETs integrados, tecnología de procesos avanzada y operaciones de hasta 2,2 MHz, todos los dispositivos de esta familia pueden lograr un tamaño de solución pequeño mientras cumplen los normas EMI más estrictas. La operación de frecuencia de amplio espectro, que reduce picos de EMI, está disponible en todas las series salvo la LT8609B. Además, la serie LT8609S incorpora la tecnología Silent Switcher 2. Los dispositivos Silent Switcher 2 cuentan con tapas de bucle activo y semiactivo integradas para generar que el rendimiento de EMI sea indiferente al diseño del panel y al número de capas del panel. Un panel con menos capas puede utilizarse para reducir los costos de fabricación sin sacrificar el rendimiento térmico y de las EMI.
LaFigura 2 muestra que la serie LT8609S cuenta con el mejor pico y eficiencia de carga completa de la familia de dispositivos. La Figura 3 y la Figura 4 muestran una comparación entre el rendimiento CISPR 25 de EMI y térmico de la solución en paneles de 2 y 4 capas de la FIgura 1.
Figura 3 Comparación de rendimiento de EMI radiadas CISPR 25 entre paneles de 2 y 4 capas para el circuito en la Figura 1.
Figura 4 Comparación de rendimiento térmico entre paneles de 2 y 4 capas para el circuito en la Figura 1.
Conclusión
Los dispositivos de la familia de la serie LT8609 son reguladores reductores monolíticos fáciles de usar con circuitos de compensación incorporados y MOSFETs de potencia integrados. Está optimizados para aplicaciones con un rango de tensión de entrada amplio y requisitos de bajo nivel sonoro de EMI. La corriente de reposo baja de 2,5 µA y la operación Burst Mode hacen que sean excelentes soluciones de convertidores reductores alimentados por batería. Un rango de frecuencia de conmutación de 200 kHz a 2,2 MHz hace que sean adecuados para la mayoría de las aplicaciones de baja potencia y micropotencia. Los MOSFETs integrados y la capacidad de frecuencia de conmutación de hasta 2,2 MHz minimizan el tamaño de solución. Los resultados de escaneo CISPR 25 muestran un rendimiento de EMI radiadas excelente que cumple con las normas EMI más estrictas. La tecnología Silent Switcher 2 en la serie LT8609S hace que el rendimiento sea inmune al diseño y modificaciones de capas, lo que reduce en gran medida los costos de desarrollo y fabricación.
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