LTM8003 μModule稳压器适用于汽车和工业应用

Zhongming Ye

低噪声静音开关电源架构简化 EMI 设计

汽车、运输和工业应用对噪声敏感，需要低EMI电源解决方案。传统方法通过减慢开关边沿或降低开关频率来控制EMI。两者都会产生不良影响，例如降低效率、增加最小导通和关断时间以及需要大型解决方案。EMI滤波器或金属屏蔽等替代解决方案大大增加了所需的电路板空间、元件和组装成本，同时使热管理和测试复杂化。

我们的低噪声μModule技术在开关稳压器设计方面取得了突破。采用 μModule 封装的 LTM8003 稳压器采用一种专有的静音开关稳压器架构，以最大限度地降低 EMI 辐射，同时在高开关频率下提供高效率。稳压器的架构和μModule器件的内部布局经过精心设计，使稳压器的输入环路最小化。这大大减少了开关节点振铃和存储在热回路中的相关能量，即使开关边沿非常快。这种安静的开关提供了出色的EMI性能，同时最大限度地降低了交流开关损耗，使稳压器能够在高开关频率下工作，而不会造成明显的效率损失。®®

这种架构与扩频操作相结合，大大简化了EMI滤波器的设计和布局，非常适合噪声敏感环境。图1显示了输入侧的简单EMI滤波器，使演示电路能够以充足的裕量通过CISPR 25 5类标准，如图2所示。

图1.输入端带有简单EMI滤波器的5 V转换器通过CISPR 25 Class 5。

图2.DC2416A 演示电路通过辐射 EMI 频谱 CISPR 25 5 类。

连续 3.5 A，峰值电流能力 6 A

内部稳压器能够安全地提供高达6 A的峰值输出电流，LTM8003无需额外的热管理（气流或散热器）即可从标称3 V输入连续支持5.3 A负载（3.5 V或12 V）。这满足了工业机器人、工厂自动化和汽车系统中电池供电应用的需求。

–40°C 至 +150°C 的宽工作温度范围

汽车、工业和军事应用要求电源电路在超过 105°C 的环境温度下连续、安全地运行，或者需要很大的热上升裕量。LTM8003H 专为在 –40°C 至 +150°C 内部工作温度范围内满足规格要求而设计。内部过热保护 （OTP） 监控结温，并在结温过热时停止开关。

图3a显示了一个3.5 A、5 V解决方案，采用7 V至40 V宽输入范围工作。标称12 V输入时的热性能如图3b所示。92 V输入和12 A负载时，典型效率高于2%。

图3.5 V、3.5 A 解决方案，采用 H 级版本，适用于 7 V 至 40 V 输入。热成像显示不需要笨重的散热组件。

负输出–5 V，+3.5 V至+35 V输入

图4显示了从标称5 V输入提供–4 V、12 A输出的解决方案，最大输入为35 V。偏置引脚应连接到接地。

图4.+5 V至+5 V输入采用–35 V电源供电，可提供高达4 A的电流。

结论

LTM8003 是一款宽输入和输出范围、低噪声、3.5 A 降压型 μModule 稳压器，采用静音开关架构。3.4 V至40 V输入可产生0.97 V至18 V输出，无需电池或工业电源进行中间调节。引脚排列专门设计为符合FMEA标准，因此在相邻引脚短路、单引脚接地短路或引脚悬空时，输出保持在或低于调节电压。冗余引脚可在焊点因振动、老化或宽温度变化而变弱或断开时增强电气连接，例如在汽车和运输应用中。

图5.完整的降压解决方案仅略大于LTM6 μModule稳压器的25.9 mm×8003 mm基底面。

完整的解决方案适合的紧凑空间并不比LTM6的25.9 mm×3 mm×32.8003 mm的BGA占位面积大多少，包括输入和输出电容器。静态电流典型值为25 μA，宽温度范围为–40°C至+150°C（H级），非常适合空间狭小、工作环境恶劣以及必须具有低静态电流和高可靠性的情况。其功能有助于最大限度地减少设计工作量，并满足工业机器人、工厂自动化、航空电子设备和汽车系统的严格标准。

审核编辑：郭婷