适用于紧凑、高效率与低EMI电源的开关稳压器介绍

汽车和工业市场需要低发热运行、适应狭小空间且满足低EMI标准的电源。开关稳压器 LT8362、LT8364 和 LT8361 满足升压、SEPIC或反相拓扑中的这些要求。每个器件均支持2.8 V至60 V的宽输入范围，适合工业或汽车环境，具有低IQ突发模式(Burst Mode®)能力，并提供可选SSFM以降低EMI。这些器件内置稳定可靠的60 V/2 A、60 V/4 A和100 V/2 A功率开关（在高达2 MHz的频率下高效工作），可在狭小空间中提供高功率，同时满足严格的散热和EMI要求。

汽车输入瞬态和预升压

随着当今汽车中电子器件含量的急剧提高，电源数量成倍增加，其中很多需要将宽范围电池电压直接转换为可用的稳压输出。LT836x系列所有器件的最小输入电压为2.8 V，可在冷启动或启停场合中运行；最大输入电压能力达60 V，可处理电源切断等高输入电压瞬变。

如此宽的输入电压范围使LT836x系列非常适合汽车预升压应用。在电池输入电压可能降到降压输出电压以下的应用中，汽车降压调节器需要预升压级。LT8361、LT8362和LT8364在低电池电量期间可提供必要的升压，而在正常电池电压下或电源切断期间可关闭，功耗极低。

稳定可靠的功率开关

任何开关稳压器都有一项关键要求，那就是在整个输入电压范围内为给定应用提供足够的功率，同时保证可靠运行。这些功率开关稳定可靠，提供60 V/2 A (LT8362)、60 V/4 A (LT8364)和100 V/2 A (LT8361)的电压/峰值电流，支持广泛的应用。除扩展SEPIC和反相转换器的输入电压范围外，LT836x系列的高功率开关电压额定值还能扩展输出电压能力。

功率输送最大化：平坦的限流值与占空比

为使整个输入电压范围内的功率输送最大化，LT836x系列的功率开关在整个占空比范围内保持峰值开关限流值不变。宣传的开关电流是多少，用户就能获得多少电流，不打折扣。这与有些转换器在高占空比下峰值开关电流限值可能下降30%或更多相比，是一个显著的优势。

电流模式DC-DC转换器通常对峰值开关电流限值进行斜率补偿，以避免在达到峰值开关电流限值时出现次谐波振荡。缺点是当占空比提高时（随着输入电压降低），峰值开关电流限值会减小。在峰值开关电流达到限值时，LT836x系列提供正常工作所需的全斜率补偿，而峰值开关限流值不会随着占空比而直流降低。

2 MHz工作频率：AM频段以上的紧凑型电源

为了满足对紧凑型电源的需求，DC-DC转换器使用高开关频率以最大程度地缩减器件尺寸和成本。此外，汽车应用要求在AM频段以上运行，频率推高至2 MHz。

传统上，高开关频率会导致开关损耗增加，占空比范围受限。LT836x系列采用快速功率开关驱动器以使开关损耗最小，并具有很短的最小导通和关断时间，即使在2 MHz时也能支持宽转换范围。例如，很多应用传统上以400 kHz运行以使效率最高，而LT836x系列能实现更低的损耗和更高的占空比范围。涉及的每种拓扑（升压、SEPIC和反相）的热性能如图2所示。

突发工作模式：轻负载时效率高

轻负载时的高效率是汽车环境中的一个关键特性，这对延长电池寿命至关重要。利用可选突发工作模式（可使用SYNC/MODE引脚选择），LT836x系列在轻负载下提供高效率（参见表2）。在较低开关频率时，突发工作模式使用均匀间隔的单开关脉冲以降低开关损耗，同时使输出电压纹波最小。在深度休眠模式下或在预升压应用中的直通模式下，LT836x系列从输入引脚汲取的电流低至9μA。

SSFM模式：三种拓扑均符合CISPR 25 Class 5的标准

利用展频(SSFM)模式以及和电路板布局时的适当滤波，LT836x系列能够满足CISPR 25 Class 5标准。

在EMI敏感环境中，设计人员传统上是避免使用开关稳压器。开关稳压器的大电容和麻烦的热环路提升了PCB布局对实现良好EMI性能和小尺寸解决方案的重要性，给电路板设计和制造带来负担。LT8362、LT8364和LT8361的工厂演示电路包括必要的输入/输出滤波器及示范性PCB布局，当选择SSFM模式时满足CISPR 25 Class 5标准（经过测试）（参见表2）。EMI考虑中基本上不涉及到转换器，应用开发时间和成本得以减少。图4显示了升压解决方案的EMI测试结果。

两全其美：突发工作模式和SSFM

直到最近，选择SSFM模式以降低EMI还意味着必须在轻负载时使用效率较低的跳脉冲模式，但LT836x系列不需要这种权衡。只需在SYNC/MODE引脚与地之间添加一个100kΩ电阻（参见表2），LT836x系列便可在负载变轻时从SSFM模式无缝转换为突发工作模式。其结果是在所有负载下都能实现低EMI和高效率。

封装、引脚兼容性和温度等级

对于喜欢有引脚封装的客户，每个器件都提供引脚兼容的16(12)引脚MSE TSSOP，移除四个引脚是为了符合HV引脚间距要求。如需更小尺寸的解决方案，LT8362和LT8364也提供DFN封装。LT8362 (3 mm×3 mm) 10引脚DFN与LT8364引脚兼容，可将前者放置在(4 mm×3 mm) LT8364 12引脚DFN PCB空间上（参见图6）。所有封装均有耐热增强型裸露接地焊盘，并提供E、I和H温度等级。

升压/SEPIC/反相：用于正或负输出的FBX引脚

单个FBX引脚即可提供正输出电压和负输出电压，所有拓扑结构皆可实现。反相应用与升压或SEPIC一样可获得，节省设计时间和精力。

升压转换器

有些应用要求输出电压高于输入电压，LT836x系列具有2.8 V至60 V输入能力和功率开关额定值范围，因而是许多升压转换器应用的理想选择。对于大转换比设计，以断续导通模式(DCM)工作可能是最佳解决方案；连续导通模式(CCM)可以提供更高的输出功率。

图7中的转换器为LT8364低IQ、低EMI、2 MHz、24 V升压转换器，采用SSFM，符合CISPR 25 Class 5辐射和传导EMI标准（图4）。输入电压为12 V时，该应用可轻松达到94%的峰值效率。

SEPIC转换器

汽车和工业应用的输入电压可能高于或低于所需的输出电压。对于需要给输入升压和降压的DC-DC转换器应用，SEPIC拓扑常常是解决方案。SEPIC支持需要断开输出的应用，以确保在关断期间无输出电压，且能容忍输出短路故障，因为输入到输出之间没有直流路径。开关额定值为60 V/100 V，最小导通和关断时间很短，支持宽输入电压范围。LT836x系列提供可选BIAS引脚，其可用作INTVCC稳压器的第二输入电源以提高效率。

图8中的SEPIC转换器使用LT8361来展示额定值100 V开关的多功能性。开关电压额定值必须大于最大输入和输出电压之和。输入为48 V，输出为24 V，该开关可轻松处理所需的72 V电压。当输入大于输出时，BIAS引脚连接到VOUT时可提高效率。采用SSFM工作模式时，该应用符合CISPR 25 Class 5辐射和传导EMI标准（图9）。12 V输入时的峰值效率为88%。

反相转换器

负电源在当今电子产品中很常用。但是，许多应用只有正输入电压可用。配置为反相拓扑时，LT836x系列可以从高于或低于负输出电压幅度的正输入电压进行调节。与SEPIC拓扑一样，60 V/100 V的高开关额定值及很短的最小导通和关断时间支持宽输入电压范围。

工作在2 MHz时，LT8362提供了一种从正输入电源产生负电压的简便方法，如图10所示——使用SSFM的低IQ、低EMI、2 MHz、-12 V反相转换器。利用稳定可靠的60 V开关，该应用可在高达42 V (|VOUT| + VIN60 V)的输入下工作。VIN为12 V时，峰值效率可达85%。采用SSFM工作模式时，该应用符合CISPR 25 Class 5辐射和传导EMI标准（图11）。

结论

为满足汽车和工业市场对紧凑、高效率、低EMI电源的需求，LT836x系列提供稳定可靠的LT8362 (60 V/2 A)、LT8364 (60 V/4 A)和LT8361 (100 V/2 A)开关稳压器，并且支持升压、SEPIC和反相拓扑。低IQ突发工作模式，占空比范围内平坦的开关电流限值，2 MHz工作频率下的低开关损耗，以及2.8 V至60 V的宽输入范围，使这些器件显著优于同类器件。

通过适当的演示板布局和滤波器设计并使用SSFM模式，可实现低EMI性能以满足CISPR 25 Class 5 EMI标准。

所有器件都有16 (12) MSE引脚兼容性，LT8362 (3 mm × 3 mm DFN (10))和LT8364 (4 mm × 3 mm DFN (12)) 尺寸兼容，因而设计开发得以简化。LT836x系列的所有器件均提供E、I和H温度等级。

表1.低IQ升压/SEPIC/反相转换器；本文中描述的器件以高亮显示。