大家都知道
，印刷電路板布局決定著所有電源的成敗
，決定著功能
、電磁幹擾 (EMI) 和受熱時的表現。開關電源布局不是魔術
，並不難，隻不過在最初設計階段，可能常常被忽視。然而
，因為功能和 EMI 要求都要必須滿足，所以對電源功能穩定性有益的安排也常常有利於降低 EMI 輻射
，那麼晚做不如早做。還應該提到的是，從一開始就設計一個良好的布局不會增加任何費用，實際上還可以節省費用
，因為無需 EMI 濾波器
、機械屏蔽、花時間進行 EMI 測試和修改 PC 板。

此外
，當為了實現均流和更大的輸出功率而並聯多個 DC/DC 開關模式穩壓器時，潛在的幹擾和噪聲問題可能惡化。如果所有穩壓器都以相似的頻率工作 (開關)，那麼電路中多個穩壓器產生的總能量就會集中在一個頻率上。這種能量的存在可能成為一個令人擔憂的問題

，尤其是如果該 PC 板以及其他係統板上其餘的 IC 相xiang互hu靠kao得de很hen近jin，易yi於yu受shou到dao這zhe種zhong輻fu射she能neng量liang影ying響xiang時shi。在zai汽qi車che係xi統tong中zhong，這zhe一yi問wen題ti可ke能neng尤you其qi麻ma煩fan，因yin為wei汽qi車che係xi統tong是shi密mi集ji排pai列lie的de，而er且qie常chang常chang靠kao近jin音yin頻pin、RF
、CAN 總線和各種雷達係統。

應對開關穩壓器噪聲輻射問題

在(zai)汽(qi)車(che)環(huan)境(jing)中(zhong)，常(chang)常(chang)在(zai)重(zhong)視(shi)散(san)熱(re)和(he)效(xiao)率(lv)的(de)區(qu)域(yu)采(cai)用(yong)開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)來(lai)取(qu)代(dai)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)。此(ci)外(wai)，開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)一(yi)般(ban)是(shi)輸(shu)入(ru)電(dian)源(yuan)總(zong)線(xian)上(shang)的(de)第(di)一(yi)個(ge)有(you)源(yuan)組(zu)件(jian)，因(yin)此(ci)對(dui)整(zheng)個(ge)轉(zhuan)換(huan)器(qi)電(dian)路(lu)的(de) EMI 性能有顯著影響。

EMI 輻射有兩種類型：傳導型和輻射型。傳導型 EMI qujueyulianjiedaoyigechanpindedaoxianhedianluzouxian。jiranzaoshengjuxianyufanganshejizhongtedingdezhongduanhuolianjieqi，nametongguoqianshudelianghaobujuhuolvboqisheji
，changchangzaikaifaguochengdezaoqi
，jiukeyibaozhengfuhechuandaoxing EMI 要求。

然而，輻射型 EMI 卻que另ling當dang別bie論lun了le。電dian路lu板ban上shang攜xie帶dai電dian流liu的de所suo有you組zu成cheng部bu分fen都dou輻fu射she一yi個ge電dian磁ci場chang。電dian路lu板ban上shang的de每mei一yi條tiao走zou線xian都dou是shi一yi個ge天tian線xian
，每mei一yi個ge銅tong平ping麵mian都dou是shi一yi個ge諧xie振zhen器qi。除chu了le純chun正zheng弦xian波bo或huo DC 電壓
，任何信號都產生覆蓋整個信號頻譜的噪聲。即使經過仔細設計
，在係統接受測試之前，設計師也永遠不會真正知道輻射型 EMI 將有多麼嚴重。而且在設計基本完成以前，不可能正式進行輻射 EMI 測試。

濾波器可以在某個頻率上或整個頻率範圍內衰減強度以降低 EMI。部分能量通過空間 (輻射) 傳播，因此可增設金屬屏蔽和磁屏蔽來衰減。而在 PCB 走線上 (傳導) 的那部分則可通過增設鐵氧體磁珠和其他濾波器來加以控製。EMI 不可能徹底消除，但是可以衰減到其他通信及數字組件可接受的水平。此外，幾家監管機構強製執行一些標準以確保符合 EMI 要求。

采(cai)用(yong)表(biao)麵(mian)貼(tie)裝(zhuang)技(ji)術(shu)的(de)新(xin)式(shi)輸(shu)入(ru)濾(lv)波(bo)器(qi)組(zu)件(jian)的(de)性(xing)能(neng)好(hao)於(yu)通(tong)孔(kong)組(zu)件(jian)。不(bu)過(guo)，這(zhe)種(zhong)改(gai)進(jin)被(bei)開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)開(kai)關(guan)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)的(de)提(ti)高(gao)抵(di)消(xiao)了(le)。更(geng)快(kuai)速(su)的(de)開(kai)關(guan)轉(zhuan)換(huan)產(chan)生(sheng)了(le)更(geng)高(gao)的(de)效(xiao)率(lv)
、很hen短duan的de最zui短duan接jie通tong和he斷duan開kai時shi間jian，因yin此ci產chan生sheng了le更geng高gao的de諧xie波bo分fen量liang。在zai開kai關guan容rong量liang和he轉zhuan換huan時shi間jian等deng所suo有you其qi他ta參can數shu保bao持chi不bu變bian的de情qing況kuang下xia，開kai關guan頻pin率lv每mei增zeng大da一yi倍bei
，EMI 就惡化 6dB。寬帶 EMI 的表現就像一個一階高通濾波器一樣，如果開關頻率提高 10 倍，就會增加 20dB 輻射。

有經驗的 PCB 設計師會將熱點環路設計得很小，並讓屏蔽地層盡可能靠近有源層。然而，器件引出腳配置、封裝構造、熱re設she計ji要yao求qiu以yi及ji在zai去qu耦ou組zu件jian中zhong存cun儲chu充chong足zu的de能neng量liang所suo需xu的de封feng裝zhuang尺chi寸cun決jue定ding了le熱re點dian環huan路lu的de最zui小xiao尺chi寸cun。使shi問wen題ti更geng加jia複fu雜za的de是shi，在zai典dian型xing的de平ping麵mian印yin刷shua電dian路lu板ban中zhong，走zou線xian之zhi間jian高gao於yu 30MHz 的磁或變壓器型耦合將抵消所有濾波器的努力，因為諧波頻率越高，不想要的磁耦合就變得越加有效。
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應對這些 EMI 問題的全新解決方案

可靠和真正應對 EMI問題的解決方案是，將整個電路放在屏蔽盒中。當然，這麼做增加了成本、增大了所需電路板空間、shireliangguanliheceshigengjiakunnanbingdaozhiewaidezuzhuangfeiyong。lingyizhongjingchangcaiyongdefangfashijianhuankaiguanbianyan。zhemezuohuichanshengyizhongbuxiangyaodejieguo，zhejiushijiangdixiaolv、增大最短接通和斷開時間、產生有關的死區時間，有損於電流控製環路可能達到的速度。

淩力爾特不久前推出了 LT8614 Silent Switcher 穩壓器，該器件無需使用屏蔽盒，卻能提供想要的屏蔽盒效果，因此消除了上述缺點。參見圖 1。LT8614 還具有世界級的低 IQ，工作電流僅為 2.5?A。這是該器件在無負載穩壓狀態時消耗的總電源電流。

該器件的超低壓差電壓僅受到內部頂端開關的限製。與其他解決方案不同，LT8614 的 RDSON 不(bu)受(shou)最(zui)大(da)占(zhan)空(kong)比(bi)和(he)最(zui)短(duan)斷(duan)開(kai)時(shi)間(jian)限(xian)製(zhi)。該(gai)器(qi)件(jian)在(zai)出(chu)現(xian)壓(ya)差(cha)時(shi)跳(tiao)過(guo)開(kai)關(guan)斷(duan)開(kai)周(zhou)期(qi)，僅(jin)執(zhi)行(xing)所(suo)需(xu)的(de)最(zui)短(duan)斷(duan)開(kai)周(zhou)期(qi)，以(yi)保(bao)持(chi)內(nei)部(bu)頂(ding)端(duan)開(kai)關(guan)升(sheng)壓(ya)級(ji)電(dian)壓(ya)持(chi)續(xu)提(ti)供(gong)，如(ru)圖(tu) 6 所示。

同時，LT8614 的最低輸入工作電壓典型值僅為 2.9V (最高 3.4V)，從而使該器件能在有壓差時提供 3.3V 軌。在大電流時 LT8614比 LT8610/11 的效率更高，因為其總的開關電阻較小。該器件還可以同步至 200kHz 至 3MHz 的外部頻率。

該器件的 AC 開關損耗很低，因此它能夠以高開關頻率工作而效率損失最小。在對 EMI 敏感的應用中 (諸如在許多汽車環境中常見的那些應用) 可以實現良好的平衡，而且 LT8614 能夠在低於 AM 頻帶 (以實現甚至更低的 EMI) 或高於 AM 頻帶的頻率上工作。在工作開關頻率為 700kHz 的設置中，標準 LT8614 演示電路板不超過 CISPR25 - Calls 5測量結果的噪聲層。

圖 2 所示測量結果是在電波暗室和以下條件下取得的：12Vin、3.3Vout/2A，固定開關頻率為 700kHz。

為了比較采用 Silent Switcher 技術的 LT8614 和另一種目前最新的開關穩壓器 LT8610，對 LT8614 和 LT8610 進行了測試。該測試是在 GTEM 單元中進行的，對兩款器件的測量采用了標準演示電路板以及相同的負載、輸入電壓和相同的電感器。

可以看到
，與 LT8610 已經非常好的 EMI 性能相比，采用 LT8614 Silent Switcher 技術的 LT8614 實現了多達 20dB 的改進，尤其是在更難以管理的高頻區。這使得可以實現更簡單
、更緊湊的設計，與其他敏感係統相比
，在總體設計上，LT8614 開關電源對濾波的要求更低。
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在時間域，LT8614 在開關節點邊沿上表現得非常好，如圖 4 所示。即使在每格4ns的情況下

，LT8614 Silent Switcher 穩壓器顯示出非常小的振鈴 (參見圖 3 中的通道 2)。LT8610 的振鈴也很好地衰減了 (圖 3 通道 1)，但是可以看到這與 LT8614 (通道 2) 相比

，LT8610 熱點環路存儲了較高能量。

圖 5 顯示了 13.2V 輸入的開關節點。可以看到，LT8614 與理想方波的偏離極小，如通道 2 所示。圖 3
、4 和 5 中的所有時間域測量結果都是用 500MHz Tektronix P6139A 探頭測得的，封閉的探頭尖端屏蔽罩連接至 PCB GND 平麵
，測試均在標準演示電路板上進行。

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除了麵向汽車環境的 42V 絕對最大輸入電壓額定值
，器件的壓差表現也非常重要。常常需要支持至關重要的 3.3V 邏輯電源以應對冷車發動情況。在這種情況下，LT8614 Silent Switcher 穩壓器保持接近 LT861x 係列的理想表現。LT8610/11/14 器件不是像其他器件那樣提供更高的欠壓閉鎖電壓和最大占空比箝位，而是以低至 3.4V 的電壓工作，而且隻要有必要，就跳過若幹周期，如圖 6 所示。這樣就產生了理想的壓差表現，如圖 7 所示。

LT8614 的最短接通時間為非常短的 30ns

，即使在高開關頻率時，這也允許大的降壓比。因此
，該器件可以從高達 42V 的輸入，經過單次降壓提供邏輯內核電壓。

結論

眾所周知，汽車環境的 EMI 問題在最初設計階段需要仔細注意，以確保一旦係統開發完成能通過 EMI 測試。直到不久前，尚沒有一種確定的方法保證，通過恰當地選擇電源 IC
，就能夠輕鬆解決 EMI 問題。現在，由於 LT8614 的推出，情況發生了變化。與目前最新的開關穩壓器相比
，LT8614 Silent Switcher 穩壓器的 EMI 低 20dB 以上，同時 LT8614 還完美地提高了轉換效率。也就是說

，在不犧牲同一電路板區域的最短接通和斷開時間或效率的前提下
，在高於 30MHz 的頻率範圍內
，EMI 改善了 10 bei。wuxuteshuzujianhuopingbijiukeyishixianzhemedadegaijin，zheyiweizhezaikaiguanwenyaqishejilingyushixianlezhongdatupo。zheshiyikuantupoxingqijian
，shiqichexitongshejishinenggoujiangqichanpindezaoshengxingnengtuijindaoyigequanxinshuiping。

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