Használja ki a Silent Switcher architektúra előnyeit

Hogyan működik?

Az LT8614, LT8640 és LT8641 IC-kben használt első generációs „Silent Switcher” architektúra az alábbiak alkalmazásával csökkenti az EM-kibocsátást:
1. az IC belső szerkezete és az optimálisan elhelyezett lábak
2. jól ellenőrzött emelkedő és csökkenő élek (rising/falling edges)
3. megfelelő PCB kialakítás, amely minimalizálja a „forró hurkok“ területét a nyomtatott áramköri lapon
4. a GND impedancia minimalizálása a PCB-n
5. szórt spektrum kapcsolási frekvencia modulálásával

Az LT8609S, LT8640S, LT8643S, LT8645S áramkörökben használt továbbfejlesztett „Silent Switcher 2“ verzió még többet kínál:
1. a belső felépítés része a földelés, és a chipet és lábakat összekapcsoló vezetékek helyett réz távtartókat használtak
2. integrálja a BST és INTVcc kimenetekhez csatlakoztatott kondenzátorokat, így még inkább csökkenti a „forró hurkok” kialakulásának lehetőségét

Az emelkedési és csökkenési idő nanosekundumban mérhető, ennek ellenére a sorozat első darabja, az LT8614 élei szinte rezgésmentesek.
Minél meredekebbek a kapcsolási élek, annál több nagyfrekvenciás komponenst tartalmaz a jel. Minél nagyobb a frekvencia, annál rövidebb antenna szükséges a hatékony sugárzáshoz. Az antenna szándékosan nem része az áramkörnek, de számos rendszer vagy PCB részeként használt struktúra épp az antenna.

Sugárzás a kapcsoló feszültségszabályzóból

A sugárzás differenciál vagy közös módban történhet.
A differenciál-üzemmódú sugárzás az áramkör normál működésének, és az áramkörök által kialakított hurkok körüli áramlás eredménye. Ezek a hurkok kis hurok-antennákként működnek, amelyek túlnyomórészt mágneses mezőket sugároznak. Bár ezek a hurkok az áramkör működtetéséhez szükségesek, méretüket és területüket a tervezési folyamat során ellenőrizni kell a sugárzás minimalizálása érdekében.
A közös módú sugárzás az áramkörben található paraziták, és a vezetők feszültségcsökkenéseinek eredménye. A földimpedancián áthaladó áram feszültségcsökkenést eredményez. Amikor a kábelt csatlakoztatják a rendszerhez, ezeket a közös módú földpotenciál hajtja, ami antennákat képez, amelyek túlnyomórészt elektromos mezőt sugároznak. Mivel ezek a parazita impedanciák nem a gyártás alkalmával kerülnek bele a rendszerbe, így a dokumentációban se szerepelnek, a közös módú sugárzást ezért gyakran nehezebb megérteni és ellenőrizni.

Miért kell minimalizálni a "forró hurkok" területét?

Az IC normál működéséhez meredek kapcsolóélek szükségesek, csak a minimális sugárzás minimalizálja a hurokterületet a PCB megfelelő kialakítása révén.

Miért kell minimalizálni a GND impedanciát?

A nyáklapi GND-n futó áramok feszültségcsökkenést okoznak. A frekvencia növekedésével a csatlakozások induktivitásának köszönhetően az impedancia is megnő. Az ilyen GND-hez elég csatlakoztatni az antennát , és máris EMC gondokkal találja szembe magát.

Az elektromos mező intenzitása E = K2 f L I_cm

• f – kapcsolási frekvencia és harmonikus komponensei
• I_cm – antenna-áram
• L – antennahossz
Ha a trapézjel spektrumának borítását kombináljuk az antenna frekvenciajellemzőjével, közös-módú emissziós burkolatot kapunk.


Ha a differenciál módú kibocsátás által létrehozott elektromos mező intenzitása megegyezik a közös módúéval, akkor K1 f2 A I_dm = K2 f L I_cm. Ha kifejezzük az I_dm/I_cm arányt, akkor:

I_dm/I_cm=K₂ L/ K₁ f A = 48e6 L/f A [Henry W. Ott, Electromagnetic Engineering Compatibility]

Ha f=100MHz, a hurok kerülete: 40mm => A=127,3mm2=127,3e-6m2, a kábelhossz (antenna)= 1m, akkor: I_dm/I_cm= 3770

Más szóval, a közös módú sugárzás mechanizmusa sokkal hatékonyabb, mint a differenciál-üzemmódú sugárzási mechanizmus.
Az emisszió értékén a PCB-n a GND impedancia minimalizálásával érhetjük el.

Hogyan segít a szórt spektrum?

További Linear Technology termékkel kapcsolatos kérdésével kérjük, forduljon hozzánk bizalommal az info@soselectronic.hu címen.