Skorzystaj z zalet architektury „Silent Switcher”

Jak to działa?

Pierwsza generacja architektury „Silent Switcher” wykorzystana w układach scalonych LT8614, LT8640, LT8641 zmniejsza emisję zakłóceń elektromagnetycznych poprzez:
1. specjalnie opracowaną strukturę wewnętrzną układu i optymalne rozmieszczenie pinów
2. odpowiednie sterowanie narastaniem i opadaniem krawędzi
3. odpowiedni projekt płytki drukowanej (PCB) minimalizujący obszary pętli
4. minimalizację impedancji GND na płytce PCB
5. modulację częstotliwości o szerokim widmie

Ulepszona wersja „Silent Switcher 2” zaimplementowana w układach scalonych LT8609S, LT8640S, LT8643S, LT8645S ma jeszcze więcej zalet:
1. Układ zawiera wewnętrzną płaszczyznę uziemienia i wykorzystuje miedziane słupki zamiast połączeń drutowych
2. Układ wykorzystuje wewnętrzne kondensatory podłączone do pinów BST i INTVcc na potrzeby dalszego minimalizowania obszarów pętli.

Czas narastania i opadania mieści się w zakresie ns, jednak pierwszy obwód tej serii, LT8614, posiada krawędzie przełączania, które niemal nie wykazują dzwonienia. Im bardziej ostre krawędzie przełączania, tym więcej elementów wysokoczęstotliwościowych zawiera sygnał. Z kolei im wyższa częstotliwość, tym krótsza antena wymagana jest na potrzeby skutecznej emisji. Celowo nie dodajemy anten do układów, ale wiele elementów składowych systemu lub PCB działa jak anteny

Emisja z przetwornicy napięcia

Emisja promieniowania może wystąpić zarówno jako składowa różnicowa, jak i składowa wspólna.
Emisja jako składowa różnicowa jest wynikiem normalnej pracy układu i pochodzi od prądu płynącego wokół pętli uformowanych przez przewody w układzie. Pętle te działają jak małe anteny pętlowe emitujące głównie pola magnetyczne. Pomimo, że te pętle sygnałowe są niezbędne, aby zapewnić działanie układu, ich wielkość i powierzchnia muszą być kontrolowane w trakcie projektowania w celu zminimalizowania emisji promieniowania.
Emisja jako składowa wspólna jest wynikiem zakłóceń w obwodzie i powstaje wskutek spadku napięcia w przewodach. Prąd przepływający przez impedancję uziemienia powoduje spadek napięcia. Przewody podłączone do układu wzbudzane są przez potencjał masy składowej wspólnej, tworząc anteny, które emitują głównie pola elektryczne. Ponieważ te impedancje pasożytnicze nie są celowo dodawane do układu lub wymienione w dokumentacji, emisja składowej wspólnej jest często trudniejsza do zrozumienia i kontroli.

Dlaczego należy zminimalizować obszar pętli?

Ostre krawędzie przełączania wymagane są dla zwykłej pracy układu scalonego. Jedynym sposobem zminimalizowania emisji promieniowania jest minimalizacja obszaru pętli poprzez prawidłowe projektowanie PCB.

Dlaczego należy minimalizować impedancję GND?

Prąd płynący przez impedancję GND tworzy spadki napięcia. Wraz ze wzrostem częstotliwości wzrasta również impedancja z powodu indukcyjności ścieżek GND. Po podłączeniu anteny do GND, powstaje problem emisji EMC. Antena taka możne być krótkim dipolem.

Natężenie pola elektrycznego E = K2 f L I_cm

• f – częstotliwość przełączania i jej harmoniczne
• I_cm – prąd anteny
• L – długość anteny
Gdy połączymy obwiednię widma sygnału trapezoidalnego z charakterystyką częstotliwości anteny, otrzymamy obwiednię emisji promieniowania składowej wspólnej.


Jeżeli natężenie pola elektrycznego wytwarzane przez emisję składowej różnicowej jest takie samo, jak w składowej wspólnej, K₁ f² A I_dm = K₂ f L I_cm. Dzieląc I_dm/I_cm otrzymujemy:

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

Dla f=100MHz, obwód pętli 40mm => A=127,3mm²=127,3e-6m², i długości przewodu (anteny) 1m I_dm/I_cm= 3770

Innymi słowy, mechanizm emisji składowej wspólnej jest znacznie bardziej skuteczny niż mechanizm emisji składowej różnicowej.
Aby zminimalizować emisję składowej wspólnej musimy zminimalizować impedancję GND.

W jaki sposób zadziała rozszerzone widmo?

W celu uzyskania dodatkowych informacji na temat produktów firmy Linear Technology, prosimy o kontakt pod adresem info@soselectronic.pl