“تستمر ميزانية الطاقة لحلول SoC (نظام على الرقاقة) المتقدمة للأنظمة الصناعية وأنظمة السيارات في الزيادة. يضيف كل جيل لاحق من SoCs أجهزة تستهلك الطاقة ويزيد من سرعات معالجة البيانات. تتطلب هذه الأجهزة طاقة موثوقة ، بما في ذلك 0.8 فولت (للقلب) و 1.2 فولت و 1.1 فولت (لذاكرة DDR3 و LPDDR4) و 5 فولت و 3.3 فولت و 1.8 فولت (للأجهزة الطرفية والمكونات المساعدة).
“
تستمر ميزانية الطاقة لحلول SoC (نظام على الرقاقة) المتقدمة للأنظمة الصناعية وأنظمة السيارات في الزيادة. يضيف كل جيل لاحق من SoCs أجهزة تستهلك الطاقة ويزيد من سرعات معالجة البيانات. تتطلب هذه الأجهزة طاقة موثوقة ، بما في ذلك 0.8 فولت (للقلب) و 1.2 فولت و 1.1 فولت (لذاكرة DDR3 و LPDDR4) و 5 فولت و 3.3 فولت و 1.8 فولت (للأجهزة الطرفية والمكونات المساعدة).
تتطلب حلول SoC المتقدمة أداءً أعلى من وحدات التحكم في PWM و MOSFET التقليدية التي يمكن أن توفرها. لذلك ، يجب أن تكون الحلول المطلوبة لـ SoCs أكثر إحكاما ، مع قدرة تيار أعلى ، وكفاءة أعلى ، والأهم من ذلك ، أداء EMI ممتاز. ADI’s Power by Linear – Single-chip Silent Switcher – منظم التنحي 2 يمكنه تلبية ميزانية طاقة SoC المتقدمة ، ولكن أيضًا يلبي حجم SoC والقيود الحرارية.
دخل 20 فولت ، 20 حل لشركة نفط الجنوب
يرفع LTC7150S مستوى الأداء العالي في إمدادات الطاقة الصناعية والسيارات. يتميز بالكفاءة العالية ، عامل الشكل الصغير و EMI المنخفض. تتيح وحدات MOSFET المدمجة والإدارة الحرارية لـ LTC7150S إخراجًا موثوقًا ومستمرًا يصل إلى 20 أمبير من الفولتية المدخلة حتى 20 فولت بدون أحواض حرارية أو تدفق هواء ، مما يجعلها مثالية لتطبيقات SoCs والنقل والسيارات. FPGA و DSP و GPU و حلول المعالجات الدقيقة. ؟
يوضح الشكل 1 حل خرج 20 أمبير ، 1.2 فولت لتشغيل SoC ووحدة المعالجة المركزية باستخدام LTC7150S بتردد تبديل 1 ميجا هرتز. يمكن تعديل الدائرة بسهولة لتلائم مجموعات الإخراج الأخرى ، بما في ذلك 3.3 فولت و 1.8 فولت و 1.1 فولت و 0.6 فولت ، مع الاستفادة من نطاق الإدخال الواسع لـ LTC7150S. يتميز LTC7150S بقدرة إخراج تيار يمكن استخدامها كمصدر طاقة من المرحلة الأولى بجهد 5 فولت ، ويدعم منظمات التحويل ذات المرحلتين الخلفية أو منظمات LDO متبوعة بمخرجات مختلفة متعددة.
الشكل 1. محول باك التخطيطي والكفاءة: 12 VIN إلى 20 A ، 1.2 VOUT.
الشكل 2. VIN = 14 V ، VOUT = 1 V ، 20 A. fSW = 400 كيلو هرتز.
يوفر Silent Switcher 2 أداء EMI ممتازًا
غالبًا ما ينطوي تمرير لوائح EMI في التيارات العالية على تحديات معقدة في التصميم والاختبار ، بما في ذلك المقايضات في حجم الحل والكفاءة والموثوقية والتعقيد. تتحكم الطرق التقليدية في EMI عن طريق تقليل معدل حافة تبديل MOSFET و / أو تقليل تردد التبديل. تتطلب كلتا الاستراتيجيتين بعض المقايضات في الأداء ، مثل تقليل الكفاءة وزيادة الحد الأدنى من أوقات التشغيل والإيقاف وزيادة حجم الحل. تضيف تقنيات التخفيف البديلة مثل مرشحات التداخل الكهرومغناطيسي الضخمة والمعقدة أو التدريع المعدني تكلفة كبيرة في مساحة اللوحة والمكونات والتجميع ، وتعقد الإدارة الحرارية والاختبار.
تعمل بنية Silent Switcher 2 الخاصة بالأجهزة التناظرية على تقليل حجم الهوائيات المزعجة من خلال دمج مكثفات الحلقة الساخنة للتخلص تلقائيًا من EMI. وبالاقتران مع MOSFETs المدمجة ، يمكن تقليل رنين عقدة التبديل والطاقة المرتبطة بها المخزنة في الحلقات الساخنة بشكل كبير ، حتى في وجود حواف تبديل سريعة جدًا. ينتج عن هذا أداء EMI ممتاز مع تقليل خسائر تبديل التيار المتردد. بفضل تقنية Silent Switcher 2 ، يقلل LTC7150S من EMI ويحقق كفاءة عالية ، مما يبسط إلى حد كبير تصميم وتخطيط مرشح EMI ، مما يجعله مثاليًا للبيئات الحساسة للضوضاء. يمر LTC7150S بمعيار CISPR 22 / CISPR 32 الذي تم إجراؤه وإشعاعه بحد ذروة EMI مع مرشح EMI بسيط فقط في الواجهة الأمامية. يوضح الشكل 3 نتائج اختبار EMI CISPR 22 المشعة.
الشكل 3. أداء EMI المشعة من الشكل 2
تردد عالي وكفاءة عالية للمساحات المدمجة
دوائر MOSFET المتكاملة ، ومكثفات فصل الحلقة الساخنة المتكاملة ، ودائرة تعويض مدمجة – كلها تقضي على تعقيد تصميم النظام وتقليل الحجم الإجمالي للحل من خلال بساطة الدائرة وبنية Silient Switcher.
بفضل تحويل الطاقة عالي الأداء ، يمكن أن توفر LTC7150S تيارًا عاليًا بدون مشتتات حرارية إضافية أو تدفق هواء. على عكس معظم الحلول ، يحقق LTC7150S انخفاض EMI وكفاءة عالية عند ترددات التشغيل العالية ويضمن حجمًا صغيرًا جدًا للمكونات السلبية. يوضح الشكل 4 حلاً 2 ميجا هرتز لتطبيقات FPGA والمعالجات الدقيقة ، باستخدام محث 72 nH صغير ومكثفات خزفية لجعل الحل منخفضًا للغاية.
الشكل 4. صورة تخطيطية وحرارية LTC7150S لإدخال 5 فولت إلى خرج 0.85 فولت / 20 أمبير ، fSW = 2 ميجا هرتز.
ختاماً
تتطلب التطبيقات الصناعية وتطبيقات السيارات مستويات أعلى من الذكاء والأتمتة ، فضلاً عن المزيد من قدرات الكشف ، مما يؤدي إلى انفجار في عدد الأنظمة الإلكترونية وزيادة الطلب على أداء الطاقة. بالإضافة إلى حجم الحل ، والكفاءة العالية ، والكفاءة الحرارية ، والمتانة ، وسهولة الاستخدام ، فقد تم رفع كيفية تقليل التداخل الكهرومغناطيسي من اعتبار التصميم المتأخر إلى متطلبات إمدادات الطاقة الحرجة. يستخدم LTC7150S تقنية Silent Switcher 2 لتلبية متطلبات EMI الصارمة في شكل مضغوط. تتيح وحدات MOSFET المتكاملة ووظائف الإدارة الحرارية إخراجًا موثوقًا ومستمرًا للتيارات المنظمة حتى 20 أمبير عبر نطاق جهد دخل يصل إلى 20 فولت ونطاقات تردد تبديل تصل إلى 3 ميجا هرتز.