BESCHREIBUNG

Der synchrone Abwärtsregler LT8645S/LT8646S verfügt über eine Silent-Switcher-Architektur der zweiten Generation, die darauf ausgelegt ist, die EMI-Emissionen zu minimieren und gleichzeitig einen hohen Wirkungsgrad bei hohen Schaltfrequenzen zu erzielen. Dazu gehört auch die Integration von Bypass-Kondensatoren, um alle schnellen Stromschleifen im Inneren zu optimieren und die beworbene EMI-Leistung durch Eliminierung der Layout-Empfindlichkeit zu erreichen.

Die schnellen, sauberen, überschwingungsarmen Schaltflanken ermöglichen einen hocheffizienten Betrieb auch bei hohen Schaltfrequenzen, was zu einer geringen Gesamtgröße der Lösung führt. Die Steuerung im Spitzenstrommodus mit einer minimalen Einschaltzeit von 40ns ermöglicht hohe Abwärtsverhältnisse auch bei hohen Schaltfrequenzen. Der LT8646S verfügt über eine externe Kompensation, die eine Stromteilung und ein schnelles Einschwingverhalten bei hohen Schaltfrequenzen ermöglicht.

Der Burst-Mode-Betrieb ermöglicht einen ultraniedrigen Standby-Stromverbrauch, der Pulse-Skipping-Mode erlaubt die volle Schaltfrequenz bei niedrigeren Ausgangslasten, oder der Spread-Spectrum-Betrieb kann die EMI-Emissionen weiter reduzieren.

 

FEATURES

Silent Switcher Architektur

Ultra-niedrige EMI-Emissionen auf jeder Leiterplatte

Eliminiert die Empfindlichkeit des PCB-Layouts

Interne Bypass-Kondensatoren reduzieren die abgestrahlte EMI

Optionale Spread Spectrum Modulation

Hohe Effizienz bei hoher Frequenz

Bis zu 95% Wirkungsgrad bei 1MHz, 12VIN bis 5VOUT

Bis zu 94% Wirkungsgrad bei 2MHz, 12VIN bis 5VOUT

Breiter Eingangsspannungsbereich: 3,4V bis 65V

Extrem niedriger Ruhestrom Burst Mode Betrieb

2.5μA IQ Regelt 12VIN auf 3.3VOUT (LT8645S)

Ausgangswelligkeit < 10mVP-P

Externe Kompensation: Schnelles Einschwingverhalten und Stromteilung (LT8646S)

Schnelle minimale Einschaltzeit: 40ns

Niedriger Dropout unter allen Bedingungen: 60mV bei 1A

Einstellbar und synchronisierbar: 200kHz bis 2,2MHz

Betrieb im Spitzenstrommodus

Ausgang Soft-Start und Tracking

Kleines 32-poliges 6mm × 4mm LQFN-Gehäuse

AEC-Q100 qualifiziert für Automobilanwendungen

 

ANWENDUNGEN

Automobil- und Industriebedarf

Allzweck-Abwärtsregler

GSM-Stromversorgungen

 

OPERATION

Der LT8645S/LT8646S ist ein monolithischer DC/DC-Abwärtswandler mit konstanter Frequenz und Strommodus. Ein Oszillator, dessen Frequenz über einen Widerstand am RT-Pin eingestellt wird, schaltet den internen oberen Leistungsschalter zu Beginn eines jeden Taktzyklus ein. Der Strom in der Induktivität steigt dann an, bis der Stromkomparator des oberen Schalters auslöst und den oberen Leistungsschalter ausschaltet. Der Spitzenstrom in der Induktivität, bei dem sich der obere Schalter ausschaltet, wird durch die Spannung am internen VC-Knoten gesteuert. Der Fehlerverstärker steuert den VC-Knoten, indem er die Spannung am VFB-Pin mit einer internen 0,97V-Referenz vergleicht. Wenn der Laststrom ansteigt, führt dies zu einer Verringerung der Rückkopplungsspannung im Verhältnis zur Referenz, was den Fehlerverstärker dazu veranlasst, die VC-Spannung zu erhöhen, bis der durchschnittliche Induktorstrom dem neuen Laststrom entspricht. Wenn sich der obere Leistungsschalter ausschaltet, schaltet sich der synchrone Leistungsschalter ein, bis der nächste Taktzyklus beginnt oder der Induktorstrom auf Null fällt. Wenn aufgrund von Überlastbedingungen mehr als 11A durch den unteren Schalter fließen, wird der nächste Taktzyklus verzögert, bis der Schalterstrom wieder auf ein sicheres Niveau zurückkehrt.

Das "S" in LT8645S/LT8646S bezieht sich auf die Silent-Switcher-Technologie der zweiten Generation. Diese Technologie ermöglicht schnelle Schaltflanken für einen hohen Wirkungsgrad bei hohen Schaltfrequenzen, während gleichzeitig eine gute EMI-Leistung erzielt wird. Dazu gehört die Integration von Keramikkondensatoren in das Gehäuse für VIN, BST und INTVCC. Diese Kondensatoren halten alle schnellen AC-Stromschleifen klein, was die EMI-Leistung verbessert.

Wenn der EN/UV-Pin niedrig ist, wird der LT8645S/LT8646S abgeschaltet und zieht etwa 1μA vom Eingang. Wenn der EN/UV-Pin über 1,01V liegt, wird der Schaltregler aktiv.

Um den Wirkungsgrad bei geringer Last zu optimieren, arbeitet der LT8645S/LT8646S in Situationen geringer Last im Burst-Modus. Zwischen den Bursts werden alle mit der Steuerung des Ausgangsschalters verbundenen Schaltungen abgeschaltet, wodurch der Eingangsstrom auf 1,7μA (LT8645S) bzw. 230μA (LT8646S mit BIAS = 0) reduziert wird. In einer typischen Anwendung werden 2,5μA (LT8645S) bzw. 120μA (LT8646S mit BIAS = 5VOUT) von der Eingangsversorgung verbraucht, wenn die Regelung ohne Last erfolgt. Der SYNC/MODE-Pin ist für den Burst-Modus auf Low geschaltet und kann für den Puls-Skipping-Modus auf Floating geschaltet werden. Wenn ein Takt an den SYNC/MODE-Pin angelegt wird, synchronisiert sich das Bauteil auf eine externe Taktfrequenz und arbeitet im Pulse-Skipping-Modus. Im Pulse-Skipping-Modus arbeitet der Oszillator kontinuierlich und positive SW-Übergänge sind auf den Takt abgestimmt. Bei geringer Last werden die Schaltimpulse übersprungen, um den Ausgang zu regulieren und der Ruhestrom beträgt einige hundert μA.

Um die EMI zu verbessern, kann der LT8645S/LT8646S im Spread Spectrum Modus arbeiten. Diese Funktion variiert den Takt mit einer dreieckigen Frequenzmodulation von +20%. Wenn die Frequenz des LT8645S/LT8646S beispielsweise so programmiert ist, dass sie bei 2MHz schaltet, moduliert der Spread Spectrum Mode den Oszillator zwischen 2MHz und 2.4MHz. Der SYNC/MODE-Pin sollte mit INTVCC (~3.4V) oder einer externen Versorgung von 3V bis 4V verbunden werden, um die Spread-Spectrum-Modulation mit Puls-Skipping-Modus zu aktivieren.

Um die Effizienz bei allen Lasten zu verbessern, kann der Strom für die internen Schaltkreise vom BIAS-Pin bezogen werden, wenn die Vorspannung bei 3,3V oder darüber liegt. Andernfalls werden die internen Schaltkreise Strom von VIN beziehen. Der BIAS-Pin sollte mit VOUT verbunden werden, wenn der Ausgang des LT8645S/LT8646S auf 3,3V bis 25V programmiert ist.

Der VC-Pin optimiert die Schleifenkompensation des Schaltreglers auf der Grundlage der programmierten Schaltfrequenz und ermöglicht so ein schnelles Einschwingverhalten. Der VC-Pin ermöglicht auch die gemeinsame Nutzung des Stroms und ein CLKOUT-Pin ermöglicht die Synchronisierung anderer Regler mit dem LT8646S.

Komparatoren, die die FB-Pin-Spannung überwachen, ziehen den PG-Pin auf Low, wenn die Ausgangsspannung um mehr als ±8% (typisch) vom Sollwert abweicht oder wenn ein Fehlerzustand vorliegt.

Der Oszillator reduziert die Betriebsfrequenz des LT8645S/LT8646S, wenn die Spannung am FB-Pin niedrig ist. Dieser Frequenz-Foldback hilft bei der Kontrolle des Induktionsstroms, wenn die Ausgangsspannung niedriger als der programmierte Wert ist, was beim Hochfahren oder bei Überstrombedingungen der Fall ist. Wenn ein Takt an den SYNC/MODE-Pin angelegt wird, der SYNC/MODE-Pin floatet oder DC high gehalten wird, ist das Frequency Foldback deaktiviert und die Schaltfrequenz wird nur bei Überstrombedingungen verlangsamt.