同步Silent Switcher转换器曾经为性能壮大、布局紧凑且宁静的 DC-DC转换设定了黄金规范。在已往5年多的时间里，咱们懂得到了少量这些低EMI同步降压和升压转换器。这些DC-DC转换器简化了在高功率、噪声敏感环境中的体系级EMC设想，比方冷启动预升压、驱动大电流LED串和低压功率放大器声音体系。与基于控制器的设想相比，单芯片（集成电源开关）升压稳压器供应了一种更紧凑的高效解决计划，平日用于5 V、12 V和24 V源电压。
集成式同步开关及其在硅芯片中的怪异结构是Silent Switcher转换器“窍门”的一部分。板载（集成式）开关能够构成异常渺小的热回路，赞助尽可能降低辐射。然则，这大概致使本钱增添，并且并不是所有使用都需求同步开关。假如只是将单个电源开关集成到硅芯片中，而且能够依附内部低成本分立式续流二极管来作为第二开关，那末开关转换器的成本会下降。这类做法在较低本钱转换器中很罕见，然则，假如低辐射异常首要，是不是依然能够云云？
带分立式续流二极管的异步转换器依然能够完成低辐射。如果在设计时分外注重热回路结构和dV/dt开关边缘速度，那末有大概应用异步转换器完成低EMI开关使用。在展频(SSFM)中集成下降辐射的额定步伐是需要的。单芯片开关稳压器，比方 LT3950 60 V、1.5 A异步LED驱动器和 LT8334 40 V、5 A异步升压转换器，每一个都在器件中集成为了单个低端电源开关，但它们依附内部续流二极管，同时依然能够完成低辐射！它的事情道理是什么呢？
图1. (A) 异步单芯片升压转换器拥有单个热回路，此中包括一个内部续流二极管。(b) Silent Switcher转换器拥有两个（相同）热回路和全集成开关。
续流二极管与死区时候的瓜葛
在单芯片转换器中集成一个而不是两个电源开关，可以使芯片尺寸减小30%到40%。芯片尺寸减小能够间接节减硅芯片本钱，当硅芯片可以或许集成到更小封装中时，能够进一步完成二次本钱下降。尽管有些PCB空间依然需求专用于内部分立式续流二极管，但这些二极管数目多、靠得住且价钱廉价。在升压转换器中，拥有低VF的肖特基二极管在高输入电压和低占空比下拥有高效率，可以说功能优于价钱低廉的低压功率FET。
缘故原由之一大概是因为死区时候。在典范的同步转换器中，在预设的死区时间内会产生电源开关体二极管导通，以避免潜伏的击穿题目。假如同步开关在主开关可以或许完整封闭以前关上，则会产生击穿，致使输出或输入（降压或升压）间接对地短路。在高开关频次及最小和最大占空比限值下，死区时候操纵会成为开关设想中的一个限定要素。应用拥有低正向电压的低成本续流二极管以后，无需再在开关中供应死区时候逻辑——异常简略。在大多数情况下，它们也优于功率开关（在死区时候时期导电）外部固有的体二极管的正电压压降。
简略结构和封装
起首，咱们能够从简略的单芯片升压转换器动手来展示基础的结构。图2中的LT3950 60 V、1.5 A LED驱动器拥有简略的PCB热回路。这个热回路（在图3中凸起表现）只包括小型陶瓷输入电容和尺寸类似的分立式续流二极管PMEG6010CEH。这些组件与LT3950 16引脚MSE封装，以及散热盘的开关引脚和GND面慎密贴合。云云足以完成低辐射吗？这当然只是公式的一部分。线焊16引脚MSE封装和慎密的热回路连系SSFM和受控精良的开关行动（开关电源过渡不会由于异常高的速率和寄生走线电感而振铃），能够完成低辐射。
图2. LT3950 (DC2788A)异步热回路包孕D1续流二极管。虽然云云，续流二极 管和输入电容仍与LT3950 16引脚MSE封装慎密贴合。凸起表现的异步开关 节点小且紧凑，但并不是不可能。开关节点的结构多是完成低辐射效果的关头。
图3. LT3950 LED驱动器是一个异步单芯片1.5 A、60 V升压转换器。升压转换器热回路（黄色凸起表现）包括一个分立式续流二极管，不会削弱高频率辐射。
接下来，能够应用异步转换器的单个开关来构成SEPIC拓扑（升压和降压），以扩大其实用性，不止局限于预期的升压用处。由于是单开关，以是很轻易断开升压转换器的热回路，并在此中增添SEPIC耦合电容，如图4和图5所示。大多数同步升压转换器的顶部和底部开关都永远连贯至单个开关节点，以是无奈转换成SEPIC。如果能多加存眷由耦合电容、续流二极管和输入电容构成的回路，那末SEPIC热回路能够坚持较小。
图4. LT8334 40 V、5 A异步单片式升压IC被用于SEPIC使用中。SEPIC转化器热回路（黄色凸起表现）包括一个分立式续流二极管和一个耦合电容，不会削弱辐射。
图5. LT8334单芯片40 V、5 A异步开关，集成到微型4 妹妹 × 3 妹妹 12引脚散热增强型DFN封装中。LT8334 SEPIC (EVAL-LT8334-AZ)的热回路结构中包括这个微型DFN、一个陶瓷耦合电容、一个陶瓷输入电容和一个小型续流二极管。
LT8334异步升压转换器中包括一个集成式5 A、40 V开关。这个单芯片升压转换器IC适宜用于构建12 V输入SEPIC转换器。图4表现标准型12 V、2 A+ SEPIC转换器，此中包括耦合电容C1和耦合电感的两个电感线圈。因为微型PMEG4030ER续流二极管D1不是间接附加在开关节点上，以是能够轻松将4.7 μF 0805陶瓷型隔直耦合电容置于二极管和开关节点之间。在EVAL-LT8334-AZ SEPIC评价板上，热回路结构坚持较小。开关节点的铜面积尽量坚持较小，而且尽量靠近开关引脚，有助于尽量下降电磁辐射骚扰。请注意，全部热回路都结构在1层，且开关节点，或许耦合电容另一侧的耦合开关节点上都没有通孔。这些开关节点应尽可能坚持较小，且尽可能靠近，以完成卓越效果。LT8334的12引脚DFN封装有助于热回路和辐射尽量坚持较小。
受控开关异常无效
单芯片包孕开关）开关转换器在与SSFM、2 MHz基波开关频次卓越的PCB结构和受控精良的开关组合历时能够无效赞助下降辐射假如它们足够无效那末大概无需应用Silent Switcher架构在低辐射方面伟大上风（Silent Switcher架构是超低辐射黄金规范假如只是为了经由过程辐射规范，并非在所有情况下需求用到）。在LT3950和LT8334中，SSFM在基波频次的基础上向上扩大约20而后以三角形的模式前往。SSFM是低EMI开关稳压器共有的一个特性。SSFM有多种范例然则每种范例整体目的疏散辐射能量，并将峰值辐射均匀辐射降低到请求的限值如下。2 MHz开关频次的一个目的是将基波开关频次配置为高于AM射频频段（530 kHz至1.8 MHz限定，使基波自身及其所有谐波发生的辐射不会滋扰射频。当不需要思量AM频段能够释怀应用更低的开关频次。
图6. LT3950受控开关回升摆率为2 V/ns降低摆率为2 V/ns，有助于在LED驱动器使用坚持高效率和低EMI简直不会发生开关节点振铃。
带栅极速度操纵的异步升压控制器
在有些情况下举行大功率DC-DC转换，需要在IC内部应用控制器低压、高电流开关这类情况下内部开关的栅极驱动器仍位于IC外部全部开关热回路会移动到IC内部。有些创意性的热回路结构大概完成由于分立式MOSFET自身的尺寸，热回路自身普通会变大。
LT8357 大功率（异步）升压控制器供应24 V、2 A (48 W)，且辐射非 常低。它以低开关频次为3.5妹妹 × 3.5妹妹 MOSFET供电完成高效转换。除了慎密的热回路以外，它还经由过程回升降低栅极操纵引脚完成边缘速度操纵缩小辐射应用一个简略的5.1 Ω电阻RP（在GATEP上）就足以下降M1功率MOSFET的开启边缘速度，并将电磁辐射骚扰保持在尽量程度。当然，一些辐射滤波器和SSFM也有助于缩小辐射。EVAL-LT8357-AZ评价额定留出了辐射屏障地位关于大部分使用大概没有需要。这个异步升压控制器与它的单片式版本异常类似拥有高功率、低EMI升压和SEPIC使用所需的所有性能。
图7. LT8357低压升压控制器拥有分立式门引脚，用于独自操纵高功率分立式MOSFET开关边缘回升降低沿。黄色方框圈出了分立式栅极引脚。
图8. 图7中的LT8357升压控制器拥有卓越的辐射服从功能，RP = 5.1 Ω，RN独自的门驱动引脚同意受控开关开启，同时供应倏地关断表示图中色彩分手暗示赤色RP = 0，RN = 5.1；黄色RP = 0，RN = 0；绿色RP = 5.1，RN = 0；蓝色RP = 5.1，RN = 5.1经由过程CISPR 25 5类辐射规范
对低EMI评价电路比方LT3950 DC2788A）进行了少量测试评价其电磁辐射和传导辐射。图9至图11表现胜利的辐射测试效果，在测试时，SSFM开启接纳12输出，330 mA电流流经25 V LED串。电流探针和电压要领CE效果都通过了异常严峻的限值规范。在开关中轻易涌现FM频段CE挑衅，但LT3950不受FM频段影响。
图9. DC2788A LT3950通过了均匀和(b)峰值CISPR 25 5类传导辐射测试（电流探针要领）。
图10. DC2788A LT3950通过了均匀和(b)峰值CISPR 25 5类传导辐射测试（电压要领）。
图11. DC2788A LT3950通过了均匀和(b)峰值CISPR 25 5类电磁辐射测试。
将开关频次配置为2 MHz（300 kHz至2 MHz可调局限如许，基波开关辐射能够坚持高于AM射频频段（530 kHz至1.8 MHz），不会致使题目，且无需在前端上加装粗笨的LC AM频段滤波器。取而代之，LT3950应用的EMI滤波器所以玲珑的高频率铁氧体磁珠。
表1. 新型低EMI单芯片升压转换器，带开关边缘速度操纵论断
同步Silent Switcher和异步单芯片开关稳压器都可以用于低辐射使用。与超高功能的Silent Switcher转换器相比，异步升压转换器本钱更低。第二个开关被低成本续流二极管替换，后者在高压下拥有必定上风可以或许灵巧从新设置为SEPIC。当功率开关边缘速度遭到精良操纵供应无限的振铃时，小型塑料封装和PCB经由经心设想的小型热开关回路地区供应低辐射。这些特点应与其余低EMI特点比方SSFM和EMI滤波器连系纵然在高功率升压控制器中，栅极驱动操纵也有助于下降陡峭开关边缘完成低辐射分外注重热回路最好顶层结构，并明智地抉择您的DC-DC转换器完成低辐射设想。
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