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42V, 6A (I_OUT), 동기식 스텝다운 사일런트 스위처 2 출시

2MHz에서 95%의 효율 및 초저 EMI/EMC 방출

최근 리니어 테크놀로지를 인수한 아나로그디바이스는 6A, 42V 입력을 지원하는 동기식 스텝다운 스위칭 레귤레이터 신제품 LT8640S을 출시한다고 밝혔다. 신제품에 적용된 독창적인 사일런트 스위처2(Silent Switcher® 2) 아키텍처는 2개의 내부 입력 커패시터를 비롯하여, 핫 루프 면적을 최소화하기 위해 내부 BST와 INTV_CC 커패시터를 사용하는 것이 특징이다. LT8640S는 안정화된 스위칭 에지와 내부 회로들이 접지면과 결합되어 있고, 본딩 와이어 대신 구리 패턴을(copper pillar)을 사용하는 설계를 채택하여 EMI/EMC 방출을 대폭 줄였다. 이처럼 향상된 EMI/EMC 성능 덕분에 보드 레이아웃에 영향을 덜 받기 때문에 설계를 간소화할 뿐 아니라 2 층 PC 보드를 사용할 때에도 위험을 줄여준다. LT8640S는 전체 부하 범위에 대해 2MHz의 스위칭 주파수로 동작하여 자동차용 CISPR 25, Class 5 피크 EMI 규격을 쉽게 통과할 수 있다. 대역확산 주파수 변조를 통해 EMI/EMC를 더욱 줄일 수도 있다.

LT8640S의 동기식 정류는 2MHz의 스위칭 주파수로 동작할 때 95%의 높은 효율을 제공한다. 3.4V ~ 42V의 넓은 입력 전압 범위를 지원하여 자동차 및 산업용 애플리케이션에 적합하다. 내장된 고효율 스위치는 0.97V의 낮은 전압에 대해 최대 6A의 연속 출력 전류와 7A의 피크 부하를 제공한다. LT8640S의 버스트 모드(Burst Mode®) 동작은 대기전류 소비량이 2.5µA에 불과해 자동차의 올웨이즈온(always-on) 시스템처럼 배터리 동작 수명이 길어야 하는 애플리케이션에 안성맞춤이다. LT8640S의 독창적인 설계는 어떠한 조건이든 100mV(1A일 때)의 매우 낮은 드롭아웃 전압 수준을 유지함으로써, 자동차 콜드 크랭크(cold-crank) 같은 상황에서 탁월한 능력을 발휘할 수 있게 해준다. 뿐만 아니라 최소 온타임(minimum on-time)도 30ns에 불과하여 16V 입력에서 1.5V 출력까지 2MHz로 일정하게 주파수 스위칭이 가능해, 설계자가 효율을 최적화할 수 있는 것은 물론 잡음에 민감한 핵심 주파수 대역을 피할 수 있게 해준다. LT8640S의 24핀, 4mm x 4mm LQFN 패키지, 높은 스위칭 주파수는 외부 인덕터와 커패시터를 소형 제품으로 사용할 수 있게 함으로써 컴팩트하고 열 효율이 우수한 풋프린트를 제공한다.

LT8640S는 하나의 다이에 통합된 필수 부스트 다이오드, 오실레이터, 제어 및 로직 회로와 함께 내부 상/하단의 고효율 전력 스위치를 사용한다. 리플이 낮은 버스트 모드 동작은 낮은 출력 전류에서 고효율을 유지하며, 출력 리플을 10mV_P-P 이하로 유지한다. 잡음이 매우 적은 동작을 요구하는 애플리케이션의 경우, LT8640S는 전체 부하 범위 걸쳐 강제 연속 모드로 동작하도록 설정할 수 있다. 스위칭 주파수는 200kHz ~ 3MHz 범위에서 프로그램 및 동기화가 가능하다. 특별한 설계 기법과 새로운 고속 프로세스가 적용되어 넓은 입력 전압 범위에서도 고효율을 제공하며, LT8640S의 전류 모드 토폴로지는 빠른 과도응답과 우수한 루프 안정성을 보장한다. 이밖에 내부 보상, 파워굿 플래그(power good flag), 출력 소프트-스타트/트래킹 및 과열 보호 같은 기능들도 포함하고 있다.

LT8640SEV는 4mm x 4mm LQFN 패키지로 제공된다. 산업용 온도 버전인 LT8640SIV는 –40°C ~ 125°C의 온도 범위에서 동작할 수 있도록 테스트를 마쳤다. 제품 가격은 1,000개 수량 기준으로 개당 4.65달러에서 시작하며, 자동차용 및 산업용 버전 모두 공급이 가능하다. 자세한 정보는 www.linear.com/product/LT8640S 참조.

LT8640S의 주요 특징
• 사일런트 스위처2 아키텍처
  o 어떤 PCB에서도 초저 수준의 EMI/EMC 방출
  o PCB 레이아웃 민감성 제거
  o V_IN, BST, INTV_CC를 위한 내부 커패시터가 EMI 방사 저감
  o 대역확산 주파수 변조
• 고주파에서 고효율
• 1MHz에서 최대 96%의 효율
• 2MHz에서 최대 95%의 효율
• 폭 넓은 입력 전압 범위: 3.4V ~ 42V
• 6A의 극대화된 연속 출력 전류와 7A의 피크 출력 전류
• 초저 대기전류를 소비하는 버스트 모드 동작
  o 2.5µA I_Q 로 12V_IN에서 3.3V_OUT까지 레귤레이팅
  o 출력 리플: < 10mV_P-P
• 빠른 최소 스위치 온타임: 30ns
• 모든 조건에서 낮은 드롭아웃: 1A일 때 100mV
• 강제 연속 모드
• 과부하 시에도 인덕터 포화 방지
• 200kHz ~ 3MHz 사이에서 조정 및 동기화 가능
• 출력 소프트-스타트 및 트래킹
• 소형 24핀 4mm × 4mm LQFN 패키지

leekh@seminet.co.kr
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