用于工業和汽車系統的先進SoC（片上系統）解決方案的功率預算不斷增加。后續每一代SoC都會添加高功率需求器件并提高數據處理速度。這些器件需要可靠的功率，包括0.8 V（用于內核）、1.2 V和1.1 V（用于DDR3和LPDDR4）以及5 V、3.3 V和1.8 V（用于外設和輔助元件）。此外，相比傳統的PWM控制器和MOSFET所能提供的性能，先進SoC解決方案要求更高的性能。因此，SoC所需的解決方案必須更緊湊，具有更高的電流能力、更高的效率，更重要的是，出色的EMI性能。我們的Power by Linear?單芯片Silent Switcher?2降壓穩壓器恰恰可以滿足先進SoC功率預算，同時也符合SoC尺寸和熱限制要求。

面向SoC的20 V輸入、20 A解決方案

LTC7150S 提高了工業和汽車電源的高性能標準。它具有高效率、小巧的外形尺寸和低EMI特性。LTC7150S的集成MOSFET和熱管理功能可實現通過高達20 V的輸入電壓可靠連續地輸出高達20 A電流，且無需散熱器或氣流散熱，因此它非常適合用于工業、運輸和汽車應用中的SoC、FPGA、DSP、GPU和微處理器解決方案。

圖1顯示使用LTC7150S，開關頻率為1MHz時，為SoC和CPU供電的20 A、1.2 V輸出解決方案。該電路非常易于修改，以適應其他的輸出組合，包括3.3 V、1.8 V、1.1 V和0.6 V，從而充分利用LTC7150S的寬輸入范圍。LTC7150S具有可作為第一級5 V電源的輸出電流能力，支持后接多個不同輸出的后端二級開關穩壓器或LDO穩壓器。

圖1. 降壓轉換器的原理圖和效率：12 VIN 至20 A、1.2 VOUT 。

Silent Switcher 2提供出色的EMI性能

要在大電流下通過EMI規定通常會涉及復雜的設計和測試挑戰，包括在解決方案的尺寸、效率、可靠性和復雜性等眾多方面的權衡。傳統方法通過降低MOSFET開關邊沿速率和/或降低開關頻率來控制EMI。這兩種策略都需要一些性能折衷，例如效率降低、最小導通和關閉時間增加以及解決方案尺寸更大。龐大復雜的EMI濾波器或金屬屏蔽等替代緩解技術在電路板空間、元件和裝配方面增加了大量成本，并使熱管理和測試復雜化。

圖2. VIN = 14 V, VOUT = 1 V, 20 A. fSW

ADI公司專有的Silent Switcher 2架構通過集成熱回路電容可自動消除EMI，從而最大限度地減小了噪聲天線的尺寸。并且與集成MOSFET相結合，能夠顯著地減少開關節點振鈴和熱回路中存儲的相關能量，即使存在非常快的開關邊沿也不例外。因此可獲得出色的EMI性能，同時最大限度地降低交流開關損耗。LTC7150S采用Silent Switcher 2技術，可最大限度地降低EMI并實現高效率，極大地簡化了EMI濾波器的設計和布局，是噪聲敏感環境的理想選擇。LTC7150S只需在前端使用一個簡單的EMI濾波器，即可通過CISPR 22/CISPR 32傳導和輻射EMI峰值限制。圖3顯示輻射EMI CISPR 22的測試結果。

圖3. 圖2的輻射EMI性能。

高頻率、高效率適合緊湊空間

集成MOSFET、集成熱回路去耦電容、內置補償電路—所有這些都消除了系統的設計復雜性，并通過電路的簡潔性和Silient Switcher架構最大限度地減小了整體解決方案的尺寸。

得益于高性能的電源轉換，LTC7150S可提供大電流，無需額外的散熱片或氣流。LTC7150S不同于大多數解決方案，它可在高工作頻率下實現低EMI和高效率，并確保無源元件尺寸非常小。圖4顯示一個面向FPGA和微處理器應用的2 MHz解決方案，采用小尺寸的72 nH電感和陶瓷電容使解決方案非常扁平。

圖4. LTC7150S原理圖和5 V輸入至0.85 V/20 A輸出，fSW = 2 MHz時的熱性能像。

結論

工業和汽車領域應用要求提供更高智能和自動化水平以及更多檢測功能，使得電子系統數量激增，對電源性能的要求亦越來越高。除了解決方案的尺寸、高效率、熱效率、魯棒性和易用性之外，如何降低EMI已從設計后期的考慮事項提升為關鍵電源要求。LTC7150S采用Silent Switcher 2技術，能夠以緊湊的尺寸滿足嚴苛的EMI要求。集成MOSFET和熱管理功能可實現通過高達20 V的輸入電壓范圍可靠連續地輸出高達20 A的穩定電流，開關頻率范圍高達3 MHz。

審核編輯：郭婷