5G时代电源设计关键 如何破解电源系统的挑战及对策

茂宣企业应用工程经理郭永汉。

5G时代来临，对于电源系统设计而言，系统效能的提升意谓更为艰钜的挑战，5G的高速通讯界面使用导致高频率开关式(Switch)电源设计更为困难。

例如，一般而言，快速开关是有利的，因为可以显着降低开关模式电源中的切换损耗，然而快速开关转换也会带来负面影响，像是EMI的增加，因此开关电源开发工程师必须在高频率范围内，想办法在小型化、高效率及低电磁辐射间之间找到良好的折衷方案。

取舍高效率及低EMI，不再为难

ADI代理商茂宣企业应用工程经理郭永汉指出，ADI推出的Silent Switcher技术，能够让快速的切换产生最小的电磁辐射。这项技术能使快速开关边缘的电磁辐射大幅降低，高达40dB(10,000倍)，因此，工程师可开发出具有超快边缘且仅有最小EMC问题的开关电源。

在大多数情况下，Silent Switcher元件毋需为了减少EMI而降低开关转换速度。藉由Silent Switcher技术，工程师在最大转换效率和最小电磁干扰之间的左右为难，获得极大程度的减轻。

使用Silent Switcher稳压器，可透过两个输入电压接脚上的对称输入电容来识别。Silent Switcher技术非常要求将输入电容对称布局，以发挥相互抵消的优势。然而，如何确保在设计及整个生产过程中的正确布局？使用Silent Switcher 2稳压器可以做到。

Silent Switcher 2稳压器能够进一步减少EMI。透过将电容(VIN电容、INTVCC和升压电容)整合到LQFN封装中，可以消除EMI性能对PCB布局的敏感性，进而可以放置到尽可能靠近接脚的位置。所有热回路和接地层都在内部，所以能将EMI降至最低，并且进一步缩减解决方案的总占板面积。

此外，Silent Switcher 2技术还可以改善热性能。LQFN倒装芯片封装上的多个大尺寸接地裸露焊垫，有助于封装透过PCB散热。消除高电阻键合线且能提高转换效率。

Silent Switch 1+2，优化效率和热性能

ADI推出采用专有Silent Switch 2架构的产品包括LT8650S、LT8652S和LT8653S等，它们是双通道4A/8.5A/2A同步降压Silent Switcher转换器。这些产品支持叠加式输出配置，可满足大电流应用。输出可根据系统需要进行并联配置，以提升或降低输出电流，同时优化热性能。

这些产品采用Silent Switcher 2技术，整合旁路电容，可确保PCB布局稳定并实现较低EMI，并且满足CISPR25标准要求，其他特性包括低静态电流Burst Mode，支持轻负载运作；单通道最高提供12A(LT8652S)；以及频率可调、可同步(300kHz至3MHz)等。

善加利用ADI提供的电源元件，工程师可在有限且不断缩小的电路板空间、紧张的设计周期、严格的电磁干扰(EMI)规范(CISPR 32和CISPR 25)等限制下突破难关，打造具备高效率和良好热性能的电源产品。