性能优越!杰华特JWQ5123获多家汽车客户选用

性能优越!杰华特JWQ5123获多家汽车客户选用
2022年09月30日 17:14 世纪恒凯信息网

EMI问题一直是DCDC芯片应用中令人头疼的问题,尤其在汽车应用中,传导和辐射测试的高频段,以及低频的开关频率段,都很容易发生超标的情况。

面对上述难题,杰华特表示,首页我们假设一个最恶劣的汽车应用场景,输入电压进一步升高到24V(商用车),输出电流3.5A,两层PCB板,挑战是否可以通过CISPR 25 Class 5的标准。结果,杰华特JWQ5123产品完美实现上述标准,下文看一下具体的参数。

据了解,杰华特JWQ5123是一颗汽车级60V非同步3.5A降压芯片,可以用于24V/12V的系统中,采用ESOP封装,外围参数设计简单,散热效果好,静态电流低至85uA,适用于一些低功耗的场合,如GPS tracker。

在60V的应用中,非同步的BUCK因为经济性和热表现的优势,目前还占据市场的主流。以最典型的24V转5V为例,占空比在20%左右,也就是上管导通时间占20%,下管占80%,选用同步的Buck,要提高效率,下管的Rdson大概80毫欧,3~5A的导通压降还是比较大,两个60V 80毫欧等级的Mosfet会使芯片的面积增大30%以上,同时由于两个Mosfet的发热都集中到一个芯片中,要达到比较好的热表现,Mosfet 的面积还需要进一步增加,经济性继续下降。而非同步的Buck只需要一个Mosfet,成本比较好,二极管的热量在外部,在高压应用中,在经济性和热表现上反而更加合理,唯一的缺点是环路面积增大,EMC表现会差一些。

那么有没有可能用一颗非同步的Buck在两层PCB上实现CISPR 25的最高等级 Class 5?答案是肯定的。

杰华特用JWQ5123来搭建这个电路,首先,需要比较优秀的展频技术,从源头上将EMI的噪声分摊到周边的频段中。杰华特采用独特的展频技术,相对于一般的展频,对基频的削弱更加明显。

对于DCDC来说,由于开关频率过于集中,峰值和平均值的能量相差不大。以下面这一个友商的同封装同规格的DCDC芯片A为例,也有展频功能,峰值时可以通过,但是从噪声的集中度来看,平均值时会超过限值,因为平均值的限制通常会比峰值限制低20dB。

为了直观的比较,在同一块两层PCB DEMO板上对比两颗芯片不同的展频策略,Vin=12V fSW=400kHz VOUT=3.3V RL=1Ω ,结果如下。

从传导发射测试来说,同时考虑EMI滤波器对噪声的抑制效果,可以看到好的展频的效果在低频段比较明显。

从单杆天线测试来看,不同的展频策略的结果,相差是非常大,对于展频范围和调制方式不同,结果相差非常大,JWQ5123可以增加10dB以上的裕量。

再对比完全没有展频的情况,好的展频策略总的提升非常显著。

除了展频之外,PCB的设计也是非常关键的,要考虑诸多要点。

1.输入电容靠近芯片和续流二极管,尽可能小的功率环路,只放置在Top层;

2.滤波器远离功率环路,放Bottom层;

3.满足电流能力的条件下,电感和二极管以及SW的面积尽可能小;

JWQ5123 EVB 2层PCB布局图

具体的参数和结果如下:24V输入 fSW=400kHz VOUT=3.3V RL=1Ω

可以看到在两层板的条件下,通过优秀的展频策略再加上合理的PCB布局,可以满足CISPR 25 Class 5的要求,对于解决工程师在实际设计中的问题带来很多帮助,不愧为解决EMI难题的“独门秘技”。目前,杰华特这颗产品已被多家汽车客户选用,得到市场的肯定。

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