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降低噪声小妙招:同步开关稳压器

作者:ADI现场应用工程师Frederik Dostal时间:2022-11-29来源:电子产品世界收藏

当前大多数电子电路都需要多个电源电压。20年前,通用5V电源电压足以满足TTL逻辑和系统中所有其他部分的需求。如今,微控制器的输入/输出(I/O)需要2.5V,内核需要0.9V,传感器需要3.3V。接口也需要不同的电压,例如USB5V。为了尽可能提高能源效率,目前的各个DC-DC转换级应用中都会使用开关稳压器。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202211/441034.htm

 

1显示了一个典型电源转换架构。

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1.12V电源轨上的各种开关稳压器

 

如果在系统中使用多种不同开关频率的开关稳压器,则在频谱中不仅会看到各自的基频及其谐波,还会看到与不同开关稳压器的频率之差相对应的拍频。

 

通过让系统中的不同开关稳压器同步,可以缓解开关稳压器输入端产生的辐射发射和传导发射问题。许多DC-DC转换器IC具有SYNC引脚,可将时钟信号提供给该引脚。借助内部锁相环(PLL),每个DC-DC转换器的开关频率设置为所提供的频率。

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2.降压转换器产生输入侧脉冲电流

 

这是一个很不错的解决方案,但此时钟信号如何产生?由于降压转换器会产生输入侧脉冲电流,因此确保它们不会同时从输入源汲取电流是有意义的。相移的外部SYNC时钟信号在这里提供了一种补救措施。这大大降低了开关稳压器输入侧的传导发射。

 

LTC6902是一款小型附加时钟发生器,用于控制系统中多个开关稳压器的SYNC引脚。它是电源开发人员工具箱中的有用工具之一。该时钟器件可以提供100kHz20MHz的时钟信号,以一定的相移分别驱动多达四个开关稳压器的SYNC引脚,而且如果需要,甚至可以使用可选的展频(SSFM)来降低频域中的个别峰值。在某些应用中,通过这个技巧可以满足不同的EMC要求。

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3.使用LTC6902等外部时钟发生器模块解决时钟问题

 

3显示了图1中采用LTC6902多相振荡器的电源架构。它由5V电压供电。该电压由一个将12V转换为5V的降压转换器产生。对于开关稳压器,如果它们首先使用自己的内部振荡器独立启动,然后再提供外部时钟,则一般不会有问题。详细信息可在相应开关稳压器的数据手册中找到。

 

除了4相器件LTC6902之外还有2相器件LTC69088相器件LTC6909

 

如果一片电路板上有多个开关稳压器,也可以实现低噪声系统设计。除了通常的优化(例如选择合适的开关稳压器IC、优化电路板布局、添加各种滤波器),使用额外的时钟模块也可能有益。 

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关于公司

Analog Devices, Inc.(NASDAQ: )在现代数字经济的中心发挥重要作用凭借其种类丰富的模拟与混合信号、电源管理、RF、数字与传感技术将现实世界的现象转化成有行动意义的洞察。ADI服务于全球12.5万家客户,在工业、通信、汽车与消费市场提供超过7.5万种产品。ADI公司总部位于马萨诸塞州威明顿市。 

关于作者

Frederik Dostal曾就读于德国埃尔兰根大学微电子学专业。他于2001年开始工作涉足电源管理业务曾担任各种应用工程师职位并在亚利桑那州凤凰城工作了4负责开关模式电源。他于2009年加入ADI公司,并在慕尼黑ADI公司担任电源管理现场应用工程师。



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