扩频调制技术在开关电源设计中的应用

扩频调制技术在开关电源设计中的应用
72655部队(250022) 司朝良 赵庆军
 
　　摘　要：介绍了多相扩频振荡器LTC6902的原理,并将其应用于开关电源中,以提高开关电源的EMC性能。
　　关键词：扩频调制 伪随机二进制序列 多相振荡器 电磁干扰

　　开关电源自问世以来,以其体积小、损耗小、效率高(一般可达80%以上)等优点,在电源领域得到了快速的发展,其应用范围也越来越广泛,开关电源技术已经成为电源领域中的主流技术。但应用在通信、仪器仪表等设备中时,开关电源的开关脉冲及其谐波与寄生振荡带来的电磁干扰(EMI),使得系统中的某些性能或指标有不同程度的下降。如何减小开关电源对系统中其它设备及外界的电磁干扰,一直是电源设计中不可回避的问题。通常情况下,根据传播路径的不同,开关电源产生的电磁干扰可以分为传导干扰和辐射干扰两大类,传导干扰沿电源的输入、输出线传播;而辐射干扰属于射频干扰,以空间辐射为主。针对传导干扰和辐射干扰的不同特点,抑制EMI的传统做法分别是采用滤波和屏蔽技术。只要设计合理,这两种措施的效果是比较明显的。但是,在有些场合中,却很难满足设计要求。目前,又出现一种降低开关电源EMI的新技术——扩频调制技术。扩频调制技术原本是应用于无线通信领域中的一种新技术,但将其应用于开关电源(或DC/DC转换器)的设计中,能显著地降低开关电源的EMI,提高开关电源的电磁兼容(EMC)性能。
　　本文介绍美国凌特(Linear Technology)公司采用扩频调制技术和伪随机噪声技术设计的多相扩频振荡器LTC6902的原理,并将其应用于开关电源中,以提高开关电源的EMC性能。
1 LTC6902的性能特点及引脚功能
　　LTC6902是一款使用方便的低功耗、多相扩频振荡器,它能提供两路到四路相位不同的输出信号;其振荡频率可以通过一个外部电阻(RSET)进行设定,频率范围为5kHz～20MHz;它还提供一种可供选用的扩频调制(即Spread Spectrum Frequency Modulation—SSFM)工作模式,SSFM也由一个外部电阻(RMOD)进行控制。其主要的性能及特点如下:
　　(1)可编程的2相、3相或4相输出;
　　(2)频率范围为5kHz～20MHz,由外部电阻RSET设置,最大频率误差≤2%;
　　(3)扩频调制的频率扩展度为0～100%,由外部电阻RMOD设置;
　　(4)启动时间短,约为50μs～1.5ms之间;
　　(5)单电源供电:2.7V～5.5V;典型耗电400μA(V+= 3V,fOUT=1MHz时)
　　(6) 温度稳定性达