所有電子系統(包括開關穩壓器)都會發出不需要的電磁輻射(稱為EMI)。采用擴頻脈寬調制(SSPWM)作為控制方案可增強EMI的抑制。用偽隨機噪聲(PN)驅動MAX1703 DC-DC轉換器的外部時鐘輸入引腳,為穩壓器提供降低EMI的擴頻時鐘。將干擾頻率分散到很寬的范圍內會降低EMI功率密度,否則EMI功率密度集中在單個時鐘頻率上。
電磁輻射(不需要時稱為電磁干擾或EMI)幾乎由所有電子系統發射,包括開關穩壓器。為了抑制EMI,傳統方法是用金屬或磁屏蔽或兩者在輻射源處阻擋輻射。對于開關穩壓器,可以通過采用擴頻脈寬調制(SSPWM)控制方案來進一步增強抑制。
在圖1中,開關穩壓器IC (U1)具有外部時鐘輸入。使用偽隨機噪聲(PN)的數字信號驅動該輸入,為穩壓器提供了一個降低EMI的擴頻時鐘。通過在很寬的范圍內擴展干擾頻率,該技術降低了原本集中在單個時鐘頻率上的EMI功率密度。
圖1.為了降低EMI,這種傳統的升壓型DC-DC轉換器采用了由PN時鐘輸入產生的擴頻脈寬調制(SSPWM)。
PN 發生器(圖 2)可在很寬的頻譜上傳播干擾。其關鍵元件是兩個串聯的8位移位寄存器(U2和U3),形成一個16位移位寄存器,反饋來自異或門U4A。結果是一個幾乎隨機(偽隨機)的輸出,由標稱頻率為650kHz的5和325的重復序列組成。D 觸發器 (U<>) 將該頻率除以 <>,從而向開關穩壓器產生一個標稱 <>kHz 擴頻時鐘信號。
圖2.該偽隨機噪聲(PN)發生器為圖325電路產生標稱1kHz時鐘信號。
臺式測量顯示,在約15kHz時,峰值功率密度降低了300dB。除了PN發生器吸收的9mA額外電流外,穩壓器的效率保持不變。(效率為 94%,同時通過 0.5V 輸入和 3V 輸出提供 6.5A 電流。時域中的紋波幅度也保持不變。輸出頻譜顯示,傳統的固定頻率時鐘(圖3)產生的噪聲比擴頻技術(圖4)大得多。
圖3.該輸出噪聲頻譜由圖1電路在固定頻率控制方案下產生。
圖4.與傳統的固定頻率方法相比,SSPWM控制方案在圖1電路中產生的輸出噪聲更少。
審核編輯:郭婷
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