具擴展頻譜頻率調制的低EMI DC/DC穩壓器電路

同樣的設計設置將用作采用LTC6909時(shí)的基準。4相并聯(lián)的μModule系統，在40A時(shí)以12V輸入、1.5V輸出運行，同時(shí)它可正常工作的最大電流高達48A。多相同步可降低一些EMI，但可能還不足以滿(mǎn)足嚴格的EMI規范要求。用一個(gè)頻譜分析儀來(lái)檢查當前系統的頻率諧波。觀(guān)察到的基頻和諧波范圍為150kHz~30MHz。分辨帶寬是9kHz。結果如圖2所示。對單個(gè)諧波頻率的觀(guān)察表明當前系統具體的輸出值。視具體的EMI要求的不同，這些諧波尖峰可能超過(guò)規范要求，無(wú)法取得合格證書(shū)。

LTC6909上的擴展頻譜頻率調制通過(guò)連續改變μModule的時(shí)鐘頻率，強制輻射能量分散開(kāi)以改善EMI，防止該能量停留在任何接收器頻帶內。 μModule開(kāi)關(guān)輻射的紋波是產(chǎn)生不需要的頻譜諧波的罪魁禍首。LTC6909擴展頻譜頻率調制功能通過(guò)一個(gè)偽隨機噪聲信號，將能量擴展到一個(gè)寬的頻帶上，從而降低峰值電磁輻射，以降低諧波幅度。

用擴展頻譜頻率調制降低EMI

通過(guò)控制MOD引腳，LTC6909可以非常容易地設置擴展頻譜頻率調制。要啟動(dòng)擴展頻譜頻率調制，MOD引腳處于浮動(dòng)狀態(tài)，一個(gè)頻率(大約 700kHz，由一個(gè)電阻器設置)由32個(gè)調制速率分頻。這是一個(gè)中間設置，可以很好地描述擴展頻譜頻率調制。圖3所示為頻譜分析儀上的測試結果，可以觀(guān)察到在諧波頻率上有10dB的幅度降低。

令人驚奇的是，對該系統進(jìn)一步的分析表明，在使用擴展頻譜頻率調制時(shí)，輸出紋波沒(méi)有受到非常大的影響。有和沒(méi)有擴展頻譜頻率調制的性能比較如圖4和圖5所示。比較兩圖中的峰峰值，觀(guān)察到的變化是很小的。如果仍不信服，可進(jìn)行另一個(gè)測試-負載瞬態(tài)響應測試，以進(jìn)一步確證。

頗有爭議的一點(diǎn)是，由于擴展頻譜頻率調制的頻率不斷變化，可能使負載瞬態(tài)響應變差。而當20A負載步進(jìn)時(shí)，對輸出進(jìn)行的負載瞬態(tài)測試顯示，擴展頻譜頻率調制根本不影響響應時(shí)間。響應波形的時(shí)間和峰峰值都類(lèi)似。

結語(yǔ)

在12V輸入、1.5V輸出、40A、4相μModule DC/DC開(kāi)關(guān)穩壓器設計采用擴展頻譜頻率調制時(shí)，可將EMI降低10dB。這一設計利用多相同步和擴展頻譜頻率調制，以產(chǎn)生明顯的效果，如降低輸出電容器電壓額定值、降低紋波和降低EMI。此外，擴展頻譜頻率調制非常易于在LTC6909上實(shí)現，以實(shí)現擴展頻譜頻率調制型工作模式。這個(gè)設計非常有效，是一種快速降低電池干擾的方法。