用電源變換器工作頻率的抖動(dòng)降低峰值輻射

　　DC/DC 開(kāi)關(guān)式電源變換器的設計師要面對的挑戰之一是，控制正常運行時(shí)的 EMI（電磁干擾）輻射。如果輻射太強，它們會(huì )通過(guò)電源線(xiàn)傳播，或輻射到系統中的其他裝置上，損害系統的性能。輻射的峰值一般出現在變換器的基礎開(kāi)關(guān)頻率處，各個(gè)高次諧波上的輻射強度則逐步降低，大部分輻射能量只限于基波和較低次諧波。通過(guò)對電源變換器工作頻率的調整與抖動(dòng)，可將 EMI 擴散到更寬的頻率上，從而降低峰值輻射。

　　大多數現代PWM控制器都使用外接電阻器來(lái)設定工作頻率，一般減少電阻值就可提高頻率。例如，LM5020的內部振蕩器在其編程腳（R_T）提供一個(gè)經(jīng)穩壓的 2V，將一只編程電阻器接至R_T腳即可設定R_T流出的電流。振蕩器還為內部定時(shí)電容器提供一個(gè)成比例的電流（參考文獻）。定時(shí)電容器電壓的上升周期就決定了振蕩器的頻率。

　　圖1中的外接抖動(dòng)電路包括一個(gè)采用獨立比較器的簡(jiǎn)單振蕩器，工作頻率約為 800 Hz左右。比較器IC₂的輸出態(tài)在上電時(shí)為高電平。R₁、R₂和R₃設定比較器的正輸入，其初始設定值為2.9V。電容器C₃上的電壓向正閾值爬升。

　　當比較器負輸入端的電壓達到正閾值電壓時(shí)，比較器輸出切換為低電平，從而將比較器正輸入端的閾值電壓降至2.1V。于是，電容器C₃上的電壓向新閾值斜降，當到達較低的閾值電壓時(shí)，這個(gè)周期重復。C₃上的電壓大致是一個(gè)最低值為2.1V、最高值為2.9V的三角波。

　　為了對 LM5020 控制器 PWM 振蕩器的基頻作抖動(dòng)，用 IC₂ 產(chǎn)生的三角波調制控制器R_T腳的電流。電阻器R₅設定調制抖動(dòng)的百分比。R₅的右端固定為R_T腳經(jīng)穩壓的2V電壓， 通過(guò)電容器C₂從IC₂耦合來(lái)的低頻三角波驅動(dòng)R₅的左端。對于64.9 kΩ的 R₅，通過(guò)電阻器R₅ 的峰峰電流約為12mA。在沒(méi)有連接抖動(dòng)電路時(shí)，R_T流出的穩態(tài)電流約為121mA，因此12mA p-p的抖動(dòng)電流相當于10%的總調制。

　　用LM5020控制的PWM回掃DC/DC變換器IC₁評估抖動(dòng)電路的效果。該電路的基礎工作頻率為250kHz，由控制器的R_T電阻器設定。圖2中的紅線(xiàn)表示在抖動(dòng)電路不工作的情況下，電路正輸入電源線(xiàn)上傳導的輻射。峰值輻射被窄窄地限制在250 kHz基振頻率附近，基頻處測得的振幅為-24dB。

　　圖2中的藍色跡線(xiàn)表示將抖動(dòng)電路連接到控制器的R_T輸入端后產(chǎn)生的結果?；l附近的傳導輻射被擴散，最大振幅減少了-34 dB，達到+10dB。