當(dāng)今的大多數(shù)電子電路都需要多個電源電壓。20年前，通用5 V電源電壓足以滿足TTL邏輯和系統(tǒng)中其他所有需求。例如，如今，微控制器的輸入/輸出（I/O）需要2.5 V，內(nèi)核需要0.9 V，傳感器需要3.3 V。接口也需要不同的電壓;例如，5 V 用于 USB。為了獲得最大的能效，開關(guān)穩(wěn)壓器是當(dāng)今各個DC-DC轉(zhuǎn)換級的運行方式。

圖1所示為典型的電源轉(zhuǎn)換架構(gòu)。

圖1.12 V電源軌上的各種開關(guān)穩(wěn)壓器。

如果系統(tǒng)中運行著具有不同開關(guān)頻率的各種開關(guān)穩(wěn)壓器，則您不僅會看到頻譜中每個各自的基頻及其諧波，還會看到與各種開關(guān)穩(wěn)壓器頻率之間的差異相對應(yīng)的拍頻。

開關(guān)穩(wěn)壓器輸入端產(chǎn)生的輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射問題可以通過系統(tǒng)中各種開關(guān)穩(wěn)壓器的同步來緩解。許多DC-DC轉(zhuǎn)換器IC具有SYNC引腳，可以施加時鐘信號。利用內(nèi)部鎖相環(huán)（PLL），每個DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率將自身設(shè)置為該提供頻率。

圖2.降壓轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生輸入側(cè)脈沖電流。

這是一個優(yōu)雅的解決方案，但這個時鐘信號是如何產(chǎn)生的呢？由于降壓轉(zhuǎn)換器會產(chǎn)生輸入側(cè)脈沖電流，因此有必要確保它們不會同時從輸入源吸收電流。相移外部SYNC時鐘信號提供了補救措施。這大大降低了開關(guān)穩(wěn)壓器輸入側(cè)的傳導(dǎo)輻射。

LTC?6902 是一款小型附加時鐘發(fā)生器器件，用于控制系統(tǒng)中多個開關(guān)穩(wěn)壓器的 SYNC 引腳。它是電源開發(fā)人員工具箱中的有用工具之一。該時鐘器件可提供 100 kHz 至 20 MHz 之間的時鐘信號，以一定的相移分別驅(qū)動多達四個開關(guān)穩(wěn)壓器的 SYNC 引腳，如果需要，甚至可以使用可選的擴頻頻率調(diào)制 （SSFM） 來降低頻域中的單個峰值。在某些應(yīng)用中，此技巧允許達到不同的EMC規(guī)格。

圖 3 示出了圖 1 中采用 LTC6902 多相振蕩器的電源架構(gòu)。它提供 5 V 的電壓。該電壓由將12 V轉(zhuǎn)換為5 V的降壓轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生。如果開關(guān)穩(wěn)壓器首先使用自己的內(nèi)部振蕩器獨立啟動，然后提供外部時鐘，則開關(guān)穩(wěn)壓器通常不是問題。詳細信息可在相應(yīng)開關(guān)穩(wěn)壓器的數(shù)據(jù)手冊中找到。

圖3.利用外部時鐘發(fā)生器模塊 （例如 LTC6902） 解決時鐘問題的方法。

除了 LTC6902 4 相器件外，還有 LTC6908（一款兩相器件）和 LTC6909（一款 8 相器件）。

如果一塊板上有多個開關(guān)穩(wěn)壓器，也可以采用低噪聲系統(tǒng)設(shè)計。除了常規(guī)的優(yōu)化（例如，選擇合適的開關(guān)穩(wěn)壓器IC、優(yōu)化電路板布局和添加各種濾波器）之外，使用額外的時鐘模塊也是有益的。

審核編輯：郭婷