擴頻降低EMI的DC/DC穩壓器電路設計

引言

　　在密集排列的系統電路板上，開關模式DC/DC穩壓器具有較低的熱耗散。然而，電流的快速切換、定義不完備的布局、電感器等組件的放置和選擇使組成的電路有可能成為主要的EMI(電磁干擾)源。此外，當多個DC/DC開關模式穩壓器并聯潛在的干擾和噪聲問題可能惡化。如果所有組件都在類似的頻率工作(切換)，能量都集中在一個頻率上。這種能量的存在可能成為一個隱憂，尤其是當PC板上其余的IC及其它系統電路板互相靠得很近，易受這種輻射能量的影響時。一種解決方案是，將這種能量擴展到很多頻率，而不是集中在一個頻率，從而降低其幅度和強度。

　　這種方案采用了一個擴展頻譜頻率調制(SSFM)時鐘。運用擴頻方法來降低EMI，旨在使時鐘保持運動狀態。穩固時鐘是一個供相鄰器件和符合性測試設備進行鎖定的簡易目標，并為它們提供在固定時鐘頻率或其諧波上累積發射信號能量所需的時間。此外，一種特殊的模塊化DC/DC開關模式穩壓器系統可為密集排列的電路板提供大功率、低熱量以及低EMI電源解決方案。使用在一個基片上的模塊化和預組裝DC/DC開關模式穩壓器電路的好處是，通過恰當地接地和最大限度地縮短電流環路，同時在一個寬開關頻率范圍內工作來優化布局，并實現鎖相環功能。就最好結果而言，這類器件應該在一個小的封裝中包含所有需要的組件，例如電感器、DC/DC穩壓器、MOSFET和補償電路。

　　一種利用微型模塊(µModule) DC/DC開關穩壓器(即完整的DC/DC開關穩壓器系統級封裝)的新技術可實現具低EMI、低輸出及輸入紋波電流的大電流模塊化負載點穩壓器。

　　采用4個μModule穩壓器提供48A最大輸出電流、1.5V輸出電壓

　　有些應用集中于用4個并聯的μModule穩壓器取代單個開關，這將通過多相同步降低峰值開關電流。這些開關是由一個相位變化的時鐘從外部驅動的。每個開關的接通時刻之間都是有間隔的，從而在輸入中產生均勻的電流分布。在這種大功率系統中，電壓紋波降低了。同步并聯穩壓器的關鍵優勢是，由于消除了輸入和輸出中的紋波電流，減小了輸入和輸出電容器的尺寸，從而消除了對大容量電容器的需求。

　　圖1所示的設計原理圖中采用了凌力爾特公司最新的多相振蕩器LTC6909。這個新振蕩器與以前的LTC6902振蕩器之間的主要差別是，LTC6902最多有4個輸出，而LTC6909有8個輸出、8個相位以及卓越的擴展頻譜頻率調制，這種調制方法有效提高了電磁兼容性能。