當(dāng)今的大多數(shù)電子電路都需要多個(gè)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(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器是當(dāng)今各個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換級(jí)的運(yùn)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(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。

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

開(kāi)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(wèn)題可以通過(guò)系統(tǒng)中各種開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的同步來(lái)緩解。許多DC-DC轉(zhuǎn)換器IC具有SYNC引腳，可以施加時(shí)鐘信號(hào)。利用內(nèi)部鎖相環(huán)（PLL），每個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器的開(kāi)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(gè)優(yōu)雅的解決方案，但這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)是如何產(chǎn)生的呢？由于降壓轉(zhuǎn)換器會(huì)產(chǎn)生輸入側(cè)脈沖電流，因此有必要確保它們不會(huì)同時(shí)從輸入源吸收電流。相移外部SYNC時(shí)鐘信號(hào)提供了補(bǔ)救措施。這大大降低了開(kāi)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(shí)鐘發(fā)生器器件，用于控制系統(tǒng)中多個(gè)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的 SYNC 引腳。它是電源開(kāi)發(fā)人員工具箱中的有用工具之一。該時(shí)鐘器件可提供 100 kHz 至 20 MHz 之間的時(shí)鐘信號(hào)，以一定的相移分別驅(qū)動(dòng)多達(dá)四個(gè)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的 SYNC 引腳，如果需要，甚至可以使用可選的擴(kuò)頻頻率調(diào)制 （SSFM） 來(lái)降低頻域中的單個(gè)峰值。在某些應(yīng)用中，此技巧允許達(dá)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(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器首先使用自己的內(nèi)部振蕩器獨(dú)立啟動(dòng)，然后提供外部時(shí)鐘，則開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器通常不是問(wèn)題。詳細(xì)信息可在相應(yīng)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的數(shù)據(jù)手冊(cè)中找到。

圖3.利用外部時(shí)鐘發(fā)生器模塊 （例如 LTC6902） 解決時(shí)鐘問(wèn)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(gè)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，也可以采用低噪聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)。除了常規(guī)的優(yōu)化（例如，選擇合適的開(kāi)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(shí)鐘模塊也是有益的。

審核編輯：郭婷