開關(guān)DC/DC電源由于其高效率，減少了散熱，延長了電池的運行時間，在現(xiàn)代電子設(shè)備中越來越受歡迎。然而，電流的快速切換使它們成為額定和傳導(dǎo)電磁干擾(EMI)的潛在來源。電磁干擾可以引起各種各樣的問題，從相對無害的對電視圖像或接收機的噪聲的增加到對關(guān)鍵應(yīng)用中電子設(shè)備操作的更嚴(yán)重的損害。

不幸的是，產(chǎn)生的電磁干擾的數(shù)量，以及它是否會產(chǎn)生重大干擾，是不容易量化的，往往要到發(fā)展的后期才知道。因此，明智的做法是主動減少潛在的電磁干擾源，以節(jié)省以后的故障排除時間。有許多技術(shù)可以顯著減少電磁干擾，但很少像在開關(guān)電源的時鐘中使用擴頻調(diào)頻(SSFM)那樣簡單。

開關(guān)穩(wěn)壓器以一個周期接一個周期的方式將功率轉(zhuǎn)移到輸出端。在大多數(shù)情況下，操作頻率要么是固定的，要么是基于輸出負(fù)載的常數(shù)。這種轉(zhuǎn)換方法在工作頻率(基頻)和工作頻率(諧波)的倍數(shù)處產(chǎn)生高振幅噪聲分量。

降低基頻和諧波噪聲分量幅度的一種方法是分散工作頻率。如果開關(guān)器的頻率使用擴頻頻率調(diào)制，則電磁干擾的能量會分布在許多頻率上，而不是集中在一個頻率及其諧波上，從而降低任何給定頻率的峰值噪聲。LTC3736-1通過集成SSFM振蕩器和雙同步開關(guān)調(diào)節(jié)器控制器來隨機調(diào)制其時鐘頻率來實現(xiàn)這一點。

電路描述

LTC3736-1是一款兩相雙同步降壓DC/DC控制器，需要很少的外部組件。其No R(SENSE) 電流模式架構(gòu)消除了對電流檢測電阻的需求并提高了效率，而無需肖特基二極管。這兩個控制器是180度的失相操作，減少了所需的輸入電容、功率損耗和噪聲。

LTC3736-1幾乎與LTC3736完全相同(參見《線性技術(shù)雜志》2004年8月刊上的“帶跟蹤的2相雙同步DC/DC控制器在緊湊的占地面積中提供高效率”)，除了LTC3736-1有一個內(nèi)置的SSFM振蕩器，可以隨機改變其開關(guān)頻率。

跟蹤輸入允許第二個輸出在啟動期間跟蹤第一個輸出(或另一個電源)，允許LTC3736-1滿足許多微處理器，fpga, dsp和其他數(shù)字邏輯電路的上電要求。LTC3736-1可以在2.7V和9.8V之間的輸入電壓下工作，并提供低規(guī)格4mm × 4mm無引線QFN封裝和24引線窄SSOP封裝。

使用LTC3736-1的典型應(yīng)用電路如圖1所示。該電路從一個3.3V輸入電源提供兩個穩(wěn)壓輸出。連接到FREQ引腳的2200pF電容用于濾波和平滑LTC3736-1內(nèi)部SSFM振蕩器頻率的突然變化。這使得穩(wěn)壓器的反饋控制回路有時間調(diào)整到頻率變化，而不會對輸出電壓紋波或調(diào)節(jié)產(chǎn)生不利影響。數(shù)字輸入控制引腳SSDIS用于禁用SSFM振蕩器并強制LTC3736-1以恒定頻率工作以進(jìn)行調(diào)試。表1總結(jié)了如何使用LTC3736-1的SSDIS和FREQ引腳。

圖2顯示了LTC3736-1在啟用和未啟用SSFM時的光譜比較。這些顯示了使用峰值測量技術(shù)的輸出電壓的頻譜分析儀視圖。如果沒有SSFM，輸出的大部分信號能量出現(xiàn)在550kHz的開關(guān)頻率及其諧波上。啟用SSFM后，能量在許多頻率中傳播，諧波峰值減弱或消失。

圖3顯示了顯示基頻的光譜放大。啟用SSFM后，輸出信號能量從450kHz到580kHz幾乎均勻分布，峰值能量比禁用SSFM時的550kHz峰值低20dB以上。換句話說，啟用SSFM后，任何特定高頻的電磁干擾能量的振幅都小于禁用SSFM時單個固定頻率的十分之一。這些較低幅度的頻率分量減少了潛在干擾的數(shù)量。

對瞬態(tài)響應(yīng)、紋波、效率或跟蹤無不利影響

實現(xiàn)SSFM切換器的最大困難之一是確保隨機變化的頻率不會導(dǎo)致調(diào)節(jié)器的控制回路變得不穩(wěn)定。這可以表現(xiàn)為顯著增加的輸出電壓和電感電流波紋，或者更糟的是，完全不穩(wěn)定和失去調(diào)節(jié)。LTC3736-1證明了這些挑戰(zhàn)已經(jīng)被克服，更好的是，外部所需要的只是連接到FREQ引腳的單個電容器。

圖4顯示了圖1中電路在啟用和不啟用SSFM時的輸出電壓紋波。請注意，由于SSFM不斷改變LTC3736-1開關(guān)頻率，因此很難使用靜態(tài)示波器快照顯示SSFM的真實行為-視頻將提供更多信息。

盡管如此，圖4中的示波器軌跡是使用“包絡(luò)”示波器函數(shù)獲得的，它顯示了隨著頻率的變化，原始波形和尾隨波形的邊緣相互融合。啟用SSFM后的峰對峰紋波確實會略有增加，但這是預(yù)料之中的，因為輸出紋波與開關(guān)頻率成反比，而且SSFM引入了一些低于單個固定550kHz頻率的頻率。盡管從這個靜態(tài)快照中不容易檢測到它，但請注意，雖然頻率在變化(可以將SSFM視為引入頻率抖動)，但占空比是恒定的。換句話說，在LTC3736-1上啟用SSFM時，沒有占空比抖動或次諧波不穩(wěn)定。

圖5比較了圖1中電路在啟用和未啟用SSFM時的效率。圖6顯示了負(fù)載步驟瞬態(tài)，圖7顯示了啟用SSFM后跟蹤啟動波形。在所有情況下，LTC3736-1的行為都不受SSFM添加的影響。

結(jié)論

LTC3736-1是一款易于使用的雙同步開關(guān)DC/DC控制器，只需要很少的外部組件。此外，它還具有一個內(nèi)部擴頻振蕩器，可以隨機改變控制器的開關(guān)頻率，為減少電源引起的電磁干擾提供了一個簡單的解決方案，否則可能需要大量且昂貴的故障排除和重新設(shè)計。