用電源變換器工作頻率的抖動降低峰值輻射

　　DC/DC 開關式電源變換器的設計師要面對的挑戰之一是，控制正常運行時的 EMI（電磁干擾）輻射。如果輻射太強，它們會通過電源線傳播，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關頻率處，各個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。通過對電源變換器工作頻率的調整與抖動，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）提供一個經穩壓的 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電容器提供一個成比例的電流（參考文獻）。定時電容器電壓的上升周期就決定了振蕩器的頻率。

　　圖1中的外接抖動電路包括一個采用獨立比較器的簡單振蕩器，工作頻率約為 800 Hz左右。比較器IC₂的輸出態在上電時為高電平。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，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，這個周期重復。C₃上的電壓大致是一個最低值為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，用 IC₂ 產生的三角波調制控制器R_T腳的電流。電阻器R₅設定調制抖動的百分比。R₅的右端固定為R_T腳經穩壓的2V電壓， 通過電容器C₂從IC₂耦合來的低頻三角波驅動R₅的左端。對于64.9 kΩ的 R₅，通過電阻器R₅ 的峰峰電流約為12mA。在沒有連接抖動電路時，R_T流出的穩態電流約為121mA，因此12mA p-p的抖動電流相當于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中的紅線表示在抖動電路不工作的情況下，電路正輸入電源線上傳導的輻射。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中的藍色跡線表示將抖動電路連接到控制器的R_T輸入端后產生的結果?；l附近的傳導輻射被擴散，最大振幅減少了-34 dB，達到+10dB。