擴頻調制技術在開關電源設計中的應用

擴頻調制技術在開關電源設計中的應用
72655部隊(250022) 司朝良 趙慶軍
 
　　摘　要：介紹了多相擴頻振蕩器LTC6902的原理,并將其應用于開關電源中,以提高開關電源的EMC性能。
　　關鍵詞：擴頻調制 偽隨機二進制序列 多相振蕩器 電磁干擾

　　開關電源自問世以來,以其體積小、損耗小、效率高(一般可達80%以上)等優點,在電源領域得到了快速的發展,其應用范圍也越來越廣泛,開關電源技術已經成為電源領域中的主流技術。但應用在通信、儀器儀表等設備中時,開關電源的開關脈沖及其諧波與寄生振蕩帶來的電磁干擾(EMI),使得系統中的某些性能或指標有不同程度的下降。如何減小開關電源對系統中其它設備及外界的電磁干擾,一直是電源設計中不可回避的問題。通常情況下,根據傳播路徑的不同,開關電源產生的電磁干擾可以分為傳導干擾和輻射干擾兩大類,傳導干擾沿電源的輸入、輸出線傳播;而輻射干擾屬于射頻干擾,以空間輻射為主。針對傳導干擾和輻射干擾的不同特點,抑制EMI的傳統做法分別是采用濾波和屏蔽技術。只要設計合理,這兩種措施的效果是比較明顯的。但是,在有些場合中,卻很難滿足設計要求。目前,又出現一種降低開關電源EMI的新技術——擴頻調制技術。擴頻調制技術原本是應用于無線通信領域中的一種新技術,但將其應用于開關電源(或DC/DC轉換器)的設計中,能顯著地降低開關電源的EMI,提高開關電源的電磁兼容(EMC)性能。
　　本文介紹美國凌特(Linear Technology)公司采用擴頻調制技術和偽隨機噪聲技術設計的多相擴頻振蕩器LTC6902的原理,并將其應用于開關電源中,以提高開關電源的EMC性能。
1 LTC6902的性能特點及引腳功能
　　LTC6902是一款使用方便的低功耗、多相擴頻振蕩器,它能提供兩路到四路相位不同的輸出信號;其振蕩頻率可以通過一個外部電阻(RSET)進行設定,頻率范圍為5kHz～20MHz;它還提供一種可供選用的擴頻調制(即Spread Spectrum Frequency Modulation—SSFM)工作模式,SSFM也由一個外部電阻(RMOD)進行控制。其主要的性能及特點如下:
　　(1)可編程的2相、3相或4相輸出;
　　(2)頻率范圍為5kHz～20MHz,由外部電阻RSET設置,最大頻率誤差≤2%;
　　(3)擴頻調制的頻率擴展度為0～100%,由外部電阻RMOD設置;
　　(4)啟動時間短,約為50μs～1.5ms之間;
　　(5)單電源供電:2.7V～5.5V;典型耗電400μA(V+= 3V,fOUT=1MHz時)
　　(6) 溫度穩定性達