DC-DC轉換器對抗EMI

所有電子系統(tǒng)（包括開關穩(wěn)壓器）都會發(fā)出不需要的電磁輻射（稱為EMI）。采用擴頻脈寬調制（SSPWM）作為控制方案可增強EMI的抑制。用偽隨機噪聲（PN）驅動MAX1703 DC-DC轉換器的外部時鐘輸入引腳，為穩(wěn)壓器提供降低EMI的擴頻時鐘。將干擾頻率分散到很寬的范圍內會降低EMI功率密度，否則EMI功率密度集中在單個時鐘頻率上。

電磁輻射（不需要時稱為電磁干擾或EMI）幾乎由所有電子系統(tǒng)發(fā)射，包括開關穩(wěn)壓器。為了抑制EMI，傳統(tǒng)方法是用金屬或磁屏蔽或兩者在輻射源處阻擋輻射。對于開關穩(wěn)壓器，可以通過采用擴頻脈寬調制（SSPWM）控制方案來進一步增強抑制。

在圖1中，開關穩(wěn)壓器IC （U1）具有外部時鐘輸入。使用偽隨機噪聲（PN）的數字信號驅動該輸入，為穩(wěn)壓器提供了一個降低EMI的擴頻時鐘。通過在很寬的范圍內擴展干擾頻率，該技術降低了原本集中在單個時鐘頻率上的EMI功率密度。

圖1.為了降低EMI，這種傳統(tǒng)的升壓型DC-DC轉換器采用了由PN時鐘輸入產生的擴頻脈寬調制（SSPWM）。

PN 發(fā)生器（圖 2）可在很寬的頻譜上傳播干擾。其關鍵元件是兩個串聯(lián)的8位移位寄存器（U2和U3），形成一個16位移位寄存器，反饋來自異或門U4A。結果是一個幾乎隨機（偽隨機）的輸出，由標稱頻率為650kHz的5和325的重復序列組成。D 觸發(fā)器 （U<>） 將該頻率除以 <>，從而向開關穩(wěn)壓器產生一個標稱 <>kHz 擴頻時鐘信號。

圖2.該偽隨機噪聲（PN）發(fā)生器為圖325電路產生標稱1kHz時鐘信號。

臺式測量顯示，在約15kHz時，峰值功率密度降低了300dB。除了PN發(fā)生器吸收的9mA額外電流外，穩(wěn)壓器的效率保持不變。（效率為 94%，同時通過 0.5V 輸入和 3V 輸出提供 6.5A 電流。時域中的紋波幅度也保持不變。輸出頻譜顯示，傳統(tǒng)的固定頻率時鐘（圖3）產生的噪聲比擴頻技術（圖4）大得多。

圖3.該輸出噪聲頻譜由圖1電路在固定頻率控制方案下產生。

圖4.與傳統(tǒng)的固定頻率方法相比，SSPWM控制方案在圖1電路中產生的輸出噪聲更少。

審核編輯：郭婷