DC-DC转换器对抗EMI

所有电子系统（包括开关稳压器）都会发出不需要的电磁辐射（称为EMI）。采用扩频脉宽调制（SSPWM）作为控制方案可增强EMI的抑制。用伪随机噪声（PN）驱动MAX1703 DC-DC转换器的外部时钟输入引脚，为稳压器提供降低EMI的扩频时钟。将干扰频率分散到很宽的范围内会降低EMI功率密度，否则EMI功率密度集中在单个时钟频率上。

电磁辐射（不需要时称为电磁干扰或EMI）几乎由所有电子系统发射，包括开关稳压器。为了抑制EMI，传统方法是用金属或磁屏蔽或两者在辐射源处阻挡辐射。对于开关稳压器，可以通过采用扩频脉宽调制（SSPWM）控制方案来进一步增强抑制。

在图1中，开关稳压器IC （U1）具有外部时钟输入。使用伪随机噪声（PN）的数字信号驱动该输入，为稳压器提供了一个降低EMI的扩频时钟。通过在很宽的范围内扩展干扰频率，该技术降低了原本集中在单个时钟频率上的EMI功率密度。

图1.为了降低EMI，这种传统的升压型DC-DC转换器采用了由PN时钟输入产生的扩频脉宽调制（SSPWM）。

PN 发生器（图 2）可在很宽的频谱上传播干扰。其关键元件是两个串联的8位移位寄存器（U2和U3），形成一个16位移位寄存器，反馈来自异或门U4A。结果是一个几乎随机（伪随机）的输出，由标称频率为650kHz的5和325的重复序列组成。D 触发器 （U<>） 将该频率除以 <>，从而向开关稳压器产生一个标称 <>kHz 扩频时钟信号。

图2.该伪随机噪声（PN）发生器为图325电路产生标称1kHz时钟信号。

台式测量显示，在约15kHz时，峰值功率密度降低了300dB。除了PN发生器吸收的9mA额外电流外，稳压器的效率保持不变。（效率为 94%，同时通过 0.5V 输入和 3V 输出提供 6.5A 电流。时域中的纹波幅度也保持不变。输出频谱显示，传统的固定频率时钟（图3）产生的噪声比扩频技术（图4）大得多。

图3.该输出噪声频谱由图1电路在固定频率控制方案下产生。

图4.与传统的固定频率方法相比，SSPWM控制方案在图1电路中产生的输出噪声更少。

审核编辑：郭婷