作者：ADI現場應用工程師Frederik Dostal
當前大多數電子電路都需要多個電源電壓。20年前，通用5V電源電壓足以滿足TTL邏輯和系統中所有其他部分的需求。如今，微控制器的輸入/輸出(I/O)需要2.5V，內核需要0.9V，傳感器需要3.3V。接口也需要不同的電壓，例如USB為5V。為了盡可能提高能源效率，目前的各個DC-DC轉換級應用中都會使用開關穩壓器。
圖1顯示了一個典型電源轉換架構。
圖1.12V電源軌上的各種開關穩壓器
如果在系統中使用多種不同開關頻率的開關穩壓器，則在頻譜中不僅會看到各自的基頻及其諧波，還會看到與不同開關穩壓器的頻率之差相對應的拍頻。
通過讓系統中的不同開關穩壓器同步，可以緩解開關穩壓器輸入端產生的輻射發射和傳導發射問題。許多DC-DC轉換器IC具有SYNC引腳，可將時鐘信號提供給該引腳。借助內部鎖相環(PLL)，每個DC-DC轉換器的開關頻率設置為所提供的頻率。
圖2.降壓轉換器產生輸入側脈沖電流
這是一個很不錯的解決方案，但此時鐘信號如何產生？由于降壓轉換器會產生輸入側脈沖電流，因此確保它們不會同時從輸入源汲取電流是有意義的。相移的外部SYNC時鐘信號在這里提供了一種補救措施。這大大降低了開關穩壓器輸入側的傳導發射。
ADI LTC6902是一款小型附加時鐘發生器，用于控制系統中多個開關穩壓器的SYNC引腳。它是電源開發人員工具箱中的有用工具之一。該時鐘器件可以提供100kHz至20MHz的時鐘信號，以一定的相移分別驅動多達四個開關穩壓器的SYNC引腳，而且如果需要，甚至可以使用可選的展頻(SSFM)來降低頻域中的個別峰值。在某些應用中，通過這個技巧可以滿足不同的EMC要求。
圖3.使用LTC6902等外部時鐘發生器模塊解決時鐘問題
圖3顯示了圖1中采用LTC6902多相振蕩器的電源架構。它由5V電壓供電。該電壓由一個將12V轉換為5V的降壓轉換器產生。對于開關穩壓器，如果它們首先使用自己的內部振蕩器獨立啟動，然后再提供外部時鐘，則一般不會有問題。詳細信息可在相應開關穩壓器的數據手冊中找到。
除了4相器件LTC6902之外，還有2相器件LTC6908和8相器件LTC6909。
如果一片電路板上有多個開關穩壓器，也可以實現低噪聲系統設計。除了通常的優化（例如選擇合適的開關穩壓器IC、優化電路板布局、添加各種濾波器），使用額外的時鐘模塊也可能有益。
關于作者
Frederik Dostal曾就讀于德國埃爾蘭根大學微電子學專業。他于2001年開始工作，涉足電源管理業務，曾擔任各種應用工程師職位，并在亞利桑那州鳳凰城工作了4年，負責開關模式電源。他于2009年加入ADI公司，并在慕尼黑ADI公司擔任電源管理現場應用工程師。 |
