通过同步开关稳压器降低噪声

当今的大多数电子电路都需要多个电源电压。20年前，通用5 V电源电压足以满足TTL逻辑和系统中其他所有需求。例如，如今，微控制器的输入/输出（I/O）需要2.5 V，内核需要0.9 V，传感器需要3.3 V。接口也需要不同的电压;例如，5 V 用于 USB。为了获得最大的能效，开关稳压器是当今各个DC-DC转换级的运行方式。

图1所示为典型的电源转换架构。

图1.12 V电源轨上的各种开关稳压器。

如果系统中运行着具有不同开关频率的各种开关稳压器，则您不仅会看到频谱中每个各自的基频及其谐波，还会看到与各种开关稳压器频率之间的差异相对应的拍频。

开关稳压器输入端产生的辐射发射和传导发射问题可以通过系统中各种开关稳压器的同步来缓解。许多DC-DC转换器IC具有SYNC引脚，可以施加时钟信号。利用内部锁相环（PLL），每个DC-DC转换器的开关频率将自身设置为该提供频率。

图2.降压转换器产生输入侧脉冲电流。

这是一个优雅的解决方案，但这个时钟信号是如何产生的呢？由于降压转换器会产生输入侧脉冲电流，因此有必要确保它们不会同时从输入源吸收电流。相移外部SYNC时钟信号提供了补救措施。这大大降低了开关稳压器输入侧的传导辐射。

LTC®6902 是一款小型附加时钟发生器器件，用于控制系统中多个开关稳压器的 SYNC 引脚。它是电源开发人员工具箱中的有用工具之一。该时钟器件可提供 100 kHz 至 20 MHz 之间的时钟信号，以一定的相移分别驱动多达四个开关稳压器的 SYNC 引脚，如果需要，甚至可以使用可选的扩频频率调制 （SSFM） 来降低频域中的单个峰值。在某些应用中，此技巧允许达到不同的EMC规格。

图 3 示出了图 1 中采用 LTC6902 多相振荡器的电源架构。它提供 5 V 的电压。该电压由将12 V转换为5 V的降压转换器产生。如果开关稳压器首先使用自己的内部振荡器独立启动，然后提供外部时钟，则开关稳压器通常不是问题。详细信息可在相应开关稳压器的数据手册中找到。

图3.利用外部时钟发生器模块 （例如 LTC6902） 解决时钟问题的方法。

除了 LTC6902 4 相器件外，还有 LTC6908（一款两相器件）和 LTC6909（一款 8 相器件）。

如果一块板上有多个开关稳压器，也可以采用低噪声系统设计。除了常规的优化（例如，选择合适的开关稳压器IC、优化电路板布局和添加各种滤波器）之外，使用额外的时钟模块也是有益的。

审核编辑：郭婷