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3G 4G技术 频率抖动：性能优劣由您决定 ■ 美国国家半导体 Bob Bell, Ajay Hari 摘要：本文针对满足电磁兼容性要求的功率转换器的设计挑战，提出了一 降低EMI发射10dB或更多。 个相对简单的解决方案，即采用频率抖动的电路，并具体分析了此方案的 频率抖动对降低高频(几兆 实用性。该方法可适用于3G技术应用。 赫兹)非谐波发射起到的作用微乎 关键词：EMC；功率转换器；频率抖动 其微。这些发射是由于寄生LC电 路、二极管反向恢复电流等在交换 引言 来越低。 节点的振铃导致的。添加缓冲器、 设计满足电磁兼容性(EMC) 抖动振荡器频率会导致功率转 栅极驱动电阻器或使用软恢复二极 要求的功率转换器对于工程师来 换器不在单个固定频率下工作，而 管是降低这些发射的常见的解决方 说，会是一个艰巨的挑战。没有 是在变化的频带上工作。由于EMI 法。 什么可以替代良好的规划、设计 发射分布在较广的频率范围而不是 此外，抖动振荡器将给输出 和滤波步骤。通常直到开发过程 在窄带频率下工作，因此可降低 电压添加少量纹波。这种输出电 的后期才能测量到功率转换器的 EMI发射的峰值。此外，抖动振荡 压纹波的频率等于抖动频率，通 发射量，而那时也意味着功率转 器也将降低谐波频率(即为开关频 常远小于由于电容ESR和电感电 换器已被集成到最终完成的组件 率倍数的频率)的峰值。发射量的 流产生的输出电压纹波的频率(与 或系统中。通常情况下，这时再 减少取决于调制频率的选择(抖动 开关频率相同)。当设置正确时， 添加额外滤波元件的空间会非常 率)、抖动带宽以及接收器的分辨 抖动产生的输出纹波的幅度与额 有限，与此同时，也没有可用于 带宽。通过正确选择上述参数，可 定输出纹波的幅度相比相对较 重新设计的时间。在设计周期后 期再寻找满足EMC需求的解决方 案，可能会非常昂贵和费时。降 低峰值放射并可能满足EMC需求 的一个相对简单的方法就是采用 时钟抖动电路。这种有争议的方 法是否是“谎报技术规格”，或 者换一种角度，这种方法是否是 减少后期设计中的更改，并保证 设计时间的一种聪明的做法？ 抖动的优点和缺点 在固定频率(时钟控制)功率转 换器中，窄带发射通常发生在开 关频率，其连续谐波的能量也越 图1 低频振荡器调制PWM控制器振荡频率 50 2009.11 电子设计应用 万方数据 3G 4G Technology 低。本文后面将介绍降压转换器 环境中的这种纹波。 电阻编程控制器的 可选抖动电路附加装置 大多数现代PWM控制器使用 外部电阻来设置工作频率。通常情 况下，工作频率随电阻值的降低而 上升。控制器内部的振荡器编程引 脚(RT)被调节为恒定电压(在本文 中为2V)。连接到编程引脚的编程 电阻设置从编程引脚输出的电流 源。比例电流还被馈送到内部的定 时电容器，而定时电容器上斜坡电 压的周期决定振荡器频率。 图2 LM5088中的内置频率抖动原理图 图1所示的外部抖动电路由基 于振荡器的简单的独立比较器组 成。此振荡器的工作频率配置约 为800Hz。通电之后，比较器U2的 输出状态升高。比较器正输入的 初始阈值(由电