本文讨论了怎么运用相移时延技能来对主/从(Master/Slave)装备的多个DC/DC降压稳压器进行同步。
导言
在大多数需求经过单一输入源调理多路输出电压的步降电源转化运用中，开关稳压器会在向FPGA、DSP和微处理器供给负载点(POL)电源时，施加高输入均方根(RMS)电流和噪声。为处理此问题，规划工程师通常会选用高输入滤波(但有附加本钱)，以减轻传导型电磁搅扰(EMI)和/或辐射型电磁搅扰，一起对较高的体系I2R功率损耗加以操控。
在运用音频放大器的体系中，规划工程师有必要战胜的另一个技能应战是“拍频”，亦即电源的开关DC/DC转化器之间的频差。假如拍频在100Hz到23kHz之间，则音频放大器很或许会检测到它们，并打乱体系功能。
本文讨论了怎么运用相移时延技能来对主/从(Master/Slave)装备的多个DC/DC降压稳压器进行同步。对多个转化器进行相移可防止ON时刻重叠和减小RMS电流、纹波和输入电容要求，这可改进体系电磁搅扰并进步功率功率。该办法还可消除对高输入滤波电路的需求，并处理与拍频有关的问题。
如图1所示，转化器1是“主”转化器，它为其他的“从”转化器供给设定频率。
同步多个DC/DC转化器通道比较简略和简略，但相移编程却或许是个应战。图2是同相和异相装备的DC/DC转化器的比照。两种规划均运用三相办法来供给24A输出电流。若想增大输出电流，可添加相数。在两种计划中，每个转化器均已优化为8A输出电流。左边装备为同相作业，而右侧的规划使每个相位偏移约120°。左边的3个转化器具有24A(3×8A)峰值输入纹波或12A RMS (50%占空比) 。右侧的3 个异相作业转化器的作业电流为8A或4.3A RMS(50%占空比)。
图2：同相和异相装备三相DC转化器比照。
如上文所述，运用相移技能可明显减小输入和输出电容要求。RMS输入电流由公式1规则：
其间，n为相数，L为输出电感，Fs为开关频率，k(n,D)=floor(n,D)，floor函数的返回值为小于或等于输入值的最大整数。图3显现了ΔIIN_RMS(n,D) 与占空比的联系曲线。
图3：ΔIIN_RMS(n,D) 与占空比的联系曲线。
表1总结了三个同相作业转化器和三个异相作业转化器的功能成果比照。
同步降压稳压器( 如ISL 8018)为完成异相作业供给了一种简略、低本钱的办法。主开关稳压器的SYNCHOUT特性在每个时钟周期开始时供给一个电流脉冲ISYNC。该电流源在到达1V SYNCHOUT电压后停止并放电至0V。从稳压器的SYNCIN特性的检测阈值为0.9V。当SYNCIN的每个上升沿到达0.9V时，其PHASE的ON脉冲即被触发。只需在SYNCIN至GROUND之间添加一个小而廉价的电容，即可改动SYNCHOUT电流源转化速率。
图4所示为主/从电路示意图，图5所示为其逻辑完成。相移时刻(t，单位ns)等于2.8·CPHASE(单位pF)。
电流源的完成比较简略，只需求70平方密耳的裸片面积。该面积可以调整，以完成±5%的公役。相同，SYNCIN的阈值也可调整为±0.5%。运用容值在pF范围内，只需一个具有±1%小公役的低本钱NPO或C0G介质的陶瓷电容即可。这样相移公役约为5.12%。
如上文所述，ISL8018可从主转化器或外部时钟加以同步。该特性在多个稳压器的作业频率互相很挨近时是必不可少的。图6显现了作业频率分别为f1和f2的转化器1和2。输入可见一个“拍”频(fb)，亦即f1与f2之差。假如没有阻隔的话，该fb将在GROUND呈现。输出则或许如图7所示，其间的包络即为“拍”频。
通常情况下拍频十分低，特别是在对多个电源轨运用同类型转化器时。该低水平将呈现在整个体系之中。在包括音频的核算、电信、工业或医疗设备运用中，体系的音频放大器极有或许接收到拍频噪声。如上文所述，添加共模或差分形式噪声滤波器将会添加体系规划本钱。
但是ISL8018 DC/DC转化器的SYNC特功可以经过运用多个时钟频率相同的转化器处理拍频问题。所以fb将等于0Hz，然后消除整个体系中的拍频。
结束语
比如ISL8018等DC/DC转化器可以为噪声灵敏型运用(特别是包括音频电路的运用)供给低本钱处理计划。凭借相移时延技能，在主/从装备中选用多个负载点(POL)DC/DC转化器，有助于规划工程师经过下降RMS电流、纹波和输入电容要求而优化其电源规划。
