使用外部時(shí)鐘對 RTQ6363 進(jìn)行同步控制

最近介紹的 60V/0.5A~5A 非同步高壓 Buck 轉(zhuǎn)換器 RT（Q）636x 系列（供工業(yè)和商業(yè)系統(tǒng)使用）和 RTQ296x-QA 系列（供車用系統(tǒng)使用）都具有時(shí)鐘信號外同步的功能，當(dāng)時(shí)的文章是這樣來提及此問題的：

“ 使用外部時(shí)鐘對 RTQ6363 進(jìn)行同步控制

前文已經(jīng)說過可用一只電阻對 RTQ6363 的工作頻率進(jìn)行設(shè)定，這只電阻需要連接在 RT/SYNC 和 GND 之間。如果需要讓 RTQ6363 的開關(guān)動作和外部時(shí)鐘信號同步，可以將該時(shí)鐘信號輸入 RT/SYNC 端，但是要求該時(shí)鐘信號的頻率必須高于連接在 RT/SYNC 和 GND 之間的電阻所設(shè)定的工作頻率且介于 300kHz~2.2MHz 之間，而且該時(shí)鐘信號的正脈沖寬度必須大于 20ns，其低電平部分的電壓必須低于 0.5V 、高電平部分的電壓必須高于 2V 而低于 6V。在接入外部時(shí)鐘信號后，上橋開關(guān)導(dǎo)通的觸發(fā)信號將來源于該時(shí)鐘信號的下降沿，但是否導(dǎo)通及其導(dǎo)通時(shí)間將取決于回路控制本身的需要?！?/p>

假如我們要同步控制的對象是 RTQ2960-QA（其功能從本質(zhì)上和 RTQ6363 是一樣的），提供外部時(shí)鐘的系統(tǒng)和它的連接關(guān)系可以如下圖所示：

由于圖中由 RRT 設(shè)定的 RTQ2960 的工作頻率為 500kHz，外部接入的時(shí)鐘信號的頻率便必須高于 500kHz，所以我給這個(gè)時(shí)鐘源設(shè)定的頻率范圍便是 500kHz~2.2MHz，總之其數(shù)據(jù)必須高于 RTQ2960 本身的工作頻率，否則想實(shí)現(xiàn)同步的目的便不能實(shí)現(xiàn)。

有讀者留言詢問在什么情形下需要使用外同步，對這個(gè)問題的答案我是沒有什么實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的，因?yàn)閺奈唇?jīng)歷過，有過的僅僅是思考，即完全是從理論的角度出發(fā)進(jìn)行的推理，下面就把這些思考后的幾個(gè)答案提供給讀者參考。

第一種，你需要在系統(tǒng)工作的過程中改變 RTQ2960 的工作頻率，其意義可能是要避免 DC/DC 的工作頻率對其他系統(tǒng)的工作發(fā)生影響。例如，當(dāng)你把 RTQ2960 和一個(gè)廣播接收機(jī)放在一起工作的時(shí)候，雖然 RTQ2960 已經(jīng)有擴(kuò)頻工作模式可以降低其開關(guān)工作頻率對廣播頻段帶來的影響，這種擴(kuò)頻模式可以像一個(gè)經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練的槍手一樣讓射出的子彈均勻分布在一片目標(biāo)區(qū)域，絕對不像電視劇里的狙擊高手一樣能讓所有的子彈都穿過同一個(gè)位置，卻以另外一種規(guī)律體現(xiàn)其作為高手的能力，從而能將電磁輻射功率均勻分布在一段頻帶上而不是在一個(gè)頻點(diǎn)上無限累加，但是你在實(shí)用中還是發(fā)現(xiàn)存在相同頻段的干擾問題，這時(shí)候就可以使用一個(gè)由 CPU 控制的時(shí)鐘信號發(fā)生器來控制 RTQ2960 的工作頻率，使這個(gè)頻率及其倍頻都遠(yuǎn)離你的廣播接收系統(tǒng)的接收頻率，甚至可以使它遠(yuǎn)高于你使用的廣播頻段，因?yàn)橹胁ㄕ{(diào)幅廣播的頻段都在低于或等于 1710kHz 的地方，而 RTQ2960 的外同步工作頻率最高可達(dá) 2.2MHz。如果你使用的是調(diào)頻廣播接收系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的最低工作頻率也有 64MHz（俄羅斯的數(shù)據(jù)，我國的是 87MHz），這時(shí)就可以將 RTQ2960 的工作頻率設(shè)定到盡可能低的地方如 300kHz 以減輕其高次倍頻對調(diào)頻頻段的影響。

第二種情形，你可能在使用 RTQ2960 的時(shí)候既想利用其低頻工作開關(guān)損耗低的特性，又想利用其高頻工作輸出電壓紋波低的特性，這時(shí)候就可以根據(jù)不同的情況靈活調(diào)整外部同步時(shí)鐘的信號頻率，從而在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候得到自己想要的特性。

第三種情形，你使用多顆 RTQ296x 系列的器件來為你的系統(tǒng)供電，但是你發(fā)現(xiàn)為它們供電的電源上存在較大的低頻紋波，而這種紋波居然與各個(gè) RTQ296x 的工作頻率之間的差拍有關(guān)，因?yàn)椴煌?RTQ296x 因?yàn)橐愿髯圆煌墓?jié)奏工作，這時(shí)候便在一些時(shí)段出現(xiàn)了電流輸入脈沖的相互疊加，又有一些時(shí)段里的電流脈沖是分時(shí)出現(xiàn)的，前者便形成較大的輸入電流尖峰，后者的輸入電流則比較平坦，當(dāng)供電源內(nèi)阻低的時(shí)候其影響還比較小，當(dāng)供電源內(nèi)阻比較大時(shí)，輸入電壓的紋波也比較大了，這時(shí)候就可以考慮使用統(tǒng)一的時(shí)鐘來同步各個(gè) RTQ296x 的工作節(jié)奏，使它們能夠分別在不同的時(shí)隙從供電電源取電，就像我們曾經(jīng)介紹過的多相 Buck 轉(zhuǎn)換器那樣工作，這樣便可以取得最均衡的效果，使對供電電源的要求最低化，而各個(gè) RTQ296x 的工作效果以及它們之間的相互影響也最小化了。

在上圖所示的電路中，我將同一個(gè)時(shí)鐘信號分別通過一個(gè)反相器和一個(gè)緩沖器以后引入兩個(gè) RTQ2960 的 SYNC 端，假如原始的時(shí)鐘信號正好是占空比為 50% 的方波，反相器和緩沖器導(dǎo)致的時(shí)延也都相同，則這兩顆 RTQ2960 所得到的時(shí)鐘信號便是剛好相差 180 度，這將導(dǎo)致這兩顆 RTQ2960 的上橋開關(guān)的導(dǎo)通開始時(shí)間也剛好相差 180 度。經(jīng)過這樣的處理，這兩顆 RTQ2960 因?yàn)楣ぷ鞫鴰淼妮斎腚娏骶捅痪鶆虻胤稚㈤_了，與它們各自的負(fù)載特性一點(diǎn)關(guān)系都沒有，由此導(dǎo)致的輸入電壓紋波也是最小的，成功達(dá)成了最初想要達(dá)成的目標(biāo)。

如果上述的兩相工作還不能滿足你的需求，你自然可以設(shè)計(jì)出其他的分頻系統(tǒng)來構(gòu)成更多的分相工作機(jī)制，直至滿足你的需求為止。由于實(shí)際的應(yīng)用總是千差萬別的，你的實(shí)際系統(tǒng)可能會有不同的需求，你完全可以在這些需求的基礎(chǔ)上去設(shè)計(jì)自己想要的東西，只要不違背基本的物理原理便好。當(dāng)有了全新的設(shè)計(jì)以后，各個(gè)單元電路的元件參數(shù)通常需要重新考慮，你需要從最壞的情況入手去進(jìn)行計(jì)算，以便最后得到的東西能滿足所有條件下的要求。

編輯：hfy