同步板载变换器的开关频率是一种日益流行的控制电磁干扰(EMI)和避免节拍频率的方法。不幸的是，频率同步会给输入电容带来额外的压力。幸运的是，有一个简单的解决方案——改变阶段的同步信号到每个转换器。
在描述解决方案之前，我们需要了解问题的来源。从电源到转换器的电流主要是直流电，但转换器的输入电容提供一个不连续的脉冲电流。因此，选择合适的电容器是一个简单的问题，设计所需的纹波和均方根电流。
但当一块板上有多个转换器时，设计师可能会收到不愉快的惊喜。任何一个转换器都不会只吸收纸上指定的电容作为输入电容的电流。当然，大多数电流将来自最近的低阻抗源。然而，电路板上的其他低阻抗源将根据电容和转换器之间的寄生阻抗贡献一部分所需的电流。
在同步系统中，所有的变流器脉冲电流是同时绘制的。因此，电容器必须处理较大的均方根电流。值得注意的是，电容器等效串联电阻(ESR)中的功率耗散与均方根电流的平方成正比。因此，与只有一个转换器的操作相比，电容器的热应力超出了预期。这降低了可靠性，增加了传导排放剖面中的噪声峰值。
幸运的是，相移提供了一个简单的解决方案。时钟边缘被延迟，因此它们在时钟周期内的不同时间到达不同的转换器。这减轻了输入电容中脉冲电流的重叠，降低了它们的均方根电流。
移相同步时钟可以用模拟电路或fpga完成，但它们增加了组件和开发成本。幸运的是，有几种集成了同步和移相的数字脉宽调制(PWM)控制器（图1）．
1.PowerXR系统是一个独特的四通道数字PWM控制器，提供时钟同步和移相。
证明这个问题
图2证明了充电电感器的电流是在只有一个通道工作的情况下，所有四组输入电容的电流之和。在本例中，转换为12v到1v，负载为11a。波形显示通过电感的电流加上来自所有四个输入电容的电流。标签是电容电流和电感电流。
2.一个工作通道的充电电感电流是所有四个通道的输入电容电流的总和。这说明了一个给定的输出有多个电容提供脉冲电流的问题。
在图2中，没有使用相移，所以电流脉冲I_L1通过I_L4同时发生。这将在I_Cin1中产生一个单独的大“爆发”。在图1中，相移被应用于电流脉冲的去同步，导致四倍的脉冲，更低的振幅。
所有在一起,现在!
现在我们看到了一个转换器的问题，我们可以观察多个工作转换器对输入电容的影响。PowerXR控制器被重新配置为典型的高功率嵌入式设计，从12v输入输出如下:
频道1:1.8 V 3.5 A
频道2:1.2 V, 9.4 A
通道3:2.5 V 4.9 A
Channel 4: 1.0 V, 11.4 A
注意，峰值电流接近5 A, RMS电流为1.26 A (图3)．如果电容器的电流只提供通道1，则其峰值约为1.6 A, RMS电流要低得多(假设效率为90%):
3.当所有四个通道都工作且不移相时，对来自Cin1的输入电容电流的测量表明，如果由于所有四个通道源电流而不实现移相，则会出现高于预期的脉冲电流。
这并不是实际发生的事情，它需要设计师的关注。
图4显示相同的测试条件，但有一个更改。PowerXR控制器的配置使交换级处于90°失相。这可以在电感电流波形中最清楚地看到。注意通过通道1的输入电容的电流脉冲现在是在一个更高的频率和明显更低的振幅。这些变化将电容器的RMS电流降低到885毫安。这是一个51%的ESR耗散减少，与1.26 a时，相移不使用。
4.当所有四个通道都在工作并移相时，对来自Cin1的输入电容电流的测量表明，通过移相可以在给定的电容上获得更低的RMS电流，因为每个通道在不同的时间获取电流。
总结
这些结果表明，改变时钟同步信号的相位可以显著提高调节器的性能。
- 产生的热量更少，因此可靠性可能会提高。
- EMI问题被减轻，由于降低的幅度的脉冲电流在每个阶段以及增加的脉冲的有效频率
- 需要更便宜(可能更少)的电容器。
