[發明專利]實現頻率抖動控制功能的電路結構

無效

• 申請號: 201210309015.7
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102832803A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 田劍彪;王換飛;俞明華;朱振東;李若琪;王彥新
• 申請（專利權）人: 紹興光大芯業微電子有限公司
• 主分類號: H02M1/44
• 分類號: H02M1/44;H03K5/13
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及電路結構技術領域，特別涉及集成電路技術領域，具體是指一種實現頻率抖動控制功能的電路結構。

背景技術

開關電源由于較高的dv/dt和di/dt、電路中存在的寄生電容和寄生電感使開關電源的電磁干擾噪聲難以消除。從傅氏級數展開可以從理論上證明這些諧波能量的相對集中性（只在有限的頻點上存在能量）。在工程上通常這種缺陷可以在EMI測試時可以被發現，其表現為這些諧波噪聲呈窄帶分布，在某些頻點上容易超出EMI規范限值，而在其他頻點上卻存在較大的裕量。傳統的EMI解決方案是減小變壓器漏感或者是減小分布電容或者是增加一些濾波電路等。這些方案在一般情況下也是有效的。但它存在缺點：工藝難以實現、造成較高的成本壓力、即使解決了一部分問題，但是設計裕量通常有限，系統兼容性有限。針對這個問題人們開始從EMI設備的測試原理和EMI能量產生的角度去分析，設法讓這部分諧波能量在頻譜上相對連續分布，即能量在頻譜上呈寬帶分布，這樣就可以有效的將相對集中的諧波能量“平均化”，以滿足EMI測試的需求。由此產生了頻率抖動技術，顧名思義，頻率抖動就是開關并非工作在單一頻點上，而是在不同時刻不斷變化的，這樣這些開關工作造成的離散的諧波能量就變得相對連續了起來，這種能量在頻譜上相對集中到相對“平均化”的過程被稱作“頻譜搬移”。

如圖1所示，為現有的抖頻電路的示意圖。其中，隨機信號發生器產生隨機信號SX（包括S1、S2、S3、S4）來控制開關管QX（包括Q1、Q2、Q3、Q4）的通斷;I_ref為振蕩器充放電電流基準。振蕩器的充放電電流與I_ref成比例；XI（包括1I、2I、4I、8I）為微擾電流。通過開關控制微擾電流源的通斷來與I_ref求和給振蕩器的充放電電流造成擾動；振蕩器產生震蕩時鐘信號。它所產生的振蕩時鐘頻率受I_ref與XI的和的影響。

傳統的頻率抖動技術雖然較好地改善了EMI特性，但是由于頻率抖動的存在也帶來了一些不良的因素，例如，系統輸出紋波的增大。由于系統工作時頻率在不斷的變化，而這種變化又是無規律可循的，這樣就很容易造成頻率的“突變”（指頻率在極短的時間內有一個較大的變化），而系統的反饋又是有延時的，那么當頻率發生突變時由于系統反饋的不及時就會帶來更大的輸出紋波。

振蕩器工作頻率的突變具體表現在，開關管QX的開通或者關斷狀態是隨機的，它們可能是全部開通或者全部關斷，也可能是部分開通部分關斷，而這種部分開通和部分關斷也是不確定的，所以微擾電流是在0～15I之內隨機變化的，一次變化的最大幅度是15I，比如0變成15I或者15I變成0。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種能夠在有效地改良EMI特性的同時，又可解決現有技術中由于頻率突變帶來的系統輸出紋波增大的問題，且結構簡單，成本低廉，應用范圍較為廣泛的一種實現頻率抖動控制功能的電路結構。

為了實現上述的目的，本發明的實現頻率抖動控制功能的電路結構具有如下構成：

該電路結構包括：參考電流源、振蕩器、多級分頻器、多級異或門、數模轉換模塊和多個晶體管。其中，參考電流源產生基準電流I_ref；振蕩器連接所述的參考電流源，產生振蕩時鐘信號；多級分頻器連接所述的振蕩器，對所述的振蕩時鐘信號進行分頻處理，獲得多級低頻信號；多級異或門連接所述的多級分頻器，根據所述的多級低頻信號運算得到多路開關控制數字信號；數模轉換模塊連接所述的多級異或門，將所述的多路開關控制數字信號轉換為多路開關控制模擬信號；多個晶體管中的各晶體管的基極均連接所述的多路開關控制模擬信號中的一路，各晶體管的集電極連接一路微擾電流，各晶體管的發射極均連接所述的振蕩器的輸入端。

該實現頻率抖動控制功能的電路結構中，所述的多級分頻器為五級分頻器，包括順序級聯連接的第一分頻器、第二分頻器、第三分頻器、第四分頻器和第五分頻器，所述的第一分頻器的輸入端連接所述的振蕩時鐘信號，且后級分頻器的輸入端連接前級分頻器的第一路輸出端，所述的第一分頻器的第二路輸出端DF1、第二分頻器的第二路輸出端DF2、第三分頻器的第二路輸出端DF3、第四分頻器的第二路輸出端DF4及所述的第五路分頻器的輸出端DF5均連接所述的多級異或門的輸入端。