[發明專利]數字頻率抖動電路

無效

• 申請號: 201210466229.5
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103001491A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 周澤坤;茍超;李涅;石躍;明鑫;王卓;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于開關電源技術領域，具體涉及一種數字頻率抖動電路及該電路在開關電源中的應用。

背景技術

隨著能源的日趨緊張，對能源如何進行合理的利用越來越被提上了日程。開關電源以其效率高，熱耗小等優點得到了廣泛的應用，為了進一步減小外圍器件的成本，開關電源的頻率不斷地提高，使其高頻開關波形中含有大量的諧波，該諧波會通過傳輸線和空間電磁場向外傳播，從而造成了不可忽視的傳導和輻射干擾問題，并且電源芯片內部電路中存在的寄生電感和電容會產生較大的dv/dt和di/dt，使開關電源的電磁干擾噪聲較難消除。

為了降低電磁干擾，目前比較常采用的方法為頻率抖動技術，該技術是指開關電源的工作頻率并非固定不變，而是周期性地變化來減小電磁干擾（Electro-Magnetic?Interference，EMI），從而分散諧波干擾能量，降低EMI。

隨著對開關電源穩態和動態特性的要求日益提高，傳統的電壓控制模式與電流控制模式由于反饋環路的存在已無法滿足更高特性的要求，而滯環控制模式以其高穩定性，快速響應，高效等特點在眾多應用場合被廣泛應用。滯環控制模式包含電流滯環控制模式、電壓滯環控制模式、電壓電流雙滯環控制模式以及恒定導通時間控制模式與自適應恒定導通時間控制模式等。但由于滯環控制模式中不需要傳統的振蕩器電路，并且系統工作頻率與應用環境息息相關，所以無法采用傳統的擴頻方式改變系統工作頻率，難以實現工作頻率的抖動，造成EMI過大，影響其它模塊的正常工作。傳統的擴頻主要是利用系統的時鐘，周期性地改變振蕩器中決定頻率的充放電電流或者充放電電容，從而周期性地改變系統工作頻率，該方法使用的前提是系統中存在振蕩器。因此現有頻率抖動技術調制模式單一，結構復雜，且針對不同的系統不能做到很好的移植。

發明內容

本發明的目的是為了解決滯環控制模式中無振蕩器電路，導致無法使用現有擴頻方式降低EMI和現有頻率抖動電路調制方式單一、移植性差的問題，提出了一種數字頻率抖動電路。

本發明的技術方案是：一種數字頻率抖動電路，包括：分頻計數器和數據選擇器，具體連接關系如下：

所述分頻計數器的輸入端口作為所述數字頻率抖動電路的信號輸入端，分頻計數器輸出其輸入信號的2^N-K+1分頻、2^N-K+2分頻、2^N-K+3分頻、……、2^N分頻信號，其中，N表示分頻計數器的位數，K表示分頻計數器輸出的位數，所述分頻計數器輸出的K個分頻信號分別連接到所述數據選擇器的K位尋址信號輸入端口；數據選擇器的2^K個數據輸入端口分別連接2^K個基準電壓，數據選擇器的輸出端口作為所述數字頻率抖動電路的輸出端。

基于上述數字頻率抖動電路，本發明還提出了一種電流滯環控制模式的驅動開關電路，包括：數字頻率抖動電路、功率管、電感、采樣電阻、電流采樣電路、續流二極管、PWM比較器和驅動電路，其中，采樣電阻的一端連接電流采樣電路的反向輸入端及續流二極管的負向端口用于輸入外部的電源電壓，另外一端連接電流采樣電路的同相輸入端作為所述驅動開關電路的正向端；電感的一端作為所述驅動開關電路的負向端，電感的另一端連接續流二極管的正向端及功率管的漏極，電流采樣電路的輸出端連接PWM比較器的同相輸入端；PWM比較器的高電壓反相輸入端連接數字頻率抖動電路的輸出端，PWM比較器的低電壓反相輸入端連接外部預先設定的電壓，PWM比較器的輸出端連接驅動電路的輸入端及數字頻率抖動電路的輸入端；驅動電路的輸出連接功率管的柵極，功率管的源極接地。

基于上述數字頻率抖動電路，本發明還提出了一種恒定導通時間控制模式開關電源電路，包括：數字頻率抖動電路、第一功率管、第二功率管、電感、定時器電路、RS觸發器、第一電阻、第二電阻、PWM比較器和驅動電路，其中，第一功率管的漏極連接外部的電源電壓，源極與第二功率管的漏極及電感的一端相連，電感的另一端接第一電阻的一端并作為所述開關電源電路的輸出端，第一電阻的另一端與第二電阻的一端及PWM比較器的反相輸入端相連，第二電阻的另一端接地；PWM比較器的同相輸入端接外部的基準電壓源，PWM比較器的輸出端與RS觸發器的S端和數字頻率抖動電路的輸入端相連，數字頻率抖動電路的輸出端與定時器電路的輸入端相連，定時器電路的輸出端與RS觸發器的R端相連，RS觸發器的Q端與驅動電路的輸入端相連，驅動電路的輸出的兩個反向信號分別第一功率管和第二功率管的柵極。