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頻率抖動電路及其開關(guān)電源的制作方法

文檔序號:7427448閱讀:225來源:國知局
專利名稱:頻率抖動電路及其開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及開關(guān)電源領(lǐng)域,尤其涉及到集成電路中的頻率抖動技術(shù)。
背景技術(shù)
由于開關(guān)電源穩(wěn)壓電路有高頻開關(guān),導(dǎo)致電路產(chǎn)生電磁干擾(EMI),EMI噪聲可以 通過輸入AC電源線傳導(dǎo)傳播,也能通過輻射傳播,這樣就會影響其他一些電子儀器,如通 訊工具、家用電器、自動控制設(shè)備等的正常工作。為了控制電磁干擾(EMI),規(guī)定了輻射能量的控制標(biāo)準(zhǔn),以保證各種儀器之間不會 由于相互干擾而影響正常工作。實際中,經(jīng)常采用濾波的方法降低電磁干擾,但是這種方法 需要芯片外置電容和電感,增加PCB板的體積和成本。發(fā)明內(nèi)容本實用新型旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種頻率抖動電路,該頻率抖動電 路對振蕩電路輸出的振蕩頻率進行延遲。本實用新型還提供了 一種產(chǎn)生頻率抖動的方法。本實用新型還提供了 一種具有頻率抖動電路的開關(guān)電源。本實用新型還提供了一種開關(guān)電源調(diào)節(jié)的方法。頻率抖動電路包括振蕩電路,產(chǎn)生振蕩頻率輸出信號;譯碼電路,所述振蕩頻率輸出信號控制所述譯碼電路產(chǎn)生若干脈沖輸出信號;延遲電路,所述振蕩頻率輸出信號經(jīng)過延遲電路,產(chǎn)生頻率抖動輸出信號,所述頻 率抖動輸出信號同所述振蕩頻率輸出信號相比延遲一段時間,所述脈沖輸出信號控制頻率 抖動輸出信號的延遲時間。其中,所述振蕩電路包括差分開關(guān)、第一電容、第一遲滯比較器和第一電流源,所 述差分開關(guān)連接第一電流源;第一遲滯比較器比較第一電容輸出的斜波電壓是否達到充電 基準(zhǔn)電壓或放電基準(zhǔn)電壓,并根據(jù)比較結(jié)果翻轉(zhuǎn)輸出振蕩頻率輸出信號;振蕩頻率輸出信 號反饋給差分開關(guān),差分開關(guān)控制第一電容的充電和放電。所述差分開關(guān)包括第一 PMOS管、第二 PMOS管、第一 NMOS管、第二 NMOS管和第一 反向器,所述第一 PMOS管,第二 PMOS管的源極連接第一電流源,第一 PMOS管的漏極連接 第一 NMOS管的漏極,第二 PMOS管的漏極連接第二 NMOS管的漏極,第一 NMOS管的漏極連接 第一 NMOS管和第二 NMOS管的柵極,第一 NMOS管和第二 NMOS管的源極接地,第二 NMOS管 的漏極和源極分別連接第一電容的兩端,第一遲滯比較器的輸入端連接第一電容,第一遲 滯比較器輸出振蕩頻率輸出信號,振蕩頻率輸出信號反饋給第二 PMOS管的柵極,振蕩頻率 輸出信號經(jīng)第一反向器反向后反饋給第一 PMOS管的柵極。其中,所述譯碼電路包括分頻器,所述振蕩電路輸出的振蕩頻率輸出信號連接分 頻器,分頻器對振蕩頻率輸出信號進行分頻,產(chǎn)生脈沖輸出信號。所述分頻器為多個,則各個分頻器串接,后一分頻器對前一分頻器的輸出進行分 頻,各個分頻器的輸出通過邏輯電路進行組合后,產(chǎn)生若干脈沖輸出信號。
4[0018]所述分頻器也可以為一個,所述分頻其產(chǎn)生脈沖輸出信號。其中,所述譯碼電路也可以是計數(shù)器,計數(shù)器輸出一個或多個脈沖輸出信號。其中,所述延遲電路包括充放電調(diào)節(jié)電路、第二電流源、第三電流源,第三PMOS 管、第三NMOS管、第二反向器和第二遲滯比較器,所述充放電調(diào)節(jié)電路的個數(shù)同脈沖輸出 信號的個數(shù)一致,所述振蕩電路輸出的振蕩頻率輸出信號通過第二反向器反向后,連接第 三PMOS管和第三NMOS管的柵極,第三PMOS管直接連接VDD或通過第一電流源連接VDD,第 三NMOS管直接接地或通過第三電流源接地,且第二電流源,第三電流源至少存在一個,所 述譯碼電路的各脈沖輸出端分別控制一個充放電調(diào)節(jié)電路進行充電或放電,各充放電調(diào)節(jié) 電路的斜波脈沖輸出端連接第三PMOS管和第三NMOS管的漏極,各充放電調(diào)節(jié)電路輸出的 斜波脈沖疊加后輸入第二遲滯比較器,第二遲滯比較器比較是否達到其翻轉(zhuǎn)電壓,輸出頻 率抖動輸出信號。所述充放電調(diào)節(jié)電路包括第四NMOS管、第五NMOS管、第二電容和第三反向器,所 述譯碼電路的脈沖輸出信號輸入第四NMOS管的柵極,脈沖輸出信號通過反向器輸入第五 NMOS管的柵極,第四NMOS管的漏極和源極連接電容的兩端,第四NMOS管的源極接地,第五 NMOS管的源極連接第四NMOS管的漏極,第五NMOS管的漏極輸出斜波脈沖。其中,所述延遲電路中的延遲時間也可以通過其它方式產(chǎn)生如通過若干脈沖輸 出信號控制調(diào)節(jié)電流的大小,對固定電容充放電產(chǎn)生;或者通過若干脈沖輸出信號控制調(diào) 節(jié)電流的大小和電容的多少產(chǎn)生;或者通過若干脈沖輸出信號控制高頻振蕩器計數(shù)產(chǎn)生; 或者通過若干脈沖輸出信號控制多級延遲電路產(chǎn)生。產(chǎn)生頻率抖動的方法,包括(1)產(chǎn)生振蕩頻率輸出信號;(2)對振蕩頻率輸出信號進行譯碼,產(chǎn)生若干脈沖輸出信號;(3)所述振蕩頻率輸出信號經(jīng)過延遲后,產(chǎn)生頻率抖動輸出信號,所述頻率抖動輸 出信號相對于所述振蕩頻率輸出信號有延遲,所述脈沖輸出信號控制頻率抖動輸出信號的 延遲時間。其中,步驟(1)實現(xiàn)方法為所述振蕩頻率輸出信號反饋給控制第一電容充放電 的差分開關(guān),當(dāng)振蕩頻率輸出信號達到第一電平時,第一電流源對第一電容進行充電,當(dāng)?shù)?一電容的斜波電壓達到放電基準(zhǔn)電壓時,振蕩頻率輸出信號翻轉(zhuǎn),第一電容開始放電,當(dāng)?shù)?一電容的斜波電壓達到充電基準(zhǔn)電壓時,振蕩頻率信號再次翻轉(zhuǎn),獲得振蕩頻率信號周期 為T的信號。其中,步驟(2)實現(xiàn)方法為所述脈沖輸出信號通過分頻器對振蕩頻率輸出信號 進行分頻產(chǎn)生。所述分頻器可以為多個,各個分頻器串接,后一分頻器對前一分頻器的輸出進行 分頻,各個分頻器的輸出通過邏輯電路進行組合后,產(chǎn)生若干脈沖輸出信號。所述分頻器也可以為一個,所述分頻其產(chǎn)生脈沖輸出信號。其中,所述步驟(2)也可以通過計數(shù)器實現(xiàn),計數(shù)器輸出一個或多個脈沖輸出信號。其中,步驟(3)實現(xiàn)方法為當(dāng)振蕩頻率輸出信號為第一電平,且脈沖輸出信號控 制對應(yīng)第二電容放電時,脈沖輸出信號對應(yīng)控制的各第二電容疊加的斜波電壓達到放電基準(zhǔn)電壓時,頻率抖動輸出信號為第一電平,且該第一電平的時間同振蕩頻率輸出信號相比 延遲一段時間,延遲時間由放電電容的數(shù)量和大小決定;當(dāng)振蕩頻率輸出信號為第二電平, 且脈沖輸出信號控制對應(yīng)第二電容充電時,脈沖輸出信號對應(yīng)控制的各第二電容疊加的斜 波電壓達到充電基準(zhǔn)電壓時,頻率抖動輸出信號為第二電平,且該第二電平的時間同振蕩 頻率輸出信號相比延遲一段時間,延遲時間由充電電容的數(shù)量和大小決定。利用本實用新型的頻率抖動電路實現(xiàn)的開關(guān)電源,包括變壓器,其主線圈一端連接直流電壓輸入,副線圈一端連接二極管,其中二極管的 另一端連接直流電壓輸出正端,副線圈另一端連接直流電壓輸出負(fù)端;功率管,其第一端連接所述變壓器的主線圈的另一端,第二端連接地,第三端連接 開關(guān)調(diào)節(jié)電路;開關(guān)調(diào)節(jié)電路,所述的頻率抖動信號和變壓器輸出端的反饋信號控制所述的開關(guān) 調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)開關(guān)信號,所述的頻率抖動信號調(diào)節(jié)開關(guān)信號的頻率,所述的反饋信號調(diào)節(jié) 開關(guān)信號的占空比;所述頻率抖動電路包括振蕩電路,所述振蕩電路產(chǎn)生振蕩頻率輸出信號;譯碼電路,所述振蕩頻率輸出信號控制所述譯碼電路產(chǎn)生若干脈沖輸出信號;延遲電路,所述振蕩頻率輸出信號經(jīng)過延遲電路,產(chǎn)生頻率抖動輸出信號,所述頻 率抖動輸出信號相對于所述振蕩頻率輸出信號有延遲時間,所述脈沖輸出信號控制振蕩頻 率延遲時間。開關(guān)電源調(diào)節(jié)的方法,包括(1)產(chǎn)生振蕩頻率輸出信號;(2)對振蕩頻率輸出信號進行譯碼,產(chǎn)生若干脈沖輸出信號;(3)所述振蕩頻率輸出信號經(jīng)過延遲后,產(chǎn)生頻率抖動輸出信號,所述頻率抖動輸 出信號相對于所述振蕩頻率輸出信號有延遲,所述脈沖輸出信號控制頻率抖動輸出信號的 延遲時間。(4)頻率抖動信號控制開關(guān)調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)連接到變壓器主線圈的功率管的輸出, 從而調(diào)節(jié)直流電壓輸出。利用本實用新型提供的頻率抖動電路、產(chǎn)生頻率抖動的方法得到的開關(guān)頻率在一 個寬的頻率范圍,使EMI設(shè)備測量到的EMI能量擴散到帶寬以外,開關(guān)頻率來回的抖動使 EMI平均噪聲降低,同傳統(tǒng)的濾波方法實現(xiàn)的頻率抖動相比降低了成本。

圖1為本實用新型的頻率抖動電路的結(jié)構(gòu)圖。圖2為本實用新型的頻率抖動電路的一種線路圖實現(xiàn)。圖3為本實用新型的頻率抖動輸出信號的頻率變化圖。圖4為利用本實用新型的頻率抖動電路實現(xiàn)的開關(guān)電源。圖5為本實用新型的頻率抖動電路的波形圖一。圖6為本實用新型的頻率抖動電路的波形圖二。圖7為本實用新型的頻率抖動電路的波形圖三。[0054]圖8為本實用新型的延遲時間產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)圖之一。圖9為本實用新型的延遲時間產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)圖之二。圖10為本實用新型的延遲時間產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)圖之三。圖11為本實用新型的延遲時間產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)圖之四。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型內(nèi)容進一步說明。如圖1所示為本實用新型的頻率抖動電路100,包括振蕩電路101,產(chǎn)生振蕩頻率輸出信號201 ;譯碼電路102,所述振蕩頻率輸出信號201控制所述譯碼電路102產(chǎn)生若干脈沖輸 出信號202,在本實施例中以產(chǎn)生三個脈沖輸出信號為例進行說明;延遲電路103,所述振蕩頻率輸出信號201經(jīng)過延遲電路103,產(chǎn)生頻率抖動輸出 信號203,所述頻率抖動輸出信號203同振蕩頻率輸出信號201相比延遲一段時間,所述脈 沖輸出信號202控制頻率抖動輸出信號的延遲時間。圖3為本實施例中的一種頻率抖動輸出信號的頻率變化示意圖。如圖2所示其中,所述振蕩電路101包括差分開關(guān)、第一電容305,第一遲滯比較器306和第一 電流源,所述差分開關(guān)連接第一電流源;第一遲滯比較器306比較第一電容輸出的斜波電 壓401是否達到充電基準(zhǔn)電壓或放電基準(zhǔn)電壓,并根據(jù)比較結(jié)果翻轉(zhuǎn)輸出振蕩頻率輸出信 號201 ;振蕩頻率輸出信號201反饋給差分開關(guān),差分開關(guān)控制第一電容的充電和放電。所述差分開關(guān)包括第一 PMOS管303、第二 PMOS管304、第一 NMOS管301、第二 NMOS 管302和第一反向器307,所述第一 PMOS管303,第二 PMOS管304的源極連接第一電流源, 第一 PMOS管303的漏極連接第一 NMOS管301的漏極,第二 PMOS管304的漏極連接第二 NMOS管302的漏極,第一 NMOS管301的漏極連接第一 NMOS管301和第二 NMOS管302的柵 極,第一 NMOS管301和第二 NMOS管302的源極接地,第二 NMOS管302的漏極和源極分別 連接第一電容的兩端,第一遲滯比較器306的輸入端連接第一電容,第一遲滯比較器306輸 出振蕩頻率輸出信號201,振蕩頻率輸出信號201反饋給第二 PMOS管304的柵極,振蕩頻率 輸出信號經(jīng)第一反向器反向后反饋給第一 PMOS管303的柵極。其中,所述譯碼電路包括分頻器,所述振蕩器輸出的振蕩頻率輸出信號201輸入 分頻器,分頻器對振蕩頻率輸出信號201進行分頻,產(chǎn)生脈沖輸出信號202。在本實施例中,所述分頻器為四個,四個分頻器串接,后一分頻器對前一分頻器的 輸出進行分頻,分別產(chǎn)生二分頻、四分頻、八分頻、十六分頻,第一分頻器分別同第二、第三、 第四分頻器的輸出端通過邏輯與非門進行組合,產(chǎn)生三個脈沖輸出信號,分別為脈沖輸出 信號202a、脈沖輸出信號202b、分頻脈沖輸出信號202c,在本實施例中202c,202b,202a三 個脈沖輸出信號的編碼按下列順序循環(huán):111、111、111、110、111、101、111、100、111、011、 111、010、111、001、111、000,在具體應(yīng)用中,脈沖輸出信號的編碼不受上述舉例的限制。其中,本實施例中,所述延遲電路103包括三個充放電調(diào)節(jié)電路,第二電流源,第 三電流源,第三PMOS管317,第三NMOS管318,第二反向器316和第二遲滯比較器331,所述 振蕩電路101輸出的振蕩頻率輸出信號201通過第二反向器316反向后,連接第三PMOS管317和第三NMOS管318的柵極,第三PMOS管317直接連接VDD或通過第一電流源連接VDD, 第三NMOS管318直接接地或通過第三電流源接地,且第二電流源,第三電流源至少存在一 個,所述譯碼電路102的各脈沖輸出端分別控制一個充放電調(diào)節(jié)電路進行充電或放電,各 充放電調(diào)節(jié)電路的斜波脈沖輸出端406連接第三PMOS管317和第三NMOS管318的漏極, 各充放電調(diào)節(jié)電路輸出的斜波脈沖疊加后輸入第二遲滯比較器331,第二遲滯比較器331 比較是否達到其翻轉(zhuǎn)電壓,輸出頻率抖動輸出信號203。所述充放電調(diào)節(jié)電路包括第四NMOS管、第五NMOS管、第二電容和第三反向器,所 述譯碼電路102的脈沖輸出信號輸入第四NMOS管的柵極,脈沖輸出信號通過反向器輸入第 五NMOS管的柵極,第四NMOS管的漏極和源極連接電容的兩端,第四NMOS管的源極接地,第 五NMOS管的源極連接第四匪OS管的漏極,第五NMOS管的漏極輸出斜波脈沖。由于譯碼電 路102的脈沖輸出信號202的狀態(tài)不斷變化,所述延遲電路103的邊沿延遲時間不斷變化, 從而使得頻率抖動輸出信號203的邊沿頻率也在不斷變化,同時由于譯碼電路102的脈沖 輸出信號202為周期的脈沖信號,在一定的周期后,頻率抖動輸出信號的邊沿頻率在周期 結(jié)束后又回到初始狀態(tài)。本實用新型所述的遲滯比較器306、331可以由兩個比較器和RS觸發(fā)器構(gòu)成,也可 以由斯密特觸發(fā)器和反向器構(gòu)成。所述斜坡脈沖406的斜坡斜率由上升電流I1或下降電流I2和電容值nC共同決 定,所述的上升電流I1或下降電流I2的大小由鏡像電流源產(chǎn)生,即du/dt = I1AiC和du/dt =_I2/nC。所述的電容nC由所述的分頻脈沖輸出信號202a、202b、202c的數(shù)字狀態(tài)控制以 及各個充放電調(diào)節(jié)電路中的電容大小決定,在本實施例中三個第二電容的電容值分別為C、 2C、4C。振蕩頻率輸出信號201的上升沿到所述的頻率抖動輸出信號203的上升沿的時間 長度即延遲時間,延遲時間計算如下Atm = IiCV1Alt5作為一個實施例,設(shè)最小延遲時間 為Δ、= CV1A1,于是可計算得上升延遲時間順序為0,0,Atr,0,2Atr,0,3Atr,0,4Atr, 0,5Δ、,0,6Δ、,0,7Δ、,0,相應(yīng)的上升沿周期的順序為 T,T,T+Atr, T-Atr, Τ+2 Δ tr, Τ-2 Δ tr, Τ+3 Δ tr, Τ-3 Δ tr, Τ+4 Δ tr, Τ_4 Δ tr, Τ+5 Δ tr, Τ_5 Δ tr, Τ+6 Δ tr, Τ_6 Δ tr, Τ+7 Δ tr,
Τ-7Δ、,如圖5所示。一般地A、<<T,f = 1/T,A/;=|/,則相應(yīng)的上升沿頻率變化
順序為 f,f, f- Δ fr, f+ Δ fr, f-2 Δ fr, f+2 Δ fr, f-3 Δ fr, f+3 Δ fr, f-4 Δ fr, f+4 Δ fr, f-5 Δ fr, f+5 Δ fr, f-6 Δ fr, f+6 Δ fr, f-7 Δ fr, f+7 Δ fr。同理,所述斜坡脈沖406的斜坡下降至基準(zhǔn) 電壓V2時,所述的頻率抖動輸出203經(jīng)過遲滯比較器331翻轉(zhuǎn)。從所述的振蕩頻率輸出 201的下降沿到所述的頻率抖動輸出203的下降沿的時間長度即延遲時間,延遲時間計算 如下Atdn = IiC(VDD-V2)/I2。作為一個實施例,所述的脈沖輸出202c、202b、202a的數(shù)字狀 態(tài)按 001,000,010,000,011,000,100,000,101,000,110,000,111,000,000,000 的順序循 環(huán)。設(shè)最小延遲時間為Atd = C(VDD-V2)/12,于是可計算得下降延遲時間順序為0,0,Atd, 0,2Atd,0,3Atd,0,4Atd,0,5Atd,0,6Atd,0,7Atd,0,相應(yīng)的下降沿周期的順序為 T,T, T+ Δ td, T- Δ td, Τ+2 Δ td, Τ-2 Δ td, Τ+3 Δ td, Τ-3 Δ td, Τ+4 Δ td, Τ_4 Δ td, Τ+5 Δ td, Τ_5 Δ td,
Τ+6 Δ td,Τ-6 Δ td,Τ+7 Δ td,Τ_7 Δ td。一般地 Δ td << Τ,f = 1/Τ,Δ/;=爭 /,則相應(yīng)的
上升沿頻率變化順序為 f, f, f" Δ fd, f+ Δ fd, f-2 Δ fd, f+2 Δ fd, f-3 Δ fd, f+3 Δ fd, f-4 Δ fd, f+4 Δ fd, f-5 Δ fd, f+5 Δ fd, f-6 Δ fd, f+6 Δ fd, f-7 Δ fd, f+7 Δ fd。[0073]在上述實施例中,上升沿頻率變化順序與下降沿頻率變化順序是一致的,只是最 小頻率變化值不一樣。在實際中,頻率變化可以不按照十進制碼計數(shù)的順序變化。如圖6 所示將NMOS管318的源端直接接地實現(xiàn)的波形圖,頻率抖動輸出信號只有上升延遲時。如 圖7所示將PMOS管317的源端直接接電源端VDD實現(xiàn)的波形圖,頻率抖動輸出信號只有下 降延遲時。其中,所述延遲電路103中的延遲時間也可以通過其他方式產(chǎn)生如通過若干脈 沖輸出信號控制調(diào)節(jié)電流的大小,對固定電容充放電產(chǎn)生,如圖8所示;或者通過若干脈沖 輸出信號控制調(diào)節(jié)電流的大小和電容的多少產(chǎn)生,如圖9所示;或者通過若干脈沖輸出信 號控制高頻振蕩器計數(shù)產(chǎn)生,如圖10所示;或者通過若干脈沖輸出信號控制多級延遲電路 產(chǎn)生,如圖11所示。在實際應(yīng)用中,利用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)的延遲電路還有很多種。如圖4所示,頻率抖動電路應(yīng)用在開關(guān)電源。直流電壓輸入端410連接變壓器的 主線圈335,主線圈兩端連接串聯(lián)的第一穩(wěn)壓二極管334和第一二極管333。變壓器副線 圈336 —端連接第二二極管337,所述第二二極管的輸出連接第三電容340 —端,也是直流 電壓輸出正端411。所述第三電容的另一端為直流電壓輸出負(fù)端412。所述變壓器副線圈 另一端連接所述直流電壓輸出負(fù)端。第二穩(wěn)壓二極管339 —端連接到所述直流電壓輸出正 端,另一端連接到光電藕合器338的輸入發(fā)光二極管一端,所述發(fā)光二極管另一端連接所 述直流電壓輸出負(fù)端。所述光電藕合器的輸出三極管的集電極連接反饋信號407,所述集電 極電流調(diào)節(jié)所述反饋信號的電壓,所述反饋信號的電壓控制開關(guān)調(diào)節(jié)電路104調(diào)節(jié)開關(guān)信 號408。變壓器主線圈另一端409連接功率管。所述功率管的另一端連接地,第三端連接開 關(guān)信號。所述開關(guān)調(diào)節(jié)電路驅(qū)動功率管調(diào)節(jié)直流電壓輸出。頻率抖動輸出信號203控制開 關(guān)調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生開關(guān)頻率信號,所述反饋信號的電壓控制開關(guān)調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生開關(guān)占空比信 號。所述頻率抖動輸出信號由頻率抖動電路產(chǎn)生,所述頻率抖動電路包括振蕩電路101,產(chǎn)生振蕩頻率輸出信號201 ;譯碼電路102,所述振蕩頻率輸出信號201控制所述譯碼電路102產(chǎn)生若干脈沖輸 出信號202,在本實施例中以產(chǎn)生三個脈沖輸出信號為例進行說明;延遲電路103,所述振蕩頻率輸出信號201經(jīng)過延遲電路103,產(chǎn)生頻率抖動輸出 信號203,所述頻率抖動輸出信號203同振蕩頻率輸出信號201相比延遲一段時間,所述脈 沖輸出信號202控制頻率抖動輸出信號的延遲時間。產(chǎn)生頻率抖動的方法,包括(1)產(chǎn)生振蕩頻率輸出信號;(2)對振蕩頻率輸出信號進行譯碼,產(chǎn)生若干脈沖輸出信號;(3)所述振蕩頻率輸出信號經(jīng)過延遲后,產(chǎn)生頻率抖動輸出信號,所述頻率抖動輸 出信號相對于所述振蕩頻率輸出信號有延遲,所述脈沖輸出信號控制頻率抖動輸出信號的 延遲時間。其中,步驟(1)實現(xiàn)方法為所述振蕩頻率輸出信號反饋給控制第一電容充放電 的差分開關(guān),當(dāng)振蕩頻率輸出信號達到第一電平時,第一電流源對第一電容進行充電,當(dāng)?shù)?一電容的斜波電壓達到放電基準(zhǔn)電壓時,振蕩頻率輸出信號翻轉(zhuǎn),第一電容開始放電,當(dāng)?shù)?一電容的斜波電壓達到充電基準(zhǔn)電壓時,振蕩頻率信號再次翻轉(zhuǎn),獲得振蕩頻率信號周期 為T的信號。
9[0084]其中,步驟(2)實現(xiàn)方法為所述脈沖輸出信號通過分頻器對振蕩頻率輸出信號 進行分頻產(chǎn)生。所述分頻器可以為一個或多個,若分頻器為多個,則各個分頻器串接,后一分頻器 對前一分頻器的輸出進行分頻,各個分頻器的輸出通過邏輯電路進行組合后,產(chǎn)生若干脈 沖輸出信號。其中,所述步驟(2)也可以通過計數(shù)器實現(xiàn),計數(shù)器輸出一個或多個脈沖輸出信號。其中,步驟(3)實現(xiàn)方法為當(dāng)振蕩頻率輸出信號為第一電平,且脈沖輸出信號控 制對應(yīng)第二電容放電時,脈沖輸出信號對應(yīng)控制的各第二電容疊加的斜波電壓達到放電 基準(zhǔn)電壓時,頻率抖動輸出信號為第一電平,且該第一電平的時間同振蕩頻率輸出信號相 比延遲一段時間,延遲時間由放電電容的數(shù)量和大小決定;當(dāng)振蕩頻率輸出信號為第二電 平,且脈沖輸出信號控制對應(yīng)第二電容充電時,脈沖輸出信號對應(yīng)控制的各第二電容疊加 的斜波電壓達到充電基準(zhǔn)電壓時,頻率抖動輸出信號為第二電平,且該第二電平的時間同 振蕩頻率輸出信號相比延遲一段時間,延遲時間由充電電容的數(shù)量和大小決定。開關(guān)電源調(diào)節(jié)的方法,包括(1)產(chǎn)生振蕩頻率輸出信號;(2)對振蕩頻率輸出信號進行譯碼,產(chǎn)生若干脈沖輸出信號;(3)所述振蕩頻率輸出信號經(jīng)過延遲后,產(chǎn)生頻率抖動輸出信號,所述頻率抖動輸 出信號相對于所述振蕩頻率輸出信號有延遲,所述脈沖輸出信號控制頻率抖動輸出信號的 延遲時間;(4)頻率抖動信號控制開關(guān)調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)連接到變壓器主線圈的功率管的輸出, 從而調(diào)節(jié)直流電壓輸出。本實用新型公開了采用固定振蕩頻率實現(xiàn)頻率抖動.并且參照附圖描述了本實 用新型的具體實施方式
和效果。應(yīng)該理解到的是上述實施例只是對本實用新型的說明,而 不是對本實用新型的限制,任何不超出本實用新型實質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造,包括但不 限于對電路的局部構(gòu)造的變更(如對延遲電路的替換)、對元器件的類型或型號的替換,以 及其他非實質(zhì)性的替換或修改,均落入本實用新型保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求頻率抖動電路,其特征在于包括振蕩電路,產(chǎn)生振蕩頻率輸出信號;譯碼電路,所述振蕩頻率輸出信號控制所述譯碼電路產(chǎn)生若干脈沖輸出信號;延遲電路,所述振蕩頻率輸出信號經(jīng)過延遲電路,產(chǎn)生頻率抖動輸出信號,所述頻率抖動輸出信號同所述振蕩頻率輸出信號相比延遲一段時間,所述脈沖輸出信號控制頻率抖動輸出信號的延遲時間。
2.如權(quán)利要求1所述頻率抖動電路,其特征在于振蕩電路包括差分開關(guān)、第一電容、第 一遲滯比較器和第一電流源,所述差分開關(guān)連接第一電流源;第一遲滯比較器比較第一電 容輸出的斜波電壓是否達到充電基準(zhǔn)電壓或放電基準(zhǔn)電壓,并根據(jù)比較結(jié)果翻轉(zhuǎn)輸出振蕩 頻率輸出信號;振蕩頻率輸出信號反饋給差分開關(guān),差分開關(guān)控制第一電容的充電和放電。
3.如權(quán)利要求2所述頻率抖動電路,其特征在于所述差分開關(guān)包括第一PMOS管、第二 PMOS管、第一匪OS管、第二匪OS管和第一反向器,所述第一 PMOS管,第二 PMOS管的源極連 接第一電流源,第一 PMOS管的漏極連接第一 NMOS管的漏極,第二 PMOS管的漏極連接第二 NMOS管的漏極,第一 NMOS管的漏極連接第一 NMOS管和第二 NMOS管的柵極,第一 NMOS管和 第二 NMOS管的源極接地,第二 NMOS管的漏極和源極分別連接第一電容的兩端,第一遲滯比 較器的輸入端連接第一電容,第一遲滯比較器輸出振蕩頻率輸出信號,振蕩頻率輸出信號 反饋給第二 PMOS管的柵極,振蕩頻率輸出信號經(jīng)第一反向器反向后反饋給第一 PMOS管的 柵極。
4.如權(quán)利要求1所述頻率抖動電路,其特征在于包括分頻器,所述振蕩電路輸出的振 蕩頻率輸出信號連接分頻器,分頻器對振蕩頻率輸出信號進行分頻,產(chǎn)生脈沖輸出信號。
5.如權(quán)利要求4所述頻率抖動電路,其特征在于所述分頻器為多個,各個分頻器串接, 后一分頻器對前一分頻器的輸出進行分頻,各個分頻器的輸出通過邏輯電路進行組合后, 產(chǎn)生若干脈沖輸出信號。
6.如權(quán)利要求4所述頻率抖動電路,其特征在于所述分頻器為一個,所述分頻其產(chǎn)生 脈沖輸出信號。
7.如權(quán)利要求1所述頻率抖動電路,其特征在于所述譯碼電路是計數(shù)器,計數(shù)器輸出 一個或多個脈沖輸出信號。
8.如權(quán)利要求1所述頻率抖動電路,其特征在于所述延遲電路充放電調(diào)節(jié)電路、第二 電流源、第三電流源,第三PMOS管、第三NMOS管、第二反向器和第二遲滯比較器,所述充放 電調(diào)節(jié)電路的個數(shù)同脈沖輸出信號的個數(shù)一致,所述振蕩電路輸出的振蕩頻率輸出信號通 過第二反向器反向后,連接第三PMOS管和第三NMOS管的柵極,第三PMOS管直接連接VDD或 通過第一電流源連接VDD,第三NMOS管直接接地或通過第三電流源接地,且第二電流源,第 三電流源至少存在一個,所述譯碼電路的各脈沖輸出端分別控制一個充放電調(diào)節(jié)電路進行 充電或放電,各充放電調(diào)節(jié)電路的斜波脈沖輸出端連接第三PMOS管和第三NMOS管的漏極, 各充放電調(diào)節(jié)電路輸出的斜波脈沖疊加后輸入第二遲滯比較器,第二遲滯比較器比較是否 達到其翻轉(zhuǎn)電壓,輸出頻率抖動輸出信號。
9.如權(quán)利要求8所述頻率抖動電路,其特征在于所述充放電調(diào)節(jié)電路包括第四NMOS 管、第五NMOS管、第二電容C和第三反向器,所述譯碼電路的脈沖輸出信號輸入第四NMOS 管的柵極,脈沖輸出信號通過反向器輸入第五NMOS管的柵極,第四NMOS管的漏極和源極連接電容的兩端,第四NMOS管的源極接地,第五NMOS管的源極連接第四NMOS管的漏極,第五 NMOS管的漏極輸出斜波脈沖。
10.如權(quán)利要求1所述頻率抖動電路,其特征在于所述延遲電路為下列四種方式中的 任意一種(1)通過若干脈沖輸出信號控制調(diào)節(jié)電流的大小,對固定電容充放電產(chǎn)生;(2) 或者通過若干脈沖輸出信號控制調(diào)節(jié)電流的大小和電容的多少產(chǎn)生;(3)或者通過若干脈 沖輸出信號控制高頻振蕩器計數(shù)產(chǎn)生;(4)或者通過若干脈沖輸出信號控制多級延遲電路 產(chǎn)生。
11.開關(guān)電源,包括變壓器,主線圈一端連接直流電壓輸入,副線圈一端連接二極管,其中二極管的另一端 連接直流電壓輸出正端,副線圈另一端連接直流電壓輸出負(fù)端;功率管,第一端連接所述變壓器的主線圈的另一端,第二端連接地,第三端連接開關(guān)調(diào) 節(jié)電路;開關(guān)調(diào)節(jié)電路,所述的頻率抖動信號和變壓器輸出端的反饋信號控制所述的開關(guān)調(diào)節(jié) 電路調(diào)節(jié)開關(guān)信號,所述的頻率抖動信號調(diào)節(jié)開關(guān)信號的頻率,所述的反饋信號調(diào)節(jié)開關(guān) 信號的占空比;所述頻率抖動電路包括振蕩電路,產(chǎn)生振蕩頻率輸出信號;譯碼電路,所述振蕩頻率輸出信號控制所述譯碼電路產(chǎn)生若干脈沖輸出信號;延遲電路,所述振蕩頻率輸出信號經(jīng)過延遲電路,產(chǎn)生頻率抖動輸出信號,所述頻率抖 動輸出信號同所述振蕩頻率輸出信號相比延遲一段時間,所述脈沖輸出信號控制頻率抖動 輸出信號的延遲時間。
專利摘要本實用新型提供了頻率抖動電路,其包括振蕩電路,產(chǎn)生振蕩頻率輸出信號;譯碼電路,所述振蕩頻率輸出信號控制所述譯碼電路產(chǎn)生若干脈沖輸出信號;延遲電路,所述振蕩頻率輸出信號經(jīng)過延遲電路,產(chǎn)生頻率抖動輸出信號,所述頻率抖動輸出信號同所述振蕩頻率輸出信號相比延遲一段時間,所述脈沖輸出信號控制頻率抖動輸出信號的延遲時間。將本實用新型應(yīng)用在開關(guān)電源中可以降低開關(guān)電源的EMI平均噪聲,能量譜密度平坦化。
文檔編號H02M3/335GK201717781SQ20092019194
公開日2011年1月19日 申請日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者周偉江, 姚云龍 申請人:杭州士蘭微電子股份有限公司
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