抑制电磁干扰的电源系统技术方案

本发明专利技术涉及电子技术领域，具体涉及一种电源系统。抑制电磁干扰的电源系统，BUCK转换器，包括，工作电路，于脉宽调制信号的作用下在充电模式和放电模式之间切换，以输出第一电压；控制电路，于第一时钟脉冲信号、第一电压反馈信号、电流检测信号的作用下生成脉宽调制信号；电荷泵电路，包括，调压电路，于频率在设定范围内随机偏移的开关控制信号作用下于充电模式和放电模式之间切换将第一电压变换为第二电压；电荷泵控制电路，连接频率抖动模块，用于产生上述开关控制信号。本发明专利技术控制电荷泵电路的工作频率实现随机偏移，使得原先集中在狭窄频谱上的电磁辐射能量得以分布在较宽频谱范围，通过分散各谐波干扰的能量，实现对EMI有效抑制。

Power supply system for suppressing electromagnetic interference

The invention relates to the field of electronic technology, in particular to a power supply system. Suppression of electromagnetic interference of the power supply system, BUCK converter, including the circuit, to a pulse width modulation signal under the action between the charging mode and discharging mode switching, to output the first voltage control circuit; the first clock pulse generating a pulse width modulated signal, the first signal voltage feedback signal and current signal detection under the action of the charge pump; the circuit, including a voltage regulator circuit to switch frequency in the set range random offset control signal effect between charge mode and discharge mode switching converts the first voltage to the second voltage; charge pump control circuit, frequency jitter connection module for generating the switch control signal. The working frequency of the charge pump circuit to realize random offset, the electromagnetic radiation energy was concentrated in a narrow spectrum can be distributed in a wide spectrum range, by interfering the harmonic energy dispersion, to achieve effective suppression of EMI.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
，具体涉及一种电源系统。
技术介绍
采用电池供电的便携式电子产品中常常需要电源系统提供正负电压，现有技术的电源系统通过BUCK转换器将一输入高电压降到较低的电压后输出电压，该输出电压同时通过电荷泵电路转换以得到稳定的负电压输出。电荷泵是利用电容作为储能元件的一种开关电源，其内部通过控制开关管阵列来控制电容的充放电，实现电压转化，其特性基于线性稳压器和电感式开关电源之间，具有较高的效率和相对简单的外围电路，在需要负电压供电的系统中得到广泛的应用，然而现有电源系统中开关管随高低电平开启和关断时，由于电路中寄生电感和电容等因素的影响，会产生较高的电压和电流尖峰，这些尖峰含有大量的谐波成分，造成较高的电磁干扰(EMI，Electro Magnetic Interference)辐射。参照图1的电路图及图2至图4的充放电时序图可以看出，现有技术中纹波电压过高，电磁干扰问题突出，影响系统的性能表现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种抑制电磁干扰的电源系统，解决以上技术问题；本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：抑制电磁干扰的电源系统，其中，包括，BUCK转换器，所述BUCK转换器包括，设置有储能元件的工作电路，于一脉宽调制信号的作用下在充电模式和放电模式之间切换，以输出一第一电压；控制电路，于一由时钟单元产生的第一时钟脉冲信号、一采样自所述第一电压的第一电压反馈信号、一电流检测信号的作用下生成所述脉宽调制信号；电荷泵电路，所述电荷泵电路包括，设置有储能电容的调压电路，于一组频率在设定范围内随机偏移的开关控制信号作用下于充电模式和放电模式之间切换，将所述第一电压变换为一第二电压；电荷泵控制电路，连接一频率抖动模块，用于产生所述开关控制信号。本专利技术的抑制电磁干扰的电源系统，所述电荷泵控制电路包括，比较器，于一采样自所述第二电压的第二电压反馈信号、一由所述频率抖动模块产生的大小随机改变的阈值电压的作用下产生一比较信号；振荡器，于所述比较信号的作用下产生第二时钟脉冲信号；电平转换电路，与所述振荡器连接，依据所述第二时钟脉冲信号产生所述开关控制信号。本专利技术的抑制电磁干扰的电源系统，所述频率抖动模块包括，电流调制单元，于一随机信号的控制下对一第一电流源进行调制以输
出一调制电流；所述调制电流和一第二电流源的电流叠加后作用于所述电荷泵控制电路以产生频率在设定范围内随机偏移的开关控制信号。本专利技术的抑制电磁干扰的电源系统，所述调压电路包括，一输入电压端，与所述第一电压连接；一输出电压端，用于输出所述第二电压；第一开关支路，连接于所述输入电压端和一第一交汇结点之间；第二开关支路，连接于所述第一交汇结点和接地端之间；第三开关支路，连接于所述输出电压端和一第二交汇结点之间；第四开关支路，连接于所述第二交汇结点和接地端之间；所述第一开关支路、所述第二开关支路、所述第三开关支路和所述第四开关支路的控制端分别与所述开关控制信号连接；所述储能电容连接于所述第一交汇结点和所述第二交汇结点之间；所述调压电路于充电模式时，所述第一开关支路和所述第四开关支路导通，所述第二开关支路和所述第三开关支路断开，所述输入电压端向所述储能电容充电；所述调压电路于放电模式时，所述第二开关支路和所述第三开关支路导通，所述第一开关支路和所述第四开关支路断开，自所述储能电容两端向所述输出电压端放电。本专利技术的抑制电磁干扰的电源系统，还包括一输出电容，连接于所述输出电压端和接地端之间。本专利技术的抑制电磁干扰的电源系统，所述第一开关支路上串联一第一PMOS管，所述第二开关支路上串联一第一NMOS管，所述第三开关支路上
串联一第二NMOS管，所述第四开关支路上串联一第三NMOS管。本专利技术的抑制电磁干扰的电源系统，所述工作电路包括，充电控制支路，连接于一输入端与一交汇结点之间；充放电支路，连接于所述交汇结点与一输出端之间；放电控制支路，连接于所述交汇结点与接地端之间；所述储能元件串联于所述充放电支路上；所述工作电路于充电模式时，所述开关器件组控制所述充电控制支路及所述充放电支路导通，并控制所述放电控制支路断开，使所述输入端输入的电流对所述储能元件充电；所述工作电路于放电模式时，所述开关器件组控制所述放电控制支路及所述充放电支路导通，并控制所述充电控制支路断开，使所述储能元件对所述输出端放电。本专利技术的抑制电磁干扰的电源系统，所述控制电路包括，一误差放大器，用于对一参考电压与所述电压反馈信号进行比较，得到一误差放大信号；一比较器，用于对所述误差放大信号与所述电流检测信号进行比较，产生一比较信号；一PWM调制器，所述PWM调制器连接所述时钟信号，用于依据所述比较信号和所述时钟信号产生所述脉宽调制信号。本专利技术的抑制电磁干扰的电源系统，所述充电控制支路上串联一第二PMOS管；所述放电控制支路上串联一第四NMOS管。本专利技术的抑制电磁干扰的电源系统，所述第一电压与所述第二电压之间连
接负载。有益效果：由于采用以上技术方案，本专利技术控制电荷泵电路的工作频率实现随机偏移，使得原先集中在狭窄频谱上的电磁辐射能量得以分布在较宽频谱范围，通过分散各谐波干扰的能量，实现对电磁干扰(EMI)的有效抑制。附图说明图1现有技术的BUCK变换器和电荷泵构成的电源系统结构图；图2为BUCK变换器的充放电时序图；图3为电荷泵的充放电时序图；图4为现有技术的BUCK变换器和电荷泵构成的电源系统的充放电时序图；图5为本专利技术的BUCK变换器和电荷泵构成的电源系统结构图；图6为本专利技术的BUCK变换器和电荷泵构成的电源系统的充放电时序图；图7为现有技术的输出电压纹波频谱图；图8为本专利技术的输出电压纹波频谱图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特
征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。参照图5，抑制电磁干扰的电源系统，其中，包括，BUCK转换器，BUCK转换器包括，设置有储能元件的工作电路，于一脉宽调制信号的作用下在充电模式和放电模式之间切换，以输出一第一电压VDD2；控制电路，于一由时钟单元5产生的第一时钟脉冲信号、一采样自第一电压VDD2的第一电压反馈信号Vfb、一电流检测信号的作用下生成脉宽调制信号；电荷泵电路，电荷泵电路包括，设置有储能电容C1的调压电路，于一组频率在设定范围内偏移的开关控制信号作用下于充电模式和放电模式之间切换，将第一电压VDD2变换为一第二电压VSS；电荷泵控制电路12，连接一频率抖动模块4，用于产生上述的开关控制信号。本专利技术的抑制电磁干扰的电源系统，电荷泵控制电路12可以包括，比较器，于一采样自第二电压VSS的第二电压反馈信号、一由频率抖动模块4产生的大小随机改变的阈值电压的作用下产生一比较信号；振荡器，于比较信号的作用下产生第二时钟脉冲信号；电平转换电路，与振荡器连接，依据本文档来自技高网...

【技术保护点】
抑制电磁干扰的电源系统，其特征在于，包括，BUCK转换器，所述BUCK转换器包括，设置有储能元件的工作电路，于一脉宽调制信号的作用下在充电模式和放电模式之间切换，以输出一第一电压；控制电路，于一由时钟单元产生的第一时钟脉冲信号、一采样自所述第一电压的第一电压反馈信号、一电流检测信号的作用下生成所述脉宽调制信号；电荷泵电路，所述电荷泵电路包括，设置有储能电容的调压电路，于一组频率在设定范围内随机偏移的开关控制信号作用下于充电模式和放电模式之间切换实现电压转换，将所述第一电压变换为一第二电压；电荷泵控制电路，连接一频率抖动模块，用于产生所述开关控制信号。

【技术特征摘要】
1.抑制电磁干扰的电源系统，其特征在于，包括，BUCK转换器，所述BUCK转换器包括，设置有储能元件的工作电路，于一脉宽调制信号的作用下在充电模式和放电模式之间切换，以输出一第一电压；控制电路，于一由时钟单元产生的第一时钟脉冲信号、一采样自所述第一电压的第一电压反馈信号、一电流检测信号的作用下生成所述脉宽调制信号；电荷泵电路，所述电荷泵电路包括，设置有储能电容的调压电路，于一组频率在设定范围内随机偏移的开关控制信号作用下于充电模式和放电模式之间切换实现电压转换，将所述第一电压变换为一第二电压；电荷泵控制电路，连接一频率抖动模块，用于产生所述开关控制信号。2.根据权利要求1所述的抑制电磁干扰的电源系统，其特征在于，所述电荷泵控制电路包括，比较器，于一采样自所述第二电压的第二电压反馈信号、一由所述频率抖动模块产生的大小随机改变的阈值电压的作用下产生一比较信号；振荡器，于所述比较信号的作用下产生第二时钟脉冲信号；电平转换电路，与所述振荡器连接，依据所述第二时钟脉冲信号产生所述开关控制信号。3.根据权利要求1所述的抑制电磁干扰的电源系统，其特征在于，所述
\t频率抖动模块包括，电流调制单元，于一随机信号的控制下对所述第一电流源进行调制以输出一调制电流；所述调制电流和一第二电流源的电流叠加后作用于所述电荷泵控制电路以产生频率在设定范围内随机偏移的开关控制信号。4.根据权利要求1所述的抑制电磁干扰的电源系统，其特征在于，所述调压电路包括，一输入电压端，与所述第一电压连接；一输出电压端，用于输出所述第二电压；第一开关支路，连接于所述输入电压端和一第一交汇结点之间；第二开关支路，连接于所述第一交汇结点和接地端之间；第三开关支路，连接于所述输出电压端和一第二交汇结点之间；第四开关支路，连接于所述第二交汇结点和接地端之间；所述第一开关支路、所述第二开关支路、所述第三开关支路和所述第四开关支路的控制端分别与所述开关控制信号连接；所述储能电容连接于所述第一交汇结点和所述第二交汇结点之间；所述调压电路于...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊茂，朱小荣，
申请(专利权)人：展讯通信上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31