一种通过调整脉冲降低电磁干扰并增加峰值功率的电路制造技术

本发明专利技术创造提供了一种通过调整脉冲降低电磁干扰并增加峰值功率的电路，通过调整PWM工作时脉冲的规律以降低AC‑DC电源电磁干扰、提高瞬时功率的电路，包括信号输入端、信号输出端、供电线、脉冲计数控制单元、辅助电源节能单元、脉冲群延时单元、温度保护单元以及振荡器。脉冲计数控制单元和脉冲群延迟单元用于调整脉冲宽度调制过程的脉冲，降低电路的电磁干扰。脉冲计数控制单元每增加一个周期的脉冲数，输出到负载的功率就会额外增加。另一方面，脉冲群延迟单元移动每组脉冲的起始时间，从而减少整体辐射。辅助电源节能单元可以提高电源可靠性，降低电源的功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术创造涉及一种降低电磁干扰(EMI)的电子电路设计。更具体地说，本专利技术创造通过电子电路调整脉冲的产生规则、修改脉冲宽度，来减少电磁干扰并增加开关电源的峰值功率能力。
技术介绍
现有技术中：1、传统的开关电源利用连续脉冲宽度调制(PWM)的方法，电源工作期间会产生很强的电磁干扰(EMI)，并且电源过载能力低。2、几乎所有的开关电源都使用电解电容器，在低温时容量将会减少。如果温度下降到一定值以下，该设备的电容器可能无法保障电路的正常运行。因此需要一种方法，该方法可以在非常低的温度下，即使电容容量降到很低，也能保证电路的正常运行。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题1，本专利技术创造通过将脉宽调制过程的脉冲分成几组，对脉宽调制过程的脉冲群组进行调整。此外，本专利技术创造通过改变脉冲群的起始时间，脉冲群工作在不同的时间点，噪音能量也分散到整个时域。因此减小了电磁噪音的峰值。此外本专利技术创造增加了一种的脉冲计数控制单元，可以瞬间提供几倍的额定功率输出给负载。通过调制过程中修改脉冲的脉宽，本专利技术创造涉及一个与现有的开关电源电路普遍存在的问题。开关管切换时会产生很大的尖峰噪音，噪音会传导到交流输入线，也会辐射到空气中造成电磁干扰。因此需要一个外部滤波电路，以满足电磁兼容(EMC)标准。更具体地说，本专利技术创造在电容器充电阶段期间停止开关动作，并只允许在电容器充满电后发生开关切换。在这样做时，本专利技术创造通过一个二极管来阻断本该需要一个大的且昂贵的外部滤波电路来消除的噪声。为了解决现有技术中的问题2，本专利技术创造根据温度来调整工作模式，使得低温对本专利技术创造的装置的整体功能没有影响。本专利技术创造的目的是提供一种专用集成电路，该集成电路通过修改脉冲来降低电磁干扰并提高峰值功率能力。特别是，本专利技术创造具有产生间隔脉冲群的能力，以及改变每个周期的脉冲群的起始点。此外，本专利技术创造能够根据负载要求以增加脉冲的数目。从更广的角度来看，采用本专利技术创造的设备是能够减小体积的。与传统的开关电源相比，本专利技术创造提供了一种在使用时的具备最小干扰和更高峰值功率的电路。同时，本专利技术创造根据温度来调整工作模式，使得低温对本专利技术创造的装置的整体功能没有影响。为了实现上述目的，本专利技术创造提供了一种通过调整脉冲降低电磁干扰并增加峰值功率的电路，包括信号输入端、信号输出端、供电线、脉冲计数控制单元、辅助电源节能单元、脉冲群延时单元、温度保护单元以及振荡器；信号输入端电连接在供电线上；供电线被电子集成在辅助电源节能单元上；温度保护单元被电子连接在供电线上；脉冲群延时单元被电子连接到供电线上；脉冲群延迟单元被电连接到振荡器；振荡器电连接至脉冲计数控制单元；脉冲计数控制单元电连接至信号输出端。采用辅助电源节能单元在电压超过预定值时断开内部开关，停止给VCC电容充电，提高了用电效率和可靠性；采用脉冲群延迟单元能够调整脉冲宽度调制(PWM)的起点时间间隔，能减少电磁噪音的峰值；采用脉冲计数控制单元可以根据负载情况，增加或减少每个周期的脉冲数，从而可以提供几倍的额定功率；温度保护单元实时检测温度，切换电路的工作模式，从而保持本专利技术创造在低温下的系统的稳定运行。作为本专利技术创造的进一步限定方案，辅助电源节能单元包括一个电流源、一个二极管以及一个电压调整电路；电流源通过供电线电连接到二极管的输入端；二极管的输出端通过供电线与储能电容的输出端相连；电压调整电路的输入端通过供电线电连接在二极管和储能电
容的输出端之间；电压调整电路的输出端电连接到电流源。采用电压调整电路能够根据交流输入的周期控制芯片的充电时序。作为本专利技术创造的进一步限定方案，电压调整电路包括第一比较器、第一参考电压源、与门以及一个恒流源；第一比较器的反相输入端作为电压调整电路的输入端；第一个参考电压源电连接到第一比较器的正相输入端；第一比较器的输出端被电连接到与门的第一输入端；恒流源电连接到与门的第二输入端；与门的输出端作为电压调整电路的输出端。作为本专利技术创造的进一步限定方案，温度保护单元设置在二极管和储能电容器的输出端之间的供电线上。作为本专利技术创造的进一步限定方案，温度保护单元包括一个高温传感器、一个低温传感器、一个电路保护指令模块和一个触发电路；高温传感器电连接到电路保护指令模块的一个输入端；低温度传感器也电连接到电路保护指令模块的输入端；电路保护命令模块的输出端被电连接到触发电路；触发电路的输出端被电连接到供电线。采用高温传感器检测到任何有可能会导致本专利技术创造过热的异常的温度上升，当被检测到的温度上升时，高温传感器停止芯片工作，起到保护本专利技术创造不会过热损坏。作为本专利技术创造的进一步改进方案，还包括一个与非门和第二比较器；振荡器的一个输出端被电连接到脉冲计数控制单元；脉冲计数控制单元被电连接到第二比较器的反相输入端；一个开关场效应晶体管的源极电连接到第二比较器的正相输入端；第二比较器的输出端被电连接到与非门的第一输入端；振荡器的输出端被电连接到与非门的第二输入端；与非门的输出端被电连接到信号输出端。作为本专利技术创造的进一步改进方案，还包括一个栅极驱动器；栅极驱动器电子集成在与非门的输出端与开关场效应晶体管的源极之间。作为本专利技术创造的进一步限定方案，开关场效应晶体管的栅极、源极和漏极是电子排列在一个共源结构中的。作为本专利技术创造的进一步改进方案，还包括一个前沿消隐电路；前沿消隐电路电子集成在开关场效应晶体管的源极与第二比较器的正相输入端之间。作为本专利技术创造进一步改进方案，还包括一个频率设定单元；频率设置单元被电连接到振荡器。本专利技术创造的有益效果在于：(1)采用辅助电源节能单元在AC电压超过预定值时停止给芯片储能电容充电，提高了电源整机的效率和可靠性；(2)采用脉冲群延迟单元能够调整脉冲群(PWM)的起点，减少电磁噪音的峰值；(3)采用脉冲计数控制单元可以增加或减少每个周期的脉冲数，从而使电源能适应更宽范围的负载；(4)采用温度保护单元实时检测温度，根据检测温度切换工作模式，从而保持本专利技术创造在低温下的系统稳定性。附图说明图1A是本专利技术创造的电路图一。图1B是本专利技术创造电路图二。图2是本专利技术创造的另一个电路图和芯片内简图。图3说明了由脉冲群延迟单元产生的脉冲群起始点偏移。图4所示的输出负载电流与脉冲计数控制单元所产生的脉冲数的关系。图5说明了脉冲计数控制单元和本专利技术创造的相关组件。图6说明了本专利技术创造所用的芯片供电单元和所使用的温度保护单元。图7说明了电容器的充电时间、芯片开关切换的时间段。具体实施方式所有附图都是为了更为清楚地描述本专利技术创造，并不是为了限制本专利技术创造的范围。本专利技术创造介绍了一种通过调整脉冲降低电磁干扰并增加峰值功率的电路。与其他的降低电磁干扰电路相比，本专利技术创造的重点是芯片工作于间隙性脉冲群，每次脉冲群能量在时
域内均匀分布，以减少电磁干扰。在本专利技术创造的优选实施例中，提供了一个输入交流电(AC)从90V到475V的小开关电源。此外，本专利技术创造体积小，可广泛应用于效率和可靠性都是至关重要的大小电路中。如图1A、图1B和图2所示，本专利技术创造包括信号输入端1、信号输出端2、供电线3、脉冲计数控制单元4、辅助电源节能单元5以及脉冲群延时单元14。信号输入端1从交流输入中引出电流。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过调整脉冲降低电磁干扰并增加峰值功率的电路，其特征在于：包括信号输入端、信号输出端、供电线、脉冲计数控制单元、辅助电源节能单元、脉冲群延时控制单元、温度保护单元以及振荡器；信号输入端连接在供电线上；供电线被电子集成在辅助电源节能单元上；温度保护单元连接在供电线上；脉冲群延时单元连接到供电线上；脉冲群延迟单元连接到振荡器；振荡器连接至脉冲计数控制单元；脉冲计数控制单元连接至信号输出端。

【技术特征摘要】
2015.08.19 US 14/829,9251.一种通过调整脉冲降低电磁干扰并增加峰值功率的电路，其特征在于：包括信号输入端、信号输出端、供电线、脉冲计数控制单元、辅助电源节能单元、脉冲群延时控制单元、温度保护单元以及振荡器；信号输入端连接在供电线上；供电线被电子集成在辅助电源节能单元上；温度保护单元连接在供电线上；脉冲群延时单元连接到供电线上；脉冲群延迟单元连接到振荡器；振荡器连接至脉冲计数控制单元；脉冲计数控制单元连接至信号输出端。2.根据权利要求1所述的通过调整脉冲降低电磁干扰并增加峰值功率的电路，其特征在于：辅助电源节能单元包括一个电流源、一个二极管以及一个电压调整电路；电流源通过供电线连接到二极管的输入端；二极管的输出端通过供电线与储能电容的输出端相连；电压调整电路的输入端通过供电线连接在二极管和储能电容的输出端之间；电压调整电路的输出端连接到电流源。3.根据权利要求2所述的通过调整脉冲降低电磁干扰并增加峰值功率的电路，其特征在于：电压调整电路包括第一比较器、第一参考电压源、与门以及一个恒流源；第一比较器的反相输入端作为电压调整电路的输入端；第一个参考电压源连接到第一比较器的正相输入端；第一比较器的输出端被连接到与门的第一输入端；恒流源连接到与门的第二输入端；与门的输出端作为电压调整电路的输出端。4.根据权利要求2所述的通过调整脉冲降低电磁干扰并增加峰值功率的电路，其特征在于：温度保护单元设置在二极管和储能电容器的输出端之间的供电线上。5.根据权利要求1、2、...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈里森·袁，汤海龙，查尔斯·梁，
申请(专利权)人：企达智能科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32