电磁干扰阻挡系统技术方案

展现一种用于阻挡电磁干扰(EMI)的设备和方法。具体地说，本发明专利技术涉及一种切换式电源，所述切换式电源设有具有低功率耗散的电磁干扰保护电路。在此提供绝热地切换的电磁干扰保护电路。所述保护电路包括第一电荷存储元件和第二电荷存储元件。切换式稳压器利用具有接通时间和断开时间的切换周期操作；并且所述控制信号被布置以引起所述第一模式与所述第二模式之间的转变在所述切换式稳压器的切换周期的断开时间期间开始。

Electromagnetic interference blocking system

A device and method for blocking electromagnetic interference (EMI) is presented. In particular, the invention relates to a switching power supply, and the switching power supply is provided with an electromagnetic interference protection circuit with low power dissipation. This provides an electromagnetic interference protection circuit for adiabatic switching. The protection circuit includes a first charge storage element and a second charge storage element. The switching regulator uses a switching cycle operation with on-off time and disconnection time, and the control signal is arranged to cause the transition between the first mode and the second mode to start during the switching time of the switching regulator.

【技术实现步骤摘要】
电磁干扰阻挡系统
本公开涉及用于阻挡电磁干扰(EMI)的设备和方法。具体地说，本专利技术涉及一种切换式电源，所述切换式电源设有具有低功率耗散的电磁干扰保护电路。
技术介绍
切换式电源常常用于需要高功率转换效率和小占地面积的应用。然而，切换式电源趋于比线性转换器更嘈杂。在US6765774中呈现的一种解决方案是提供具有用于阻挡电磁干扰的高阻抗系统的切换式电源。在这种情况下，开关用于将电源与由负载产生的干扰隔开。然而，这样做时，切换式电源通过功率耗散损失效率。
技术实现思路
本专利技术的目标是解决上面提到的限制中的一个或多个。根据本公开的第一方面，提供一种绝热地切换的电磁干扰保护电路。任选地，保护电路包括第一电荷存储元件和第二电荷存储元件，第一电荷存储元件和第二电荷存储元件设在用于接收整流输入电压的输入与用于连接到切换式稳压器的输出之间；其中保护电路可在第一模式、第二模式与第三模式之间选择性地操作；在第一模式中，第一电荷存储元件被耦合到输入和与输出去耦；在第二模式中，第二电荷存储元件被耦合到输入和与输出去耦；在第三模式中，第一电荷存储元件和第二电荷存储元件各自与输入和输出去耦；以及控制器，被适配成输出控制信号，以便经由第三模式使保护电路在第一模式与第二模式之间切换；其中控制信号被适配成在延迟时间内将保护电路维持处于第三模式中。任选地，切换式稳压器被配置为利用具有接通时间和断开时间的切换周期操作；并且控制信号被布置以引起第一模式与第二模式之间的转变在切换式稳压器的切换周期的断开时间期间开始。任选地，控制信号被布置以引起第一模式与第二模式之间的转变在整流输入电压增加的时间段期间开始。任选地，控制信号包括多个逻辑信号。任选地，保护电路包括耦合到第一电荷存储元件和第二电荷存储元件的第一对开关和耦合到第一电荷存储元件和第二电荷存储元件的第二对开关。任选地，控制信号包括被适配成操作第一对开关的第一逻辑信号和被适配成操作第二对开关的第二逻辑信号。任选地，第一对开关包括第一开关，所述第一开关被耦合在保护电路的输入与第一电荷存储元件之间；以及第二开关，所述第二开关被耦合在第二电荷存储元件与保护电路的输出之间；并且第二对开关包括第三开关，所述第三开关被耦合在保护电路的输入与第二电荷存储元件之间；以及第四开关，所述第四开关被耦合在第一电荷存储元件与保护电路的输出之间。任选地，控制器包括耦合到多个逻辑门的延时电路。任选地，延时在约0.5微秒至约1微秒范围内。根据本公开的第二方面，提供一种转换器电路，所述转换器电路包括：整流器，其用于提供整流输入电压；切换式稳压器，包括电源开关；以及绝热地切换的电磁干扰保护电路，被耦合到整流器和切换式稳压器。任选地，保护电路包括第一电荷存储元件和第二电荷存储元件，第一和第二电荷存储元件设置在用于接收整流输入电压的输入与用于连接到切换式稳压器的输出之间；其中保护电路可在第一模式、第二模式与第三模式之间选择性地操作；在第一模式中，第一电荷存储元件被耦合到输入和与输出去耦；在第二模式中，第二电荷存储元件被耦合到输入和与输出去耦；在第三模式中，第一电荷存储元件和第二电荷存储元件各自与输入和输出去耦；以及控制器，被适配成输出控制信号，以便经由第三模式使保护电路在第一模式与第二模式之间切换；其中控制信号被适配成在延迟时间内将保护电路维持处于第三模式中。任选地，整流器包括至少两个开关。任选地，保护电路包括耦合到第一电荷存储元件和第二电荷存储元件的第一对开关和耦合到第一电荷存储元件和第二电荷存储元件的第二对开关；并且其中第一对开关和第二对开关中的一个开关是切换式稳压器的电源开关。根据本公开的第三方面，提供一种电磁干扰保护方法，所述方法包括提供绝热地切换的电磁干扰保护电路，所述电磁干扰保护电路包括位于用于接收整流输入电压的输入与用于连接到切换式稳压器的输出之间的第一电荷存储元件和第二电荷存储元件；其中保护电路可在第一模式、第二模式与第三模式之间选择性地操作；在第一模式中，第一电荷存储元件被耦合到输入和与输出去耦；在第二模式中，第二电荷存储元件被耦合到输入和与输出去耦；在第三模式中，第一电荷存储元件和第二电荷存储元件各自与输入和输出去耦；以及通过在延迟时间内将保护电路维持处于第三模式中，经由第三模式使保护电路在第一模式与第二模式之间切换。任选地，切换式稳压器被配置来利用具有接通时间和断开时间的切换周期操作；并且在切换式稳压器的切换周期的断开时间期间执行在第一模式与第二模式之间切换保护电路。任选地，在第一模式与第二模式之间切换保护电路在整流输入电压增加的时间段期间开始。任选地，所述方法包括在第一模式中为第一电荷存储元件充电以及在第二模式中使第一电荷存储元件放电。任选地，所述方法包括在第二模式中为第二电荷存储元件充电以及在第一模式中使第二电荷存储元件放电。任选地，当整流输入电压达到等于跨电容器的电压的值时，开始为存储元件充电。任选地，所述方法包括提供耦合到第一电荷存储元件和第二电荷存储元件的第一对开关和耦合到第一电荷存储元件和第二电荷存储元件的第二对开关。任选地，所述方法包括生成用于控制第一对开关的第一逻辑信号和生成用于控制第二对开关的第二逻辑信号。附图说明借助示例并且参考附图在下文更详细地描述本公开，在附图中：图1是根据现有技术的包括用于阻挡EMI的系统的电路图；图2是示出图1的电路的工作的时序图；图3是设有绝热EMI阻挡系统的功率转换器系统的示意图；图4是图3的绝热隔离区段的电路图；图5是利用EMI阻挡系统而产生的切换负载的模拟电路图；图6是示出图5的电路的工作的时序图；图7是图5的时序图的特写视图；图8是设有绝热EMI阻挡系统的功率转换器的另一个电路图。具体实施方式图1示出电源电路100，如US6765774中所述。电路100设有插入AC输入电压与负载114之间的高阻抗系统118。高阻抗系统118包括由四个二极管D1、D2、D3和D4形成的整流器118、电容器C1、开关112和用于控制开关112的控制器116。负载114包括另一个电容器C2，其与开关电源并联连接。图2示出全波整流AC输入电压、AC输入电流波形、开关112的状态和图1的整流器的阻抗状态。在t＝t0处，开关112断开(打开)。此时，电容器C1充电，并且从电容器C2给切换式功率转换器负载供电。在t＝t1处，C1的电压达到其最大值。在t＝t2处，跨电容器C2的电压达到最小阈值，此时开关112接通(闭合)。当开关112接通时，电容器C1和C2的电压变为输入线路电压。即使开关112保持接通，由开关负载导致的开关噪声也不会连通回到输入线路。这是因为大型电容器上的电压大于输入电压。在电容器上的电荷使得二极管D1、D2、D3和D4反向偏压，以对应于整流器的高阻抗状态。因此，此时，并不存在来自输入线路的电流。在t2与t3之间，从C1和C2两者为切换式功率转换器供电。然而，现有技术的方法的限制在于当开关112在时间t＝t2处接通时，电容器C1和C2突然并联连接，从而导致能量损失。由于C1和C2变为不同电压，因此电荷将在C1与C2之间流动。另外，在时间t＝t2处，C1是少量电流将放电至源，而C2是从源向源极充电。因此，存在来自线路的较大电流尖峰脉冲。这个电流的一部分在电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝热地切换的电磁干扰保护电路。

【技术特征摘要】
2016.08.30 US 15/251,6511.一种绝热地切换的电磁干扰保护电路。2.如权利要求1所述的保护电路，包括：第一电荷存储元件和第二电荷存储元件，设在用于接收整流输入电压的输入与用于连接到切换式稳压器的输出之间；其中所述保护电路可在第一模式、第二模式与第三模式之间选择性地操作，在所述第一模式中，所述第一电荷存储元件被耦合到所述输入和与所述输出去耦；在所述第二模式中，所述第二电荷存储元件被耦合到所述输入和与所述输出去耦；在所述第三模式中，所述第一电荷存储元件和所述第二电荷存储元件各自与所述输入和所述输出去耦；以及控制器，被适配成输出控制信号，以便经由所述第三模式使所述保护电路在所述第一模式与所述第二模式之间切换；其中所述控制信号被适配成在延迟时间内将所述保护电路维持处于所述第三模式中。3.如权利要求2所述的保护电路，其中所述切换式稳压器被配置来利用具有接通时间和断开时间的切换周期操作；并且其中所述控制信号被布置以引起所述第一模式与所述第二模式之间的转变在所述切换式稳压器的切换周期的所述断开时间期间开始。4.如权利要求2所述的保护电路，其中所述控制信号被布置以引起所述第一模式与所述第二模式之间的转变在所述整流输入电压增加的时间段期间开始。5.如权利要求2所述的保护电路，其中所述控制信号包括多个逻辑信号。6.如权利要求2所述的保护电路，包括耦合到所述第一电荷存储元件和所述第二电荷存储元件的第一对开关和耦合到所述第一电荷存储元件和所述第二电荷存储元件的第二对开关。7.如权利要求6所述的保护电路，其中所述控制信号包括被适配成操作所述第一对开关的第一逻辑信号和被适配成操作所述第二对开关的第二逻辑信号。8.如权利要求6所述的保护电路，其中所述第一对开关包括第一开关，所述第一开关被耦合在所述保护电路的所述输入与所述第一电荷存储元件之间；以及第二开关，所述第二开关被耦合在所述第二电荷存储元件与所述保护电路的所述输出之间；并且其中所述第二对开关包括第三开关，所述第三开关被耦合在所述保护电路的所述输入与所述第二电荷存储元件之间；以及第四开关，所述第四开关被耦合在所述第一电荷存储元件与所述保护电路的所述输出之间。9.如权利要求2所述的保护电路，其中所述控制器包括耦合到多个逻辑门的延时电路。10.如权利要求2所述的保护电路，其中所述延时在约0.5微秒至约1微秒的范围内。11.一种转换器电路，所述转换器电路包括整流器，用于提供整流输入电压，切换式稳压器，包括电源开关；以及绝热地切换的电磁干扰...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·科斯特森，
申请(专利权)人：对话半导体英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB