一种开关电源宽频控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种开关电源宽频控制电路，包括串接在开关电源主回路中的第一功率开关和第二功率开关，在开关电源输出端电阻分压获得反馈电压（Vf），反馈电压经误差放大及斜坡补偿电路获得比较信号（Ve），用信号乘法模块对给定的斜波信号（Vs）和调制信号（Vm）进行调制获得变频调制信号（Vms），用比较器对所述比较信号（Ve）和变频调制信号（Vms）比较获得脉冲信号（Vc），经过逻辑控制模块以及反相器获得第一功率开关控制信号（S1）和第二功率开关控制信号（S2）；本实用新型专利技术增加功率开关控制信号的信号带宽，信号能量将被分配到更宽的频率范围内，有效的降低了整个开关电源的电磁干扰。

A wide frequency control circuit for switching power supply

The utility model discloses a broadband switching power supply control circuit, including the first series of power switches and second power switch in the main circuit switching power supply, voltage feedback voltage at the output terminal of switch power supply resistance (Vf), the error amplifier and slope compensation circuit for comparing the feedback voltage signal (Ve), oblique wave the signal for a given signal multiplication module (Vs) and signal modulation (Vm) modulation to obtain the frequency modulation signal (Vms), compared with the signal of the comparator (Ve) and the frequency modulation signal (Vms) pulse signal comparison (Vc), through the logic control module and inverter power switch control signal to obtain the first (S1) and second power switch control signal (S2); the utility model has the advantages of increasing the power switch control signal bandwidth, the signal energy will be assigned to a wider frequency In the range of rate, the electromagnetic interference of the whole switching power supply is effectively reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源宽频控制电路
本技术涉及开关电源，尤其涉及一种对开关电源中的功率开关实施宽频率低电磁干扰的控制电路。
技术介绍
在小型电子产品中普遍使用开关电源作为能量来源，常见的开关电源有以下三种。一是Buck变换器，也叫降压式变换器，这是由于电路输出电压Vo总是小于输入电压Vi，其拓扑结构如图1所示；二是Boost变换器，也叫升压式变换器，这是由于电路输出电压Vo总是大于输入电压Vi，其拓扑结构如图2所示；三是Buck-Boost型变换器，也就是是降压升压混合式变换器，这是由于电路输出电压Vo可以大于，也可以小于输入电压Vi，其拓扑结构如图3所示。在上面的三种拓扑结构中，对电路中的功率开关SW1和SW2具有相同的控制方式：输出电压Vo经过R1和R2的分压，得到Vf信号，Vf信号经过误差放大及斜坡补偿电路（由误差放大器和斜坡补偿组成）104模块后，得到比较信号Ve，Ve信号和斜波信号Vs经过比较器103输出Vc信号，Ve，Vs，Vc的信号如图4所示。Vc信号经过逻辑控制模块102得到信号S1，S1信号经过反相器101后得到信号S2，S1和S2分别控制功率开关SW1和SW2，输入电压Vi经过由功率开关SW1和SW2以及L、R、C组成的电路后得到一个稳定的输出电压Vo，由于信号Vs是固定频率的斜波信号，因此得到的信号S1和S2它们的频率也将是固定的。在图1、2、3所描述的控制方式中，Ve，Vs和Vc的信号关系如图4所示。Ve是一个比较信号，Vs是一个固定频率的斜波信号，Ve和Vs经过一个比较器进行比较，得到Vc信号，Ve比较高时，得到的Vc的占空比就比较小，当Ve比较低时，得到的Vc的占空比就比较大，因此Vc的占空比与Ve的大小成线性关系。Vc信号经过一系列的逻辑控制模块后，得到信号S1,S1经过反相器后，得到S2信号，S1和S2两个信号的关系如图5所示。图5中S1和S2的相位相反。因为Vs信号的频率固定，因此信号Vc的频率也是固定的，由此得到的信号S1和S2的频率也是固定的，从图6示出的频谱分析图中可以看出，信号Vc和信号S1和S2的频谱一致。图6中为了简单起见省略了信号的高次谐波，fo是信号S1和S2的频率，信号能量的功率峰值A0位于频点fo上，由于信号S1和S2控制功率开关SW1和SW2，因此由这两个功率开关带来的电磁干扰的频谱与信号S1和S2的频谱一致。综上所述，现有变换器中功率开关SW1和SW2的控制信号S1和S2频率固定、信号带窄，功率开关SW1和SW2电磁干扰的功率峰值大，导致整个变换器电磁干扰大。故此业内亟需开发一种能调制功率开关SW1和SW2控制频率、增加信号带宽度、减小功率开关功率峰值、降低变换器电磁干扰的控制电路。
技术实现思路
本技术是要解决现有技术的上述问题，提出一种对开关电源中的功率开关实施宽频率低电磁干扰的控制电路。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案是设计一种开关电源宽频控制电路，包括串接在开关电源主回路中的第一功率开关和第二功率开关，在开关电源正、负输出端之间串接第一电阻和第二电阻，第一和第二电阻的连接点上的反馈电压连接至误差放大及斜坡补偿电路的输入端，误差放大及斜坡补偿电路输出端上的比较信号连接至比较器的一个输入端，还包括一个信号乘法模块，信号乘法模块的两个输入端分别接斜波信号和调制信号，信号乘法模块输出的变频调制信号连接至比较器的另一个输入端，比较器输出端上的脉冲信号连接至逻辑控制模块的输入端,逻辑控制模块输出端输出第一功率开关控制信号、并通过反相器获得第二功率开关控制信号，第一和第二功率开关控制信号分别接所述第一和第二功率开关的控制端。所述信号乘法模块包含彼此连接的电压产生单元、比较单元和RS触发器，所述电压产生单元具有一个电流源，该电流源上串接一个电流源开关，电流源开关的输出端连接第一开关和第二开关的一端，电流源开关的控制端接所述调制信号，第一开关的另一端连接第三开关和第一电容的一端、还连接比较单元中的第一信号比较器的同相输入端、并且输出所述变频调制信号，第三开关和第一电容的另一端接地，第二开关的另一端连接第四开关和第二电容的一端、还连接比较单元中的第二信号比较器的同相输入端，第四开关和第二电容的另一端接地；所述比较单元具有第一信号比较器和第二信号比较器，第一和第二信号比较器的反相输入端接所述斜波信号，第一和第二信号比较器的输出端接所述RS触发器的两个输入端；所述RS触发器的两个输出端分别发出第一时钟信号和第二时钟信号，第一时钟信号连接至第一和第四开关的控制端，第二时钟信号连接至第二和第三开关的控制端。所述调制信号采用正弦信号、三角波信号、方波信号中的一种。所述斜波信号的频率为fo，所述调制信号的频率为fm，变频调制信号的频率变化范围为最小fo-fm、最大fo+fm，变频调制信号的脉宽为2×fm。与现有技术相比，本技术能调制功率开关SW1和SW2的控制信号S1和S2，这样增加它们的信号带宽，信号能量将被分配到更宽的频率范围内，因而频率幅度的功率峰值将减小，这样功率开关SW1和SW2带来的电磁干扰的信号带宽将增加，频率幅度的功率峰值将降低，从而有利于降低整个开关电源的电磁干扰。附图说明图1为现有降压变换器的原理图；图2为现有升压变换器的原理图；图3为现有降压升压混合变换器的原理图；图4为现有技术中Ve、Vs、Vc信号的波形图；图5为现有技术中信号S1和S2的相位关系图；图6为现有技术中信号S1和S2的频谱图；图7为信号S1和S2被调制之前和之后的频谱对比图；图8为降压变换器中信号S1和S2的调制原理图；图9为升压变换器中信号S1和S2的调制原理图；图10为降压升压混合变换器中信号S1和S2的调制原理图；图11为本较佳实施例中信号乘法器的电路图；图12为本较佳实施例中信号乘法器的波形示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。图6示出了现有技术中信号S1和S2的频谱图，图中fo是功率开关控制信号S1和S2的频率，信号能量的功率峰值A0位于频点fo上，由于信号S1和S2控制功率开关SW1和SW2，因此由这两个功率开关带来的电磁干扰的频谱与信号S1和S2的频谱一致。如果我们能够降低信号S1和S2的功率峰值A0，那么也就能降低这两个功率开关带来的电磁干扰的功率峰值。在本技术中，功率开关控制信号S1和S2的频率不再是固定不变的，而是被其他信号调制过的，因此他们的信号带宽将增加，而信号能量的功率峰值将减小，这样由于功率开关SW1和SW2带来的电磁干扰的功率峰值也将减小。参看图8、9、10示出的调制原理图，本技术揭示了一种开关电源宽频控制电路，其包括串接在开关电源主回路中的第一功率开关SW1和第二功率开关SW2，在开关电源正、负输出端之间串接第一电阻R1和第二电阻R2，第一和第二电阻的连接点上的反馈电压Vf连接至误差放大及斜坡补偿电路104的输入端，误差放大及斜坡补偿电路输出端上的比较信号Ve连接至比较器103的一个输入端，还包括一个信号乘法模块105，信号乘法模块的两个输入端分别接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源宽频控制电路，包括串接在开关电源主回路中的第一功率开关（SW1）和第二功率开关（SW2），其特征在于：在开关电源正、负输出端之间串接第一电阻（R1）和第二电阻（R2），第一和第二电阻的连接点上的反馈电压（Vf）连接至误差放大及斜坡补偿电路（104）的输入端，误差放大及斜坡补偿电路输出端上的比较信号（Ve）连接至比较器（103）的一个输入端，还包括一个信号乘法模块（105），信号乘法模块的两个输入端分别接斜波信号（Vs）和调制信号（Vm），信号乘法模块输出的变频调制信号（Vms）连接至比较器（103）的另一个输入端，比较器输出端上的脉冲信号（Vc）连接至逻辑控制模块（102）的输入端,逻辑控制模块输出端输出第一功率开关控制信号（S1）、并通过反相器（101）获得第二功率开关控制信号（S2），第一和第二功率开关控制信号分别接所述第一和第二功率开关的控制端。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源宽频控制电路，包括串接在开关电源主回路中的第一功率开关（SW1）和第二功率开关（SW2），其特征在于：在开关电源正、负输出端之间串接第一电阻（R1）和第二电阻（R2），第一和第二电阻的连接点上的反馈电压（Vf）连接至误差放大及斜坡补偿电路（104）的输入端，误差放大及斜坡补偿电路输出端上的比较信号（Ve）连接至比较器（103）的一个输入端，还包括一个信号乘法模块（105），信号乘法模块的两个输入端分别接斜波信号（Vs）和调制信号（Vm），信号乘法模块输出的变频调制信号（Vms）连接至比较器（103）的另一个输入端，比较器输出端上的脉冲信号（Vc）连接至逻辑控制模块（102）的输入端,逻辑控制模块输出端输出第一功率开关控制信号（S1）、并通过反相器（101）获得第二功率开关控制信号（S2），第一和第二功率开关控制信号分别接所述第一和第二功率开关的控制端。2.如权利要求1所述的开关电源宽频控制电路，其特征在于：所述信号乘法模块包含彼此连接的电压产生单元（301）、比较单元（302）和RS触发器（303），所述电压产生单元具有一个电流源，该电流源上串接一个电流源开关（Q），电流源开关的输出端连接第一开关（K1）和第二开关（K2）的一端，电流源开关的控制端接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏根，
申请(专利权)人：深圳市德普微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44