具有频率调变以降低电源转换器电磁干扰的控制电路制造技术

一种具有频率调变的控制电路，用以降低一电源转换器的电磁干扰。一切换电路耦接至一回授电路，用以产生切换信号以调节该电源转换器的一输出。一第一振荡器用以决定该切换信号的切换频率。一第二振荡器耦接至该第一振荡器，以调变该切换信号的切换频率以降低电源转换器的电磁干扰。一数控电阻器是用以衰减该回授电路的一回授信号。该第二振荡器的输出耦接至该数控电阻器，用以控制数控电阻器的电阻值。因此，当切换频率被调变时，亦能保持输出功率与输出电压为一定值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种电源转换器，且特别是关于一种切换式电源转换器的控制。
技术介绍
电源转换器(power converter)是用来将一未调节电源转换成一调节的电压或电流。图1是绘示一传统电源转换器，其中一控制电路10是包括有一频率设定端RT、一回授端FB、一切换输出端SW与一电流感测端VS，其中该控制电路10产生一切换信号VSW，用以控制一晶体管20而切换一变压器30。一电阻器40是用来感测该变压器30的一切换电流IP以进行切换控制。一电阻器45是用来决定该控制电路10的一切换频率。该控制电路10的该回授端FB是连接至一回授电路50的一输出。该回授电路50是耦接至电源转换器的输出以产生一回授信号VFB。依据该回授信号VFB，该切换信号VSW的工作周期(duty cycle)是决定了从电源的输入端传送到电源转换器的输出端的功率。虽然切换技术使得电源转换器的体积得以缩小，切换组件所产生的电磁干扰(electric andmagnetic interference，EMI)却影响了电源及其外围设备。因此电源转换器中需要配置电磁干扰的解决方案(例如EMI滤波器、变压器屏护等)，以降低电磁干扰。然而，电磁干扰的解决方案却造成功率的损耗，同时也增加了电源转换器的体积与成本。近期发展中，许多已知技术均针对此使用频率调变(frequency modulation)或跳频(frequency hopping)等手段来降低电磁干扰。例如已知技术「Reduction of PowerSupply EMI Emission by Switching Frequency Modulation 」(IEEE Transactions on Power Electronics，VOL.9.No.1.January 1994)、「Effects of Switching FrequencyModulation on EMI Performance of a Converter Using SpreadSpectrum Approach 」(Applied Power ElectronicsConference and Exposition，2002，17-Annual，IEEE，Volume 1，10-14，March，2002，Pages93-99)、美国专利公告第6,229,366号「OfflineConverter with Integrated Softstart and FrequencyJitter 」(May 8，2001)以及美国专利公告第6,249,876号「Frequency Jittering Control for Varying theSwitching Frequency of a Power Supply 」(Jun.19，2001)等等。然而，已知技术的缺点在于“频率调变”会在电源转换器的输出产生非预期的涟波信号(ripple signal)。由频率调变所产生非预期的涟波信号将说明如下。电源转换器的输出功率PO是电源转换器的输出电压VO与输出电流IO的乘积，其关系式为PO＝Vo×Io＝η×PIN_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(1)该变压器30的输入功率PIN与切换电流IP关系如下式所示PIN=12×T×LP×IP2]]>IP=VINLP×TON]]>其中η为变压器30的效率(efficiency)，VIN为变压器30的输入电压，LP为变压器30的一次侧电感(primaryinductance)，T为切换信号VSW的切换周期(switchingperiod)，TON为切换信号VSW的导通时间(on-time)。等式(1)可改写为PO=η×VIN2×TON22×LP×T------------------------(2)]]> 由于切换周期T是依据频率调变而改变。如等式(2)所示，当切换周期T改变时，输出功率PO将会跟着改变。因此，当输出功率PO改变时，将产生非预期的涟波信号。已知技术另外的缺点是非预期的频率调变范围。其频率调变范围是与切换频率的设定有关。因此，当依据不同的应用而设定其切换频率时，将使降低电磁干扰的效果不彰。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有频率调变的控制电路，以降低电源转换器(power converter)的电磁干扰(EMI)。本专利技术的又一目的是提供一种具有频率调变的控制电路，以避免在电源转换器的输出产生非预期的涟波信号。基于上述及其它目的，本专利技术提出一种具有频率调变的控制电路，用以控制一电源转换器，其特征在于，该控制电路包括一切换电路，耦接至一回授电路，用以产生一切换信号以调节该电源转换器的一输出，其中该回授电路是耦接至该电源转换器的该输出，以提供控制该切换信号的一回授信号；一第一振荡器，耦接至该切换电路，用以产生一时脉信号以决定该切换信号的切换频率；一数控电容器，耦接至该第一振荡器，用以调变该时脉信号的频率；一数控电阻器，耦接至该回授电路，用以衰减该回授信号；以及一第二振荡器，用以产生一振荡信号，其中该第二振荡器包括有一编码电路以依据该振荡信号产生一数字信号组；其中该数字信号组是用以控制该数控电容器以调变该切换信号的切换频率，以及用以控制该数控电阻器以决定该回授信号的衰减率。其中该数控电容器包括多组切换电容对，该些切换电容对彼此并联，其中该些切换电容对是由多组个别串联的调变开关与调变电容器所形成，该些调变开关是由该数字信号组控制其启闭。其中该数控电阻器包括多组切换电阻对，该些切换电阻对彼此并联，其中该些切换电阻对是由多组个别串联的衰减开关与衰减电阻器相耦接所形成，该些衰减开关系由该数字信号组控制其启闭。其中该第一振荡器包括一充电电流源，用以产生一充电电流；一放电电流源，用以产生一放电电流；一振荡电容器，是与该数控电容器相并联；一充电开关，是连接于该充电电流源与该振荡电容器之间；一放电开关，连接于该放电电流源与该振荡电容器之间；一第一比较器，其一第一输入是由一第一参考电压所供应，其一第二输入是连接至该振荡电容器；一第二比较器，其一第一输入是连接至该振荡电容器，其一第二输入是由一第二参考电压所供应，其中该第一参考电压是高于该第二参考电压；一第一闸，用以产生该时脉信号以决定该切换信号的切换频率，其中该第一闸的一第一输入是耦接至该第一比较器的一输出，其中该第一闸的一输出是用以启闭该放电开关； 以及一第二闸，其二个输入分别连接至该第一闸的该输出与该第二比较器的一输出，而该第二闸的一输出是连接至该第一闸的一第二输入，其中该第二闸的一输出是用以启闭该充电开关。其中该编码电路包括多个比较器，该些比较器的正输入是连接至该振荡信号，而该些比较器的负输入是分别由相应的多组参考电压所供应；多个正反器，该些正反器的输入是分别耦接至该些比较器的输出，其中该些正反器的时脉输入是由该时脉信号所供应；以及一编码器，耦接至该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有频率调变的控制电路，用以控制一电源转换器，其特征在于，该控制电路包括：一切换电路，耦接至一回授电路，用以产生一切换信号以调节该电源转换器的一输出，其中该回授电路是耦接至该电源转换器的该输出，以提供控制该切换信号的一回授信号； 一第一振荡器，耦接至该切换电路，用以产生一时脉信号以决定该切换信号的切换频率；一数控电容器，耦接至该第一振荡器，用以调变该时脉信号的频率；一数控电阻器，耦接至该回授电路，用以衰减该回授信号；以及一第二振荡器， 用以产生一振荡信号，其中该第二振荡器包括有一编码电路以依据该振荡信号产生一数字信号组；其中该数字信号组是用以控制该数控电容器以调变该切换信号的切换频率，以及用以控制该数控电阻器以决定该回授信号的衰减率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨大勇，
申请(专利权)人：崇贸科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]