开关电源制造技术

本申请公开了一种开关电源，其包括依次连接的功率转换单元

【技术实现步骤摘要】
开关电源


[0001]本申请涉及电子
，尤其涉及一种开关电源
。

技术介绍

[0002]开关电源是目前生活中最常见的小功率供电模块
。
为了最大限度地减小体积
、
降低成本，多数小功率开关电源都采用模拟控制芯片进行控制
。
然而，开关电源使用过程中开关管的高频开关动作会产生固定频率的噪声，如何精确地降低开关管开关动作产生的噪声一直是关键技术难题
。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种开关电源，以使开关电源中的开关管的开关频率可以在设定的精确范围内变化，进而降低其在各频点的能量，大幅抑制源头噪声
。
[0004]本申请的开关电源包括功率转换单元
、
开关控制单元和抖频控制单元，所述抖频控制单元的输出端用于连接所述开关控制单元的输入端，所述开关控制单元的输出端用于连接所述功率转换单元，所述开关控制单元的输出端还用于连接抖频控制单元；所述抖频控制单元用于控制所述开关控制单元输出第一驱动信号给所述功率转换单元的开关管；响应于所述抖频控制单元接收到所述第一驱动信号或所述抖频控制单元接收到所述第一驱动信号的次数达到预设次数，所述抖频控制单元用于控制所述开关控制单元输出第二驱动信号给所述功率转换单元的开关管，其中，所述第一驱动信号的频率和所述第二驱动信号的频率不同
。
从而，通过采用抖频控制单元控制开关控制单元输出驱动信号给功率转换单元的开关管，可以使得开关管的开关频率能够变化，从而减少开关管在高频开关动作时产生的固定频率的噪声，进而大幅降低开关电源在某个频点的电磁噪声的能量强度，达到从源头上降低噪声的效果
。
且由于源头噪声降低，为满足
EMC
要求开关电源中需要增加的无源滤波器件数量大幅减少，更有利于实现开关电源的轻量化
、
高密化
。
[0005]在一种可能的实现中，所述抖频控制单元包括数字控制芯片和多个第一电阻，所述数字控制芯片包括多个输出引脚，所述多个输出引脚与所述多个第一电阻一一对应连接
。
该抖频控制单元为数字电路，从而可以精确地确定开关管的开关频率，使得开关管的开关频率在一个精确的范围内抖动
。
[0006]在另一种可能的实现中，所述开关控制单元包括模拟控制芯片
、
第二电阻和电容；所述模拟控制芯片的输出引脚连接所述功率转换单元的开关管；所述模拟控制芯片的开关频率控制引脚连接每个所述第一电阻的另一端；所述模拟控制芯片的参考电压引脚连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接每个所述第一电阻的另一端；所述模拟控制芯片的接地引脚连接至所述电容的第一端，所述电容的第二端连接每个所述第一电阻的另一端
。
[0007]在又一种可能的实现中，所述模拟控制芯片的输出引脚连接所述数字控制芯片的时钟引脚
。
[0008]在又一种可能的实现中，所述抖频控制单元还包括第一计数器，所述第一计数器包括
N
个输出引脚；所述第一计数器的时钟引脚连接所述模拟控制芯片的输出引脚；所述第一计数器的
N
个输出引脚中的第
X
个输出引脚连接至所述数字控制芯片的时钟引脚，其中，所述
X
为整数且0＜
X≤N
；所述第一计数器用于计算接收到的所述第一驱动信号的数量，并在接收到所述第
Y
个第一驱动信号后，通过第一计数器的第
X
个输出引脚输出脉冲信号至所述数字控制芯片的时钟引脚，其中，
Y
＝2X
‑1。
通过在模拟控制芯片的输出引脚与数字控制芯片的时钟引脚之间连接一个计数器，在计数器接收到一定数量的驱动信号后才输出脉冲信号至数字控制芯片的时钟引脚，以改变开关管的开关频率，从而可以避免模拟控制芯片的输出引脚直接连接数字控制芯片的时钟引脚，将驱动信号直接作为数字控制芯片的时钟信号可能导致的开关频率变化过快，在某些高频应用的产品中可能引入新的噪声的问题
。
[0009]在又一种可能的实现中，所述数字控制芯片为移位寄存器；响应于所述移位寄存器的时钟引脚的信号的上升沿到来，所述移位寄存器用于改变所述移位寄存器的多个输出引脚的输出状态
。
通过驱动信号触发改变移位寄存器的多个输出引脚的输出状态，从而改变开关管的开关频率，使得开关管的开关频率在一个精确的范围内抖动，从而大幅降低开关电源在某个频点的电磁噪声的能量强度，达到从源头上降低噪声的效果
。
[0010]在又一种可能的实现中，所述数字控制芯片为第二计数器；所述第二计数器用于计算所述第二计数器的时钟引脚接收到的信号的数量，控制至少一个输出引脚输出脉冲信号
。
采用计数器作为数字控制芯片，在一个计数器工作周期内可产生更多种的开关频率，抖频频点增加，可以实现更宽范围的抖频
。
[0011]在又一种可能的实现中，所述功率转换单元为单管功率变换拓扑
。
在该实现中，该开关电源的电路拓扑只需要控制单管的占空比即可控制输出电压，控制逻辑简单
。
[0012]在又一种可能的实现中，所述单管功率变换拓扑包括以下任意一种：
Flyback
电路拓扑
、BUCK
电路拓扑
、BOOST
电路拓扑
。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍
。
显而易见，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0014]图1为本申请实施例提供的一种开关电源的结构框图；
[0015]图
2a
为隔离型
Flyback
电路拓扑结构示意图；
[0016]图
2b
为非隔离型
BUCK
电路拓扑结构示意图；
[0017]图
2c
为非隔离型
BOOST
电路拓扑结构示意图；
[0018]图3为对图1所示的开关电源进一步细化的结构框图；
[0019]图4为本申请的一个实现方式提供的一种开关电源的电路示意图；
[0020]图5为
Flyback
拓扑电路的运行波形示意图；
[0021]图6为图4所示的开关电源中的一个电流路径示意图；
[0022]图7为图4所示的开关电源中的另一个电流路径示意图；
[0023]图8为图4所示的开关电源中的4位移位寄存器工作的时序逻辑示意图；
[0024]图9为本申请的另一个实现方式提供的一种开关电源的局部电路的示意图；
[0025]图
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为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种开关电源，其特征在于，包括功率转换单元
、
开关控制单元和抖频控制单元，所述抖频控制单元的输出端用于连接所述开关控制单元的输入端，所述开关控制单元的输出端用于连接所述功率转换单元，所述开关控制单元的输出端还用于连接抖频控制单元；所述抖频控制单元用于控制所述开关控制单元输出第一驱动信号给所述功率转换单元的开关管；响应于所述抖频控制单元接收到所述第一驱动信号或所述抖频控制单元接收到所述第一驱动信号的次数达到预设次数，所述抖频控制单元用于控制所述开关控制单元输出第二驱动信号给所述功率转换单元的开关管，其中，所述第一驱动信号的频率和所述第二驱动信号的频率不同
。2.
根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述抖频控制单元包括数字控制芯片和多个第一电阻，所述数字控制芯片包括多个输出引脚，所述多个输出引脚与所述多个第一电阻一一对应连接
。3.
根据权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述开关控制单元包括模拟控制芯片
、
第二电阻和电容；所述模拟控制芯片的输出引脚连接所述功率转换单元的开关管；所述模拟控制芯片的开关频率控制引脚连接每个所述第一电阻的另一端；所述模拟控制芯片的参考电压引脚连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接每个所述第一电阻的另一端；所述模拟控制芯片的接地引脚连接至所述电容的第一端，所述电容的第二端连接每个所述第一电阻的另一端
。4.
根据权利要求3所述的开关电源，其特征在于，所述模拟控制芯片的输出引脚连接所述数字控制芯片的时钟引脚
。5.
根据权利要求3所述的开关电源，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊林，李志斌，樊孝斌，徐豪，祝祥开，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：