提供一种调节功率控制装置和用于调节电源装置的方法。时钟发生器电路被配置用于在预定频率生成时钟信号。放大器电路与时钟发生器电路耦合。放大器电路包括与时钟发生器电路耦合的增益电路。放大器电路被配置成在增益电路的切换元件处接收时钟信号。控制器电路被配置用于接收放大器电路的经调制的误差信号并且配置用于生成用于控制切换电路的占空比的脉冲宽度调制信号。切换电路被配置用于接收经调制的误差信号。使用时钟信号来调制误差信号以根据预定频率改变增益电路的增益值。输出电路与切换电路耦合并且配置用于生成经调节的电压信号。控制器电路使用经调制的误差信号以明显减少切换电路的切换频率中的谐波分布。可以将切换电路中的谐波分布减少１０．０ｄｂ或者更多。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电源领域。具体而言，本专利技术涉及一种具有低频调制增益的闭环负反 馈系统。
技术介绍
要求与电源干线连接的每个电气设备不为干线带来或者向干线上发送高频噪声。 电气设备允许的电气放射量受到联邦通信委员会(FCC)严格管制。常规电源设计已经转变 为使用较高操作频率，因为较高操作频率允许减小电源部件的尺寸并且允许减少成本。在 较高频率操作的弊端是增加高次谐波或者电磁干扰(EMI)的产生。减少EMI的常规方法一直以将切换电路的切换频率减少至如FCC设置的标准EMI 带宽限制150Khz以下为目标。这一方式的弊端在于，增加电源的磁部件的尺寸。其它减少 EMI的方法已经简单地添加滤波器部件以减少非所需频率谐波。这一第二方式具有的弊端 在于增添电源的重量、尺寸和成本。另一减少谐波或者EMI的大尖峰的方式是使用缓冲器 (snubber) 0该缓冲器虽然在减少EMI时有效但是有损于功率转换器的效率。在又一方式 中，通过使用抖动来减少EMI，该抖动取得离散谐波频谱并且在连续频率范围内扩展EMI。 常规系统通过向转换器的栅极驱动或者控制器中注入噪声来使用抖动。向转换器的栅极驱 动中注入噪声具有的弊端在于使输出电压信号失真。另外，向栅极驱动中直接注入噪声仅 向转换器切换信号的上升和下降沿施加抖动。通过向栅极驱动电路中直接注入抖动，常规 功率转换器抑制反馈环路和其它特征(包括切换信号的采样和零电压切换)的效率。在图1中示出了现有技术的调节电源10的示意图。电源10包括转换器电路，该 电路包括开关14、控制器或者栅极驱动16和反馈电路18。开关14与包括整流二极管Dl 和输出电容器C2的输出电路耦合。电源10包括跨过输入电压Vfli入耦合的电容器Cl和电 感器Li。栅极驱动16包括与开关14的栅极耦合的脉冲宽度调制器(PWM)模块。电源10 包括电压调节电路，该电路包括反馈电路18和栅极驱动16。栅极驱动16使用PWM模块以 根据由反馈电路18提供的反馈来更改开关14的占空比。栅极驱动16因而调整开关14的 占空比以补偿输出电压Vfl^的任何改变。电源10通过在栅极驱动16内使用抖动机制注入 抖动来限制开关14中的EMI。这一抖动方式受到上文讨论的许多弊端的困扰。因而，希望为调节电源提供一种在明显减少EMI放射时有效而无常规系统的弊端 的抖动方法和装置。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种调节电源装置。该调节电源装置包括配置用于 在预定频率生成时钟信号的时钟发生器电路。误差放大器与时钟发生器电路耦合。误差放 大器包括与时钟发生器电路耦合的增益电路。误差放大器被配置成在增益电路的切换元件 处接收时钟信号。控制器电路被配置用于接收放大器电路的经调制的误差信号。控制器电 路被配置用于生成用于控制切换电路的占空比的脉冲宽度调制信号。切换电路被配置用于接收经调制的误差信号。切换电路是半导体开关。使用时钟信号来调制误差信号，以根据 时钟信号的预定频率改变增益电路的增益值。输出电路与切换电路耦合。输出电路被配置 用于生成经PWM调节的电压信号。控制器电路使用经调制的误差信号以明显减少切换电路 的切换频率中的谐波分布。控制器电路使用经调制的误差信号以将切换电路的切换频率中 的谐波分布减少IOdb或者更多。在一个示例性实施例中，时钟发生器电路是逻辑电路并且生成范围为2至9Khz 的频率。使能电路被配置用于在误差信号大于或者等于预定电压值时，使能时钟发生器电 路。使能电路包括与放大器电路的输出节点耦合的锁存二极管和耦合于锁存二极管与时钟 发生器电路之间的使能开关。放大器电路的反馈输入节点被配置用于接收经调节的电压信 号，并且放大器电路的参考输入节点被配置用于接收参考电压信号。增益电路包括耦合于 放大器电路的输出节点与反馈输入节点之间的可变电阻网络。可变电阻网络包括与串联的 第二电阻器和切换元件并联耦合的第一电阻器。可变电阻网络也包括与第一电阻器串联耦 合的电容器。增益电路的增益值是可变电阻网络与耦合到反馈输入节点的输入电阻网络的 电阻比。放大器电路可以是运算放大器。放大器电路可以是用于切换电路的反馈电路。反 馈电路可以提供负反馈环路。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于调节电源装置的方法。该方法包括向放大 器电路的增益电路中注入时钟信号。使用时钟信号来调制放大器电路的误差信号，以根据 时钟信号的预定频率改变增益电路的增益值。使用经调制的误差信号来明显减少切换电路 的切换频率中的谐波分布。控制器电路使用调制的误差信号以将切换电路的切换频率中的 谐波分布减少10. Odb或者更多。使用时钟发生器电路在预定频率生成时钟信号。时钟发 生器电路可以是逻辑电路，并且可以在2至9Khz的频率范围中生成时钟信号。该方法还包 括向用于切换电路的控制器电路施加经调制的误差信号并且生成用于控制切换电路的占 空比的脉冲宽度调制信号。在与切换电路耦合的输出电路生成经调节的电压信号。向放大 器电路的反馈输入节点施加该经调节的电压信号，而向放大器电路的参考输入节点施加参 考电压信号。在一个示例实施例中，在误差信号大于或者等于预定电压值时，使用使能电路来 使能时钟发生器电路。时钟信号耦合到增益电路的切换元件。增益电路包括耦合于放大器 电路的输出节点与反馈输入节点之间的可变电阻网络。可变电阻网络包括与串联的第二电 阻器和切换元件并联耦合的第一电阻器。增益电路的增益值是可变电阻网络和耦合到反馈 输入节点的输入电阻网络的电阻比。放大器电路可以是运算放大器并且可以是用于切换电 路的反馈电路。反馈电路可以是负反馈环路。通过考虑结合附图的下文描述，将清楚本专利技术的其它特征。附图说明在所附权利要求书中阐述本专利技术的新颖特征。然而出于说明的目的，在以下附图 中阐述本专利技术的若干实施例。图1图示了电源装置的现有技术示意框图。图2图示了根据本专利技术一个实施例的电源装置的功能框图。图3A图示了根据本专利技术一个实施例的电源装置的增益电路的功能框图。6图3B图示了根据本专利技术一个实施例的电源装置的增益电路的绘图。图4图示了根据本专利技术一个实施例的电源装置的示意图。图5A图示了现有技术电源装置的波形图。图5B图示了根据本专利技术一个实施例的电源装置的波形图。图6A图示了现有技术电源装置的另一波形图。图6B图示了根据本专利技术一个实施例的电源装置的另一波形图。图7图示了根据本专利技术一个实施例的用于调节电源装置的方法的处理流程图。具体实施例方式在下文描述中出于说明的目的而阐述诸多细节和替代方式。然而本领域普通技术 人员将认识到不使用这些具体细节也可以实现本专利技术。在其它实例中，以框图形式示出公 知结构和设备以免使本专利技术的描述因不必要的细节而难以理解。本专利技术提供一种用于减少EMI放射而不减少切换频率的技术。本专利技术允许切换频 率更高而不表现出不期望的高次谐波分布，并且通过向反馈环路中施加低频调制来进一步 有助于向低于150kHz的标准EMI带宽以下的频率范围传送高次谐波分布。低频调制被注 入反馈环路中，并且影响切换电路的切换脉冲的上升沿和下降沿，由此明显减少切换电路 的切换频率中的高次谐波分布。参见图2，示出了用于根据本专利技术一个实施例的调节电源装置10的示例功能框 图。装置20主要包括与输出功率转换电路或者变频开关本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包括闭环负反馈系统的调节功率控制装置：时钟发生器电路，配置用于作为低频调制器在预定频率生成时钟信号；放大器电路，与所述时钟发生器电路耦合，其中所述放大器电路包括与所述时钟发生器电路耦合的调制增益电路，其中所述放大器电路被配置成在所述调制增益电路的切换元件处接收所述时钟信号；控制器电路，配置用于接收所述放大器电路的经调制的误差信号；切换电路，配置用于接收所述经调制的误差信号，其中使用所述时钟信号来调制所述误差信号，以根据所述时钟信号的预定频率改变所述增益电路的增益值；以及输出电路，与所述切换电路耦合，所述输出电路被配置用于生成经调节的电压信号，其中所述控制器电路使用所述经调制的误差信号以明显减少所述切换电路的切换频率中的谐波分布。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：M特尔弗斯，
申请(专利权)人：弗莱克斯电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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