开关稳压电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种具有频谱整形功能的开关稳压电路及方法，基于该开关稳压器及方法根据开关频率的变化调整其频谱整形范围，当其开关频率变高时，其频谱整形范围变大；当其开关频率变低时，其频谱整形范围减小。该开关稳压电路及方法可有效降低电磁干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种开关稳压电路，特别地，涉及一种具有频谱整形功能的开关稳压电路及方法。
技术介绍
如今，许多电子设备均需要直流电压供电，而该直流供电电压通常来自于适配器。 适配器从墙上插座(电网)获得交流电压，通过一整流桥将该交流电压转换为一不控直流 电压，并通过一开关电源将该不控直流电压转换为所需的直流供电电压。 开关电源通常采用变压器或电感作为储能元件。例如在反激变换器中即采用变压 器作为储能元件， 一开关耦接至变压器的原边，控制电路控制该开关的导通与关断，使能量 交替地在变压器中被存储或被传递到变压器的副边。变压器的副边经过滤波器在输出电容 两端产生一输出电压，该输出电压即为反激变换器的直流输出电压。直流输出电压的增大 和减小与传递到负载的功率大小相反，负载增大会导致直流输出电压减小，而负载减小则 会导致直流输出电压增大。通常情况下，直流输出电压被反馈至控制电路以使开关电源能 补偿负载的变化。 为了实现小体积和高效率，开关电源的开关频率通常很高(例如几十KHz)。开关 电源中高频的开关切换会导致严重的电磁干扰(EMI)，不仅降低电网质量，还影响与开关电 源相连或位于开关电源附近的电子设备的正常工作，甚至会对无线电波和电视信号造成干 扰。为此，各国均针对开关电源产生的电磁干扰制定了严格的标准。 现有的降低电磁干扰的方法为通过调节开关频率，将原本集中在一频率的能量 (或是在窄频带中的能量)改为分布在一宽广的频带。但现有降低电磁干扰的方法，其频谱 范围固定，因此不适合开关频率随负载变化而变化的情况.
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于提供一种能根据输出的反馈信号调节开关的开关频率和开关频率频谱整形的频率范围的。 根据上述目的，本专利技术提供了 一种开关稳压电路，包括 储能元件，能够储存能量； 开关，耦接至所述储能元件，在所述开关导通时所述储能元件存储能量，在所述开 关关断时所述储能元件中存储的能量被传送至负载； 反馈电路，采样所述开关稳压电路的输出信号，并产生与所述开关稳压电路的输 出信号相关的反馈信号； 控制电路，接收流过所述开关的采样电流和所述反馈信号，控制所述开关的导通 与关断； 所述控制电路包括频谱整形电路，接收所述反馈信号，产生频谱整形信号，以调节 所述开关的开关频率和所述开关频率频谱整形的频率范围。 本专利技术还提供了一种开关稳压开关稳压方法，包括 将开关电耦接至储能元件，在所述开关导通时所述储能元件存储能量，在所述开 关关断时所述储能元件中存储的能量被传送至负载； 采样流过所述开关的电流，并产生代表流过所述开关的电流的电流采样信号； 采样输出电压，并产生与所述输出电压相关的反馈信号； 根据所述电流采样信号和所述反馈信号控制所述开关的导通与关断； 根据所述反馈信号调节所述开关的开关频率和所述开关频率频谱整形的频率范围。 本专利技术采用上述电路和/或方法，能够接收反馈信号，并根据反馈信号的变化而 调节开关稳压电路的开关频率，以及开关频率频谱整形的频率范围，从而有效降低电磁干 扰，结合本专利技术的更详细的有益效果在具体实施方式进行描述。附图说明 图1示出根据本专利技术一个实施例的开关稳压电路100。 图2示出根据本专利技术另一实施例的开关稳压电路100—。 图3(a) 、3(b)示出根据本专利技术另一个实施例的开关稳压电路200。 图3(c)示出根据图3(a)中控制芯片的另一内部模块图220。 图3(d)示出根据图3(a)中控制芯片的又一内部模块图230。 图4示出开关稳压电路200中频谱整形电路207输出的三角波波形。 图5示出开关稳压电路200中频谱整形电路207的输出、时钟发生电路205的频率以及驱动主开关的波形。 图6示出根据本专利技术另一实施例的开关稳压方法的流程图600。 具体实施例方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例 说明，并不用于限制本专利技术。以下均以包括反激变换器的AC/DC(交流/直流变换)电路 为例对本专利技术进行说明，但本领域的技术人员可知，本专利技术还可用于任何DC/DC(直流/直 流变换)拓扑，如BUCK(降压)电路、BOOST (升压)电路、BUCK-BOOST (升-降压)电路、 FLYBACK (反激)电路以及FORWARD (正激)电路等。 如图1所示，为根据本专利技术一个实施例的开关稳压电路100。在该实施例中，开关 稳压电路100包括整流桥101、输入电容C『变压器T、主开关M、二极管Dp输出电容C。『 电流采样电路102、反馈电路103、比较电路104、时钟发生电路105、逻辑电路106以及频谱 整形电路107。其中变压器T为储能元件，包括初级绕组T。和次级绕组L。整流桥101接 收一交流输入电压VIN，并将其转换成一不控直流电压VDC。输入电容CIN并联至整流桥101 的输出端，输入电容C^的一端电耦接至变压器T1初级绕组的一端，另一端接地。变压器T 的初级绕组T。、主开关M、二极管D^变压器T的次级绕组1\以及输出电容C。UT的耦接方式 构成典型反激拓扑。其耦接方式是本领域技术人员的熟知方式，这里不再详述。其中主开 关M可以是任何可控半导体开关器件，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝 缘栅双极晶体管(IGBT)等。输出电容C。uT两端的电压即为开关稳压电路的输出电压V。『本领域的技术人员应该认识到，此实施例中二极管D工可由同步整流管代替。 电流采样电路102耦接至主开关M，采样流过主开关M的电流，并产生一代表该电 流的电流采样信号I，^，即Is,为流过主开关M的采样电流。电流采样电路102可为电 阻采样电路、变压器采样电路、电流放大器采样电路等。反馈电路103耦接至开关稳压电路 的输出端，采样输出电压V。UT，并产生一与该电压相关的反馈信号VFB。反馈电路103可包括 光电耦合器(光耦)或变压器。在一个实施例中，变压器T还包括一辅助绕组(图中未示 出)，该辅助绕组既可位于变压器T的初级侧，也可位于变压器T的次级侧，反馈电路103耦 接至该辅助绕组并采样其两端的电压，该辅助绕组两端的电压可代表输出电压V。uT。在一个 实施例中，反馈电路103包括电阻分压电路或电容分压电路。 比较电路104的第一输入端接收电流采样信号L，，第二输入端接收电流参考信 号Ref，并将两者进行比较，以产生比较信号。频谱整形电路107耦接至反馈电路103的输 出端，接收反馈信号V^，产生频谱整形信号SF。时钟发生电路105耦接至频谱整形电路107 的输出端，以接收频谱整形信号Sp，产生时钟信号CLK。逻辑电路106的一端耦接至比较电 路104的输出端，接收比较信号；其另一端耦接至时钟发生电路105的输出端，接收时钟信 号CLK ;其输出端耦接至主开关M的控制端；在电流采样信号Isa_大于电流参考信号Ref 时关断主开关M，而在时钟信号CLK的边沿(上升沿或下降沿)导通主开关M。在一个实 施例中，在逻辑电路106和主开关M之间包含驱动电路108，即逻辑电路106经由驱动电路 108后控制主开关M的闭合与断开，如图2的开关稳压电路10(T所示。图2所示开关稳压 电路10(T的其他部分与图1所示电路100相同，并且驱动电路108可以是本领域普通技术 人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关稳压电路，包括储能元件，能够储存能量；开关，耦接至所述储能元件，在所述开关导通时所述储能元件存储能量，在所述开关关断时所述储能元件中存储的能量被传送至负载；反馈电路，采样所述开关稳压电路的输出信号，并产生与所述开关稳压电路的输出信号相关的反馈信号；控制电路，接收流过所述开关的采样电流和所述反馈信号，控制所述开关的导通与关断；其特征在于，所述控制电路包括频谱整形电路，接收所述反馈信号，产生频谱整形信号，以调节所述开关的开关频率和所述开关频率频谱整形的频率范围。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李恩，张军明，任远程，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]