用于切换式电源供应器的抖频控制电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种用于切换式电源供应器的抖频控制电路及方法，在该切换式电源供应器进入降频模式时，扩大该切换式电源供应器的切换频率的抖频频率变化范围，以改善该切换式电源供应器在该降频模式期间的电磁干扰问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种切换式电源供应器，特别是关于ー种。
技术介绍
脉宽调变(Pulse Width Modulation ；PWM)已经广泛地应用在多种电子设备上。例如，在切换式电源供应器中，藉PWM控制器调变功率开关的责任周期(duty cycle)或切换频率，以调节输出电压。近年来，为了因应能源短缺与环保意识的高涨，切换式电源供应器的节能省电功能越来越受到重视，新制订的能源法规要求切换式电源供应器在轻载及待机时的电源转换效率亦越来越严苛。而切换式电源供应器在轻载及待机时，其功率开关的切换损失占整体功率消耗相当大的比例。目前市售的电源管理集成电路(Integrated Circuit ;IC)提升切换式电源供应器在轻载及待机时的电源转换效率的方法之一，是降低其功率开关的切換频率以有效降低切换损失。此外，切换式电源供应器相对于传统的线性电源供应器具有小体积的优点，但也衍生出因切换元件造成电源供应器的电磁干扰(Electric-MagneticInterference ；EMI)的问题。现有的电源管理IC常利用抖频(jittering frequency)的方法来改善EMI问题。切换式电源供应器有许多类型。虽然各种切换式电源供应器有不同的回授回路及PWM回路设计，但其P丽控制器皆是据输出回授信号控制其产生的PWM信号。而输出回授信号可能是电压或电流。例如，图I的切换式电源供应器是ー种具有驰返式架构的装置，其中PWM控制器10需要光耦合器12及并联调节器(shunt regulator) 14组成的隔离式回授电路提供输出信息。并联调节器14检测驰返式电源供应器的输出电压Vo以控制回授电流Icomp给PWM控制器10的接脚COMP，PWM控制器10内有电路根据回授电流Icomp产生回授电压Vcomp，其与输出电压Vo成比例。PWM控制器10从回授电压Vcomp亦可得知目前驰返式电源供应器是操作在轻载或重载。在图I的电路中，驰返式电源供应器的输出功率Po = (1/2) XLpX (XI X Vcs/Rcs) 2XfsX n= (1/2) X Lp X (X2 X Vcomp/Rcs)2 X fs X n，..........................公式I其中，Lp为变压器Tl的激磁电感，Rcs为电流感测电阻，Vcs为电流感测电阻Rcs的跨压，fs为功率开关Ml的切换频率，n为变压器Tl的转换效率，Xl及X2为比例常数。传统具有抖频的定频切换式电源供应器的切换频率不受输出回授信号的影响。例如在图I的驰返式电源供应器中，从公式I可知，若固定输出功率Po，回授电压Vcomp将随切换频率fs的抖频而改变。參照图2，波形20为切换频率fs，其具有固定的抖频频率变化范围A fs,波形22为回授电压Vcomp。当切换频率fs上升时，回授电压Vcomp下降。然而，这种PWM控制器在轻载及待机时无法根据回授电压Vcomp降低切换频率fs以减少切换损失传统具有抖频的变频切换式电源供应器的切换频率受输出回授信号的调整，因此可以在轻载及待机时根据输出回授信号降低切换频率。以图I的驰返式电源供应器为例，进入轻载(降频模式)后，在固定输出功率Po下，具有抖频的变频PWM控制器10根据回授电压Vcomp降低切换频率fs，但是回授电压Vcomp又随切换频率fs的抖频而改变，因此回授电压Vcomp与切换频率fs之间存在一相互关系，一来一往之间将形成新的稳态平衡点，如图3所示，切换频率fs及回授电压Vcomp将由原本的波形30及32变为波形34及36，而切换频率fs的抖频频率变化范围也因此由原本的Afsl缩小为A fs2，造成降频模式期间的EMI增加。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，在于提出一种。本专利技术的目的之一，在于提出一种调整切换式电源供应器的抖频频率变化范围的抖频控制电路及方法。本专利技术的目的之一，在于提出ー种改善切换式电源供应器在降频模式时的EMI问题的抖频控制电路及方法。根据本专利技术，一种用于切换式电源供应器的抖频控制电路包括振荡器及抖频调变器。该振荡器提供具有抖频的时脉，其频率决定该切换式电源供应器的切换频率。该抖频调变器根据输出回授信号及ー參考信号产生抖频调整信号，以调整该抖频频率变化范围。较佳者，该抖频调变器在该切换式电源转换器进入降频模式吋，调整该抖频调整信号的上限及下限其中至少ー个以扩大该抖频频率变化范围，进而改善该切换式电源转换器在该降压模式期间的EMI问题。根据本专利技术，一种用于切换式电源供应器的抖频控制方法包括提供具有抖频的时脉以决定该切换式电源供应器的切换频率，以及根据输出回授信号及ー參考信号产生抖频调整信号以调整抖频频率变化范围。较佳者，在该切换式电源转换器进入降频模式时，调整该抖频调整信号的上限及下限其中至少ー个以扩大该抖频频率变化范围，进而改善该切换式电源转换器在该降压模式期间的EMI问题。附图说明图I为现有的驰返式电源供应器；图2为具有抖频的定频切换式电源供应器的切換频率对及回授电压的关系图；图3为具有抖频的变频切换式电源供应器的切換频率对及回授电压的关系图；图4为使用本专利技术的抖频控制电路的PWM控制器；图5为抖频调整信号及抖频频率变化范围的示意图；图6为抖频调变器的第一实施例；以及图7为抖频调变器的第二实施例。附图标号10 PWM 控制器12光耦合器14并联调节器20切换频率fs的波形22回授电压Vcomp的波形 30切换频率fs的波形32回授电压Vcomp的波形34切换频率fs的波形36回授电压Vcomp的波形38脉宽调变器40抖频控制电路42电流限制电路44前缘遮蔽电路46乘法器48斜率补偿器50加法器52比较器54SR 正反器56栅极驱动器58计数器60抖频调变器62振荡器64切换频率fs的波形66抖频调整信号Vm的波形68振荡信号Vosc的波形70比较器72与门74与门76电流镜电路78选择器80选择器82比较器84比较器86SR 正反器88与非门90与非门92电流源94开关96电流电压转换器98电压电流转换器100电压电流转换器102电压电流转换器104电压电流转换器106电压电流转换器108开关110开关112开关114开关116开关118电流电压转换器具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进ー步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。參照图4的实施例，在PWM控制器10中，脉宽调变器38需要的时脉CLK由本专利技术的抖频控制电路40提供，以调整PWM信号Vgate的切换频率的抖频频率变化范围。此PWM控制器10可以应用在例如图I的驰返式电源供应器，以改善该驰返式电源供应器在降频模式期间的EMI问题。如同已熟知的PWM回路，电流限制电路42根据时脉CLK产生电流限制信号Vcl，前缘遮蔽电路44根据接脚CS接受到的电压Vcs产生信号Vcs_LEB，乘法器46根据信号Vcs_LEB产生信号Vcs_m，斜率补偿器48根据时脉产生补偿信号Vs，加法器50根据信号Vcs_m及补偿信号Vs产生信号Vcs_s，比较器52根据电流限制信号Vcl、接脚COMP的回授电压Vcomp及信号Vcs_s产生信号Sc, 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于切換式电源供应器的抖频控制电路，其特征在干，所述抖频控制电路包括 振荡器，提供具有抖频的时脉以决定所述切换式电源供应器的切换频率；以及抖频调变器，连接所述振荡器，根据所述切换式电源供应器的输出回授信号以及ー參考信号产生抖频调整信号给所述振荡器，以控制所述切换频率的抖频频率变化范围。2.如权利要求I所述的抖频控制电路，其特征在于，所述抖频调变器根据所述输出回授信号决定所述抖频调整信号的上限及下限。3.如权利要求I所述的抖频控制电路，其特征在于，所述抖频调变器根据所述參考信号决定所述抖频调整信号的上升斜率及下降斜率。4.如权利要求I所述的抖频控制电路，其特征在于，所述抖频调变器在所述输出回授信号小于ー临界值时，増加所述抖频调整信号的上限以扩大所述抖频频率变化范围。5.如权利要求I所述的抖频控制电路，其特征在于，所述抖频调变器在所述输出回授信号小于ー临界值时，減少所述抖频调整信号的下限以扩大所述抖频频率变化范围。6.如权利要求I所述的抖频控制电路，其特征在于，所述抖频调变器在所述输出回授信号小于ー临界值时，増加所述抖频调整信号的上限且降低所述抖频调整信号的下限，以扩大所述抖频频率变化范围。7.如权利要求I所述的抖频控制电路，其特征在于，所述抖频调变器包括 电容，提供一电压作为所述抖频调整信号； 电流镜电路，根据所述參考信号产生充电电流及放电电流； 第一开关，连接在所述电容及电流镜电路之间，因应第一信号使所述充电电流对所述电容充电； 第二开关，连接在所述电容及电流镜电路之间，因应第二信号使所述放电电流对所述电容放电； 第一比较器，连接所述电容，具有负输入端接收所述抖频调整信号； 第二比较器，连接所述电容，具有正输入端接收所述抖频调整信号； 第三比较器，比较所述输出回授信号及ー临界值而产生比较信号； 第一选择器，连接所述第一及第三比较器，根据所述比较信号选择正常上限及降频上限其中ー个提供给所述第一比较器的正输入端； 第二选择器，连接所述第二及第三比较器，根据所述比较信号选择正常下限及降频下限其中ー个提...

【专利技术属性】
技术研发人员：林昆馀，黄培伦，
申请(专利权)人：日隆电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：