数字频率抖动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种了数字频率抖动电路，包括：分频计数器和数据选择器，具体连接关系如下：分频计数器的输入端口作为抖动电路的信号输入端，分频计数器输出其输入信号的2N-K+1分频、2N-K+2分频、2N-K+3分频、…、2N分频信号，N表示分频计数器的位数，K表示分频计数器输出的位数，所述分频计数器输出的K个分频信号分别连接到所述数据选择器的K位寻址信号输入端口；数据选择器的2K个数据输入端口分别连接2K个基准电压，数据选择器的输出端口作为抖动电路的输出端。本发明专利技术的抖动电路用于解决滞环控制模式开关电源难以实现频率抖动，造成系统EMI过大的问题，该电路实现简单，具有较高的移植性，不但适用于滞环控制模式开关电源，也适用于其它控制模式开关电源。

【技术实现步骤摘要】
数字频率抖动电路
本专利技术属于开关电源
，具体涉及一种数字频率抖动电路及该电路在开关电源中的应用。
技术介绍
随着能源的日趋紧张，对能源如何进行合理的利用越来越被提上了日程。开关电源以其效率高，热耗小等优点得到了广泛的应用，为了进一步减小外围器件的成本，开关电源的频率不断地提高，使其高频开关波形中含有大量的谐波，该谐波会通过传输线和空间电磁场向外传播，从而造成了不可忽视的传导和辐射干扰问题，并且电源芯片内部电路中存在的寄生电感和电容会产生较大的dv/dt和di/dt，使开关电源的电磁干扰噪声较难消除。为了降低电磁干扰，目前比较常采用的方法为频率抖动技术，该技术是指开关电源的工作频率并非固定不变，而是周期性地变化来减小电磁干扰(Electro-Magnetic Interference, EMI),从而分散谐波干扰能量，降低EMI。随着对开关电源稳态和动态特性的要求日益提高，传统的电压控制模式与电流控制模式由于反馈环路的存在已无法满足更高特性的要求，而滞环控制模式以其高稳定性， 快速响应，高效等特点在众多应用场合被广泛应用。滞环控制模式包含电流滞环控制模式、 电压滞环控制模式、电压电流双滞环控制模式以及恒定导通时间控制模式与自适应恒定导通时间控制模式等。但由于滞环控制模式中不需要传统的振荡器电路，并且系统工作频率与应用环境息息相关，所以无法采用传统的扩频方式改变系统工作频率，难以实现工作频率的抖动，造成EMI过大，影响其它模块的正常工作。传统的扩频主要是利用系统的时钟， 周期性地改变振荡器中决定频率的充放电电流或者充放电电容，从而周期性地改变系统工作频率，该方法使用的前提是系统中存在振荡器。因此现有频率抖动技术调制模式单一，结构复杂，且针对不同的系统不能做到很好的移植。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决滞环控制模式中无振荡器电路，导致无法使用现有扩频方式降低EMI和现有频率抖动电路调制方式单一、移植性差的问题，提出了一种数字频率抖动电路。本专利技术的技术方案是一种数字频率抖动电路，包括分频计数器和数据选择器， 具体连接关系如下所述分频计数器的输入端口作为所述数字频率抖动电路的信号输入端，分频计数器输出其输入信号的2N_K+1分频、2n_k+2分频、2n_k+3分频、……、2N分频信号，其中，N表示分频计数器的位数，K表示分频计数器输出的位数，所述分频计数器输出的K个分频信号分别连接到所述数据选择器的K位寻址信号输入端口 ；数据选择器的2K个数据输入端口分别连接 2Κ个基准电压，数据选择器的输出端口作为所述数字频率抖动电路的输出端。基于上述数字频率抖动电路，本专利技术还提出了一种电流滞环控制模式的驱动开关电路，包括数字频率抖动电路、功率管、电感、采样电阻、电流采样电路、续流二极管、PWM 比较器和驱动电路，其中，采样电阻的一端连接电流采样电路的反向输入端及续流二极管的负向端口用于输入外部的电源电压，另外一端连接电流采样电路的同相输入端作为所述驱动开关电路的正向端；电感的一端作为所述驱动开关电路的负向端，电感的另一端连接续流二极管的正向端及功率管的漏极，电流采样电路的输出端连接PWM比较器的同相输入端；PWM比较器的高电压反相输入端连接数字频率抖动电路的输出端，PWM比较器的低电压反相输入端连接外部预先设定的电压，PWM比较器的输出端连接驱动电路的输入端及数字频率抖动电路的输入端；驱动电路的输出连接功率管的栅极，功率管的源极接地。基于上述数字频率抖动电路，本专利技术还提出了一种恒定导通时间控制模式开关电源电路，包括数字频率抖动电路、第一功率管、第二功率管、电感、定时器电路、RS触发器、 第一电阻、第二电阻、PWM比较器和驱动电路，其中，第一功率管的漏极连接外部的电源电压，源极与第二功率管的漏极及电感的一端相连，电感的另一端接第一电阻的一端并作为所述开关电源电路的输出端，第一电阻的另一端与第二电阻的一端及PWM比较器的反相输入端相连，第二电阻的另一端接地；PWM比较器的同相输入端接外部的基准电压源，PWM比较器的输出端与RS触发器的S端和数字频率抖动电路的输入端相连，数字频率抖动电路的输出端与定时器电路的输入端相连，定时器电路的输出端与RS触发器的R端相连,RS触发器的Q端与驱动电路的输入端相连，驱动电路的输出的两个反向信号分别第一功率管和第二功率管的栅极。本专利技术的有益效果本专利技术数字频率抖动电路可以用于解决滞环控制模式开关电源难以实现频率抖动，造成系统EMI过大的问题，并且该数字频率抖动电路实现简单，具有较高的移植性，不但适用于滞环控制模式开关电源，也适用于其它控制模式开关电源。在具有振荡器的开关电源中，可以通过调节振荡器中比较器的比较点来调节芯片系统频率；而在没有振荡器的开关电源中，可以通过使用本专利技术中数字频率抖动电路调节 系统环路比较点来实现频率的抖动，而且本专利技术的抖动电路可以根据实际需要实现三角波调制、正弦波调制和锯齿波调制等多种调制方式。附图说明图1为本专利技术提出的数字频率抖动电路拓扑结构图。图2为集成本专利技术的数字频率抖动电路的电流滞环控制模式的驱动开关电路拓扑结构图。图3为集成本专利技术的数字频率抖动电路的恒定导通时间控制模式开关电源电路拓扑结构图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本专利技术作进一步的阐述。本专利技术提出的数字频率抖动电路的拓扑结构如图1所示，包括分频计数器 Counter,数据选择器MUX。分频计数器Counter的输入端IN作为数字频率抖动电路的信号输入端，输出2N_K+1分频、2N_K+2分频、2N_K+3分频、……、2N分频信号分别连接到数据选择器MUX的K位寻址信号输入端口，其中，N表示分频计数器的位数，K表示分频计数器输出的位数；数据选择器MUX的2K个数据输入端口分别连接V1、V2、……、V2K基准电压，输出端口 VO作为数字频率抖动电路的输出端。为便于对数字频率抖动电路进行阐述，本专利技术还提出了集成上述数字频率抖动电路的电流滞环控制模式的驱动开关电路，以图2所示的驱动负载Rltjad为例进行具体说明，还包括功率管MO、电感L1、采样电阻RS、电流采样电路Current Sense、续流二极管Dl、PWM 比较器、驱动电路Drive,具体连接关系为采样电阻RS的一端连接电流采样电路Current Sense的反向输入端及续流二极管Dl的负向端口连接外部的电源电压VIN，另外一端连接电流采样电路Current Sense的同相输入端作为所述驱动开关电路的正向端连接负载Rltjad 的正向端；电感LI的一端作为所述驱动开关电路的负向端连接负载Rltjad的负向端，LI的另一端连接续流二极管Dl的正向端及功率管MO的漏极，电流采样电路Current Sense的输出端连接PWM比较器的同相输入端；PWM比较器的高电压反相输入端连接数字频率抖动电路DigitalSpread Spectrum的输出端,PWM比较器的低电压反相输入端连接外部预先设定的电压VMf—lOT，PWM比较器的输出端连接驱动电路Drive的输入端及数字频率抖动电路 DigitalSpread Spectrum的输入端；驱动电路Drive的输出连接功率管MO的栅极,功率管 MO的源极连接地电位GND。数字频率抖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字频率抖动电路，包括：分频计数器和数据选择器，具体连接关系如下：所述分频计数器的输入端口作为所述数字频率抖动电路的信号输入端，分频计数器输出其输入信号的2N?K+1分频、2N?K+2分频、2N?K+3分频、……、2N分频信号，其中，N表示分频计数器的位数，K表示分频计数器输出的位数，所述分频计数器输出的K个分频信号分别连接到所述数据选择器的K位寻址信号输入端口；数据选择器的2K个数据输入端口分别连接2K个基准电压，数据选择器的输出端口作为所述数字频率抖动电路的输出端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周泽坤，苟超，李涅，石跃，明鑫，王卓，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：