[发明专利]具频率抖动的频率发生器及脉宽调制控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具频率抖动的频率发生器(Frequency Jitter Generator)，特别是涉及一种使用该频率发生器使操作频率在一预定百分 比内变化的脉宽调制控制器。

背景技术

由于大部分电子器材所使用的电源均为直流电，故必须有电源供应器 (或整流器)来把交流式电转换成各种不同的直流电压以提供电子器材所 需的电力。依其电路结构的不同，电源供应器可分为线性式和开关电源供 应器两种。虽然开关电源供应器在电路结构上比线性式电源供应器来得复 杂，脉动比较大、电磁干扰也比较大，但开关电源供应器的优点是转换效 率高、空载时耗电小、重量轻，但整体而言，开关电源供应器仍优于线性 式电源供应器，故目前电源供应器的市场乃以开关电源供应器为主流。

一般开关电源供应器操作在高频，以缩小所需电子组件的大小。然而，同 时也带来了电磁干扰(Electromagnetic Interfrence，EMI)。电磁干扰 除了造成电源上的噪声而影响其它电子器材外，也会因向外辐射而影响到 邻近的通讯器材或无线电、电视信号的传输等。

传统减少电磁干扰的方法为在电源的输入端增加一EMI滤波器。EMI滤 波器一般由电感、电容及电阻所组成，以滤除电磁干扰。然而电磁干扰越 大，所需的EMI滤波器也就越大，造成电路成本的增加，而且EMI滤波器 无法处理EMI的辐射。

请参阅图1，为目前常见的具频率抖动(frequency jitter)的电源供 应器。整流器10将经EMI滤波器120滤波后的交流电压5整流后产生整流 电压15。整流电压15经输入滤波电容20滤波后输入变压器40的初级侧线 圈35，并由次级侧线圈45输出。次级侧线圈45的输出经次级侧整流器50 及输出电容55后于电源输出端65提供一输出电压60。脉宽调制控制器90 于反馈脚位85接收由反馈电阻80、齐纳二极管75及光耦合器70所组成的 反馈回路的反馈信号，并据此调整内建的晶体管开关的占空比，以调整输 入的初级侧线圈35的电力而达到稳定输出电压60的功能。

脉宽调制控制器90于频率抖动脚位125、130接收经由电磁干扰电阻 140所输入的抖动电流135，抖动电流135会随着整流电压15上的脉动 (ripple)成分变化并变化脉宽调制控制器90内的频率发生器的三角波信 号的频率。频率发生器的三角波信号作为与反馈信号的比较参考，故而影 响了晶体管开关的切换频率。如此，晶体管开关的切换频率展开在一个较 大的频宽，使电磁干扰的波峰下降而达到降低电磁干扰的优点。

然而，由于脉动成分会随着输入电压及输出负载而变化，进一步造成 在实际应用时难以选择适当的电磁干扰电阻140。而且，频率抖动的范围(百 分比)也将随着输入电压的大小而不同，造成实际使用、设计上的不便与 困难。

由此可见，上述现有的脉宽调制控制器在结构与使用上，显然仍存在 有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关 厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发 展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业 者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的具频率抖动的电源供应器 及脉宽调制控制器，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进 的目标。

有鉴于上述现有的脉宽调制控制器存在的缺陷，本发明人基于从事此 类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积 极加以研究创新，以期创设一种新型的脉宽调制控制器，能够改进一般现 有的脉宽调制控制器，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过 反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的脉宽调制控制器存在的缺陷，而 提供一种新型的具频率抖动的频率发生器及脉宽调制控制器，所要解决的 技术问题是使其利用在一固定电位范围的信号来调整频率发生器的频率信 号，不仅避免了频率抖动的范围受输入电压及输出负载影响外，且不论脉 宽调制控制器的操作频率高低，根据本发明的频率抖动的范围均能固定在 一预定的百分比范围内，使电路设定更为简便。