[发明专利]具有数字电磁干扰控制的开关电源

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年9月29日申请的专利申请号为60/976,420的美国临时申请的优先权，该申请的全部内容作为参考并入到本申请文件中。

技术领域

本申请涉及开关电源和对开关电源产生的电磁干扰(EMI)进行控制。

背景技术

本节的陈述仅仅提供与本申请有关的背景信息，而不一定等同于现有技术。

开关电源一般包括一个或多个开关装置。开关装置典型地由具有快速上升时间和快速下降时间的脉冲宽度调制信号来控制。在使用中，开关装置产生电磁干扰(EMI)。通过使用例如电阻器、电感器和电容器等特定的离散电路部件调整开关装置的开关频率，可以降低EMI。这些离散部件是为了特定的电源应用来选择和设计的。还利用离散滤波元件、部件布局以及屏蔽来降低开关电源中的EMI。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种用于给负载提供电流的开关电源包括：用于接收输入电压的输入端、至少一个连接到输入端的开关装置、基于一个或多个可编程参数(programmable parameter)来调整至少一个开关装置的开关频率从而控制电磁干扰的数字控制器、以及用来向数字控制器提供至少一个可编程参数的编程接口。

根据本发明的另一个方面，公开了一种用于对安装到系统中的开关电源编程(program)来控制电磁干扰的方法。开关电源包括至少一个开关装置和一个基于至少一个可编程参数来调整至少一个开关装置的开关频率的数字控制器。该方法包括通过用户接口(user interface)用至少一个可编程参数对数字控制器编程。至少一个可编程参数定义了开关频率调整，使得来自于系统的电磁干扰得到控制。

根据本发明的又一个方面，一种用于给负载提供直流电流的开关电源包括：用于接收输入电压的输入端、连接到输入端用来对输入电压整流的整流器、连接到整流器电路并且包括至少两个开关装置的开关变换器、基于至少一个可编程参数来调整至少两个开关装置的开关频率从而控制电磁干扰的数字控制器、以及用来接收至少一个可编程参数的编程接口。

根据本发明的再一个方面，一种用于对开关电源的数字控制器编程以控制电磁干扰的计算装置包括：用于接收定义开关频率调整的用户输入的用户接口、以及响应于用户输入用至少一个可编程参数对数字控制器编程的处理器。至少一个可编程参数为开关电源中的一个或多个开关装置定义开关频率调整。

根据本文提供的描述，更多的适用范围将会变得很明显。可以理解，这些描述和具体例子仅仅是为了说明的目的，而不是想要限制本发明的范围。

附图说明

这里描述的附图仅仅是为了说明的目的，而并不打算以任何方式限制本发明公开的范围。

图1是根据本发明公开的一个实施例的对开关电源进行编程的方法的流程图；

图2是一个频谱分析曲线图，它举例说明了基本开关频率的线性频率调整；

图3是一个频谱分析曲线图，它举例说明了基本开关频率的随机频率调整；

图4是一个波形图表，它举例说明了参考时钟信号、具有基本频率的PWM信号、以及相对于基本频率有线性、非线性、和随机频率变化的PWM信号。

图5是与具有用户接口的计算装置相连的开关电源的框图；

图6是用于对一个或多个开关电源编程的图形用户接口的屏幕截图；

图6a是用于对一个或多个开关电源编程的图形用户接口的另一个屏幕截图；

图7是一个框图，它说明了由具有用户接口的服务器经由通信适配器编程的多个开关电源。

图8是根据本发明公开的一个实施例的开关电源的框图；

图9是根据本发明公开的另一个实施例的单级开关电源的电路图；

图10是根据本发明公开的另一个实施例的多级开关电源的电路图。

具体实施方式

以下描述在本质上仅仅是示例性的，而不想要限制本发明的公开、应用或使用。

根据本发明公开的一个方面，提供了一种用于对安装在系统中的开关电源进行编程以控制来自于系统的电磁干扰的方法。开关电源包括至少一个开关装置和一个例如微处理器、微控制器、数字信号处理器等的数字控制器。数字控制器以开关频率将至少一个开关装置在开和关的状态之间进行切换，以向负载提供电流。数字控制器基于至少一个可编程参数对至少一个开关装置的开关频率进行调整。