[实用新型]频率抖动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及开关电源集成电路中实现内部振荡器频率抖动的电路。

背景技术

与传统的线性稳压电源相比，开关电源不需要大体积的电源变压器，具有体积小、重量轻、效率高、待机功耗低、稳压范围宽等特点，广泛应用于家用电器、自动控制、通信、计算机等领域。然而，开关电源自身产生的电磁干扰信号占用很宽的频带和较强的幅度，如果控制不当会通过传导和辐射的方式对周围设备产生电磁干扰，污染电磁环境，成为一个很强的电磁干扰源。这些干扰随着开关频率的提高、输出功率的增大会显著的增强，对电子设备的正常工作构成潜在的威胁。如何抑止开关电源的电磁干扰，使之符合相关电磁兼容标准的要求，成为开关电源设计者的一个重要课题。

形成开关电源电磁干扰的三个条件是干扰源、耦合途径、受扰设备。因此常用的抑制电磁干扰方法有以下几种：(1)采用滤波元件，如共模电感、X1和Y1电容，X1电容用于输入线间滤波，Y1电容用于初次级电路间滤波；(2)采用变压器内部加屏蔽绕组，外包屏蔽铜带，并将磁芯接地等方法；(3)在高频开关(MOSFET和次级整流二极管)上加Snubber电路(缓冲电路)，减小dv/dt和di/dt；(4)通过完善PCB设计，减小有高频电流回路的面积。这些方法可以有效地抑制电磁干扰，但每种方法都有其局限性：采用共模电感、X1和Y1电容受到体积、成本的制约；变压器抗干扰技术增加了变压器的绕制难度，绝缘也要十分小心；高频开关上加Snubber电路会降低电源的效率，增加高频开关的损耗；而PCB设计需要丰富的经验，并要考虑到产品制造的方便。

频率抖动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。假设基波频率变化幅值为±Δf，二次谐波为±2Δf…，n次谐波为±nΔf，可见谐波次数越高，频率分散越大。这样，噪声谐波频率分散，噪声能量得以分散、减小，在整个频带上保证了幅值裕量，从而满足电磁兼容性要求。实现频率抖动技术的电路集成在芯片内部，高效可靠，使用中不依靠电源设计人员的经验，无需增加体积并能节省外围元件的成本，也不会对电源的效率带来任何负面影响，更不会给电源产品的制造增加任何不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用振荡器自身的频率进行控制的频率抖动电路。

一种频率抖动电路，其特征在于包括频率抖动控制电路、利用电容充放电实现的振荡器和同步二进制计数器，所述频率抖动控制电路与振荡器的内部充放电电容并联，用于提供电容值周期变化的外部电容，所述同步二进制计数器的时钟信号输入端与振荡器的信号输出端连接，通过其并行数据输出端将振荡器的输出信号转换为控制所述外部电容容值周期变化的控制信号。

采用本实用新型的技术方案，具有以下优点：

1.本实用新型利用振荡器的输出信号反馈控制形成频率抖动，无需外加频率源，方法简单，节约成本，减小了电路面积，易于集成；

2.本实用新型的频率抖动控制电路简单，易于集成；

3.本实用新型通过二进制同步计数器接收振荡器的输出信号，利用其计数功能，通过并行数据输出端形成反馈控制信号，控制方式简单有效，并可消除门电路延时引起的误操作。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的阐述。

图1是振荡器的电路结构图；

图2是固定频率的振荡器输出波形；

图3是本实用新型的频率抖动电路图；

图4是n＝3时振荡器输出波形及控制信号Q1到Q3的波形。

具体实施方式

如图1所示，为常见的利用电容充放电实现的振荡器的电路结构图。其工作原理如下：开始时，开关K1闭合K2打开，由固定电流I1对电容C充电，一段时间后电容C上电压达到倒向器A1的开启电压，倒向器A1开启，而倒向器A2关闭，信号OSC为高电位，倒向器A3开启，使得倒向器A2的输入端电压增大。振荡器的输出信号OSC为高电位，倒向器使A4开启，开关K1打开K2闭合，于是电容C通过固定电流I2开始放电，一段时间后电容C上电压下降到反向器A1的关断阈值，反向器A2开启，信号OSC变为低电位。于是电容重复充放电过程，振荡器正常工作。振荡器的频率由电容C的大小决定。在无外接并联电容的情况下，该振荡器将输出具有固定频率的方波，如图2所示。