[发明专利]具有频率抖动功能的脉冲宽度调制控制器及相关方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种具有频率抖动功能的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)控制器及相关方法，用以降低交换式电源供应器造成的电磁干扰(Electro-Magnetic Interference，EMI)。

背景技术

电源供应器将交流电源电压转换为直流电压的技术目前已被广泛应用于集成电子装置中。电源供应器可以将输出电压、电流或电能维持在稳定的范围内，以使电子装置的操作安全及有效率。相较于传统线性电源供应器，利用脉冲宽度调制控制器来运作的交换式电源供应器因具有高效率而被广泛使用。

请参考图1。图1是一传统交换式电源供应器10的示意图。一般来说，电源供应器10包含变压器100、晶体管102、脉冲宽度调制控制器104、光耦合器106以及误差放大器108。脉冲宽度调制控制器104产生开关信号V_PWM，以通过晶体管102来控制变压器100的开/关状态。开关信号V_PWM的工作周期(duty cycle)决定了从变压器100的一次侧线圈N_P传输到变压器100的二次侧线圈N_S的电能。因此，为了将二次侧线圈N_S的直流电压维持在一稳定范围内，光耦合器106与误差放大器108所形成的反馈电路将提供反馈电压V_FB，以改变开关信号V_PWM的工作周期。

脉冲宽度调制控制器的问题在于其操作频率相对于交流电源信号来说过高，使得电源供应器容易产生高频信号。此高频信号会被注入交流电源信号，而成为交流电源信号的一部分。另外，此高频信号及其谐波亦会以电磁波的形式由电源供应器扩散出去，此实际上为产生电磁干扰的最大原因。电源供应器产生的电磁波会干扰邻近的通讯装置，而注入交流电源信号的高频信号亦会对其他连接至相同交流电源信号的装置形成噪声。更进一步地说，电源供应器产生的电磁波会对以空气为传输媒介的信号(如无线电或电视信号)造成干扰。

因此，为了改善电磁干扰的问题，已知技术会利用一抖动频率信号(jittered clock source)来作为脉冲宽度调制控制器的操作频率，使得脉冲宽度调制控制器的切换频率分布于一较大频宽，从而最小化电源供应器所产生电磁干扰的尖峰值。然而，由于抖动频率信号一般是通过将一时变信号(如时变电流或时变电容)并入振荡器的振荡频率而产生，因此在脉冲宽度调制控制器里，除了原本的振荡器外另需要一外部频率产生电路来产生时变信号，导致电源供应器的尺寸及成本的增加。

发明内容

因此，本发明的目的在于揭露一种具有频率抖动功能的脉冲宽度调制控制器，用以降低电源供应器造成的电磁干扰。

本发明提供一种具有频率抖动功能的脉冲宽度调制控制器。该脉冲宽度调制控制器包含振荡器，用来根据上临界电压及下临界电压，产生切换频率信号，以及临界电压产生器，耦接于该振荡器，用来产生该上临界电压及该下临界电压，并对该上临界电压及该下临界电压中至少其一进行调制，使其随着时间的推移而改变，以抖动该切换频率信号。

本发明还提供一种具有频率抖动功能的脉冲宽度调制控制器。该脉冲宽度调制控制器包含振荡器，用来根据上临界电压及下临界电压，产生切换频率信号，以及分压器，耦接于该振荡器，用来对电源电压进行分压，以产生该上临界电压及该下临界电压，并利用该电源电压在对后端负载进行储能或释能操作时所产生的电位突变(glitch)，调制该上临界电压及该下临界电压，使其随着时间的推移而改变，以抖动该切换频率信号。

本发明还提供一种用于脉冲宽度调制控制器的频率抖动方法。该频率抖动方法包含根据上临界电压及下临界电压，产生切换频率信号，以及调制该上临界电压及该下临界电压中至少其一，使其随着时间的推移而改变，以抖动该切换频率信号。

附图说明

图1是一传统交换式电源供应器的示意图。

图2是本发明实施例具有频率抖动功能的一脉冲宽度调制控制器的示意图。

图3说明了本发明临界电压产生器的实施例示意图。

图4为图3中的上临界电压、下临界电压、锯齿波及切换频率信号的时序示意图。

图5为本发明临界电压产生器的另一实施例示意图。

图6为本发明临界电压产生器的又一实施例示意图。

图7为图5与图6中的上临界电压、下临界电压、锯齿波以及切换频率信号的时序示意图。

图8为本发明实施例的一频率抖动流程的示意图。

[主要元件标号说明]