[发明专利]数字频率抖动电路

说明书

技术领域

本发明属于开关电源技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明的技术方案是：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2^N-K+1分频、2^N-K+2分频、2^N-K+3分频、……、2^N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2^K个数据输入端口分别连接2^K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，本发明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，本发明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。