[发明专利]用于开关功率变换器的EMI频率扩展方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求来自共同待决的于2011年11月16日提交的美国临时专利申请No.61/560,766的U.S.C.35§119(e)下的权益，该申请通过引用被整体结合于此。

技术领域

本公开内容涉及提高以谷点模式切换(VMS)方案运行的开关功率变换器中的电磁干扰频率。

背景技术

每当开关功率变换器中的开关(例如晶体管)导通或断开，就会产生与开关频率相关的电磁干扰(EMI)。在开关转换时巨大的电压和/或电流变化率(即dv/dt和/或di/dt)增加了由开关生成的EMI量。如果不加以适当管理，则开关功率变换器产生的EMI可以产生主动干扰耦合到开关功率变换器的其它设备运行的频率，或者在其他方面可能侵占被指定为免受干扰频率影响的频带。

发明内容

实施例包括通过选择继根据开关功率变换器所采用的调节方案计算得到的开关的期望导通时间之后出现的多个输出电压谷点中的一个谷点来在每个开关周期设定开关功率变换器中的开关的实际导通时间，在开关周期中随机地进行多个谷点中的一个谷点的选择。在一个实施例中，开关功率变换器可以在继根据开关功率变换器所采用的调节方案计算得的开关的期望导通时间之后出现的两个输出电压谷点的任何一个处导通，根据伪随机数序列值来进行两个谷点中的一个的选择。在随机选择的多个谷点之一处导通开关导致扩展了由开关功率变换器中的开关动作产生的EMI频谱，将降低了在任何一个特定频带内的EMI能量。而且，根据此处的实施例的VMS方案通过限制瞬时开关频率的变化更好地将耦合至开关功率变换器的其它设备与开关诱发的EMI隔离。

说明书中描述的特征和优点并非全部，特别是，结合附图和说明书，许多附加的特征和优点对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。此外，应当注意本说明书中所使用的用语主要是出于可读性和指导性的目的而被选择的，并且可能不是被选择以描述或限制创造性的技术方案。

附图说明

通过结合附图考虑如下详细描述，本公开内容的实施例的教导可以被很容易地理解。

图1根据一个实施例示出了AC到DC反激开关电源。

图2A根据一个实施例示出了AC到DC反激开关电源的控制器IC的引脚输出。

图2B根据一个实施例更详细地示出了AC到DC反激开关电源的控制器IC的内部电路。

图3A根据一个实施例示出了在开关周期期间用于图1的反激开关电源运行波形。

图3B根据一个实施例示出了在另一个开关周期期间用于图1的反激开关电源的运行波形。

图4根据一个实施例示出了用于检测和预测开关电压谷值的时序的电路。

图5根据一个实施例示出了用于高频颤动AC到DC反激开关电源的实际开关周期的示例性方法的流程图。

具体实施方式

附图(FIG.)和下面的描述仅通过说明的方式涉及本公开内容的优选实施例。从下述讨论中应当注意到此处公开的结构和方法的可替换实施例将很容易被认为是可以在不脱离本公开内容的原理的情况下而使用的可行的可替换物。

现在将详细参照本公开内容的若干实施例，在附图中示出了其示例。应当注意到，只要可行，在附图中可以使用相似或者相同的附图标记用，并且可以用以指示相似或者相同的功能。附图仅出于说明的目的描述本公开内容的实施例。本领域技术人员将很容易从下面的描述中认识到此处说明的结构和方法的可替换实施例可以在不脱离此处描述的实施例的原理的情况下而被使用。

图1根据一个实施例示出示例性功率变换器100。如图所示，功率变换器100是AC到DC反激开关模式电源，但是可以根据该方案可以设计开关模式功率变换器的其它拓扑结构以提高由以VMS方案运行的开关功率变换器产生的EMI的有效扩频和本文描述的其它教导。功率变换器100包括三个主要部分，即前端104、功率级和次级级。

前端104在节点L和节点N直接连接到AC电压源(未示出)，并且包括由电感L1，电阻R1和F1，二极管D1、D2、D3和D4以及电容C2组成的桥式整流器。前端部分104在节点105的输出是整流的但未调节的DC输入电压。节点105处的整流的输入线路电压是经电阻R10和R11到开关控制器102的供给电压引脚Vcc(引脚1)的输入，以在控制器102的初始启动期间用作供给电压。节点105处的线电压还施加到功率变压器T1-A的初级绕组106。旁路电容C5去除节点105处的整流的线电压中的高频噪声。