[发明专利]一种采用AC前馈改善EMI的新型频率调制方法及装置

说明书

本发明提供了一种采用AC前馈改善EMI的新型频率调制方法及装置，采用AC前馈，从AC电压过零点到峰值点开关频率在周期内，完成一次频率抖动，并周期性地变动，在AC电压过零点频率最低，在AC电压峰值点频率最高，频率分布改变，使到本来幅度比较高的几个或几十个频率的能量分散到新成份；本发明根据设定方法周期性变化频率，谐波次数越高，频率分散越大，噪声谐波频率分散，使各次谐波在开关频率处能量的迭加降低，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。

技术领域

本发明涉及开关电源的技术领域，具体涉及一种采用AC前馈改善EMI的新型频率调制方法及装置。

背景技术

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管导通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断创新。目前开关型电源拓扑因功耗小，转换效率高，体积小重量轻，稳压范围宽等特点被广泛应用到几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

然而开关电源存在较为严重的开关干扰，由开关电源内部的功率MOSFET工作在开关状态，它产生的交流脉冲电压和电流通过电路中的其他器件产生尖峰干扰和谐波干扰，这些干扰如果不采取一定的措施进行抑制消除和屏蔽，就会严重地影响整机的正常工作。此外，由于开关稳压电源没有工频变压器的隔离，这些干扰会串入工频电网，使附近的其他电子仪器设备和家用电器受到严重干扰。为了抑制谐波，降低电磁污染，EMI抑制成为电力电子技术研究的重要领域。

典型的PWM型开关电源示意图如附图1，PWM频率恒定，不随交流输入变化，如附图2所示，EMI主要是由PWM开关管的电流或电压对时间的快速变化产生的(di/dt),其产生由两方面决定：频率和幅度。频率的分布取决于开关频率fs和开关脉冲的上下沿时间tr和tf。对噪声信号进行谐波分析，可得出谐波波形中各次谐波的幅值和相角。各次谐波幅值随频率的分布称为幅密度频谱。在频率f1处，频带宽为Δf的谐波幅度为F(f1)Δf。周期干扰信号的频谱为离散型，各谱线高度为二次谐波、三次谐波的幅值，各谱线间的距离为基波频率的整数倍。定频PWM开关脉冲产生的谐波干扰能量相对比较集中。其频谱分布，如附图3所示，噪声谐波频率集中，使各次谐波在fs处能量的迭加提高，噪声能量得以集中、增大，在整个频带上降低了幅值裕量，从而降低了电磁兼容性。

发明内容

基于上述问题，本发明提出了一种采用AC前馈改善EMI的新型频率调制方法及装置，采取PWM开关型电源拓扑频率调制技术。

本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种采用AC前馈改善EMI的新型频率调制方法，所述方法包括：

采用AC前馈，将采样获得的AC交流电压平均分成256等份，设定在AC电压过零点的初始频率为最小频率fmin，在AC电压峰值点为最大频率fmax；从过零点开始计时，每T/256时间改变一次频率，T为市电周期，AC电压从0°相位到90°相位的1/4T时间内通过DSP芯片内部计数器计数64次，每次变频频率增加(fmax-fmin)/64Hz；

通过DSP芯片内部计数器继续计数64次达到128次，负半周期重复以上动作，从计数128次到192次频率由最小频率逐渐增加到最大频率，从计数192次到256次频率逐渐由最大频率减小到最小频率，在下一周期开始的过零点，DSP将计数器内计数256清零，下一周期重复以上动作。

其中，AC交流电压市电周期T＝20ms。

其中，所述最小频率为61KHz，所述最大频率为69KHz。

另外，本发明还提供了一种采用AC前馈改善EMI的新型频率调制装置，所述装置包括：AC信号处理模块，变频震荡模块；