一種頻率抖動電路和開關電源的製作方法
2023-07-03 02:46:56 1
一種頻率抖動電路和開關電源的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種頻率抖動電路和開關電源，涉及開關電源【技術領域】，以簡單、低成本的實現頻率抖動，且易於集成。該頻率抖動電路包括第一電阻單元、第二電阻單元、第一電容單元、第一電源、第二電源和振蕩器；所述第一電源通過所述第一電阻單元與所述第一電容單元的第一端連接，所述第一電源用於產生恆定的電壓信號；所述第二電源與所述第一電容單元的第二端連接，所述第二電源用於產生周期變化的電壓信號；所述振蕩器與所述第一電容單元的第一端連接；所述第二電阻單元的第一端與所述第一電容單元的第二端連接，第二端與地連接。
【專利說明】一種頻率抖動電路和開關電源【技術領域】
[0001]本發明涉及開關電源【技術領域】，尤其涉及一種頻率抖動電路和開關電源。
【背景技術】
[0002]隨著電子電力技術的高速發展，電力電子設備與人們的工作、生活的關係日益密切，開關電源以其小型化、輕便化被廣泛應用於各種電力電子設備中。其中，開關電源可以在較高頻率下工作，但是開關電源在較高頻率下工作會導致產生較強的電磁幹擾(ElectroMagnetic Interference,簡稱EMI)信號,這一信號會通過傳導和福射的方式幹擾設備正常工作，汙染電磁環境。
[0003]目前，抑制EMI的有效方法之一是引入頻率抖動技術，以便開關電源不再工作在某個固定頻率下，而是工作在某個頻率範圍內，這樣，開關電源產生的電磁幹擾信號就不會集中在某個固定頻率上，而是擴展到某個頻率範圍內(即一個較寬的頻帶上)，從而降低開關電源在某個固定頻點的電磁幹擾，達到抑制EMI的效果。如圖1所示為現有的在開關電源中實現頻率抖動的技術方案，其中，頻率抖動裝置232生成具有輸出適應頻率擺幅的抖動頻率信號，PWM控制器根據頻率抖動裝置232生成的具有輸出適應頻率擺幅的抖動頻率信號、以及光耦和其周邊器件組成的反饋控制迴路提供的反饋信號來改變開關管的開關周期來調節輸出電壓，具體的，如圖2所示，該頻率抖動裝置232生成的具有輸出適應頻率擺幅的抖動頻率信號包括: 通過可變狀態機311在時鐘信號作用下輸出狀態數n，數字控制脈衝密度生成器312根據狀態數η產生一組具有不同高低密度的脈衝Pdmsity,該脈衝Pdmsity與電流/電壓控制延時生成器310產生的可變頻率的振蕩信號Td(Vc)疊加生成PWM控制信號Dpwm，PWM控制電流源314根據該控制信號Dpwm,產生控制電流Ic (Dpwm)，電流控制振蕩器315根據此控制電流Ic(Dpwm)生成可變頻率的時鐘信號。
[0004]雖然圖1和圖2所示的頻率抖動方法可以實現開關電源工作頻率抖動，從而抑制EMI幹擾，但該電路採用的器件比較多，實現較為複雜，不利於集成；特別是對於不具備頻率抖動技術的PWM控制器而言，在PWM控制器外圍搭建如圖2所示的頻率抖動裝置並不容易，成本也會較高。
【發明內容】
[0005]本發明的實施例提供一種頻率抖動電路和開關電源，以簡單、低成本的實現頻率抖動，且易於集成。
[0006]為達到上述目的，本發明的實施例採用如下技術方案:
[0007]本發明實施例提供了一種頻率抖動電路，包括:第一電阻單元、第二電阻單元、第一電容單兀、第一電源、第二電源和振蕩器；
[0008]所述第一電源通過所述第一電阻單元與所述第一電容單元的第一端連接，所述第一電源用於產生恆定的電壓信號；所述第二電源與所述第一電容單元的第二端連接，所述第二電源用於產生周期變化的電壓信號；所述振蕩器與所述第一電容單元的第一端連接；所述第二電阻單元的第一端與所述第一電容單元的第二端連接，第二端與地連接。
[0009]可選的，所述第二電源由交流電電源和電阻分壓網絡構成，所述交流電電源經所述電阻分壓網絡分壓處理後形成第二電源。
[0010]可選的，所述電阻分壓網絡包括:第三電阻單元、第四電阻單元和第五電阻單元；
[0011]所述第三電阻單元的第一端連接交流電電源的一端，第二端與所述第四電阻單元的第一端連接，所述第四電阻單元的第二端與所述交流電電源的另一端連接，所述第五電阻單元的第一端與所述第四電阻單元的第一端連接，第二端與所述第二電阻單元的第一端連接。
[0012]可選的，所述頻率抖動電路還包括:保護電路；所述保護電路包括二極體單元、第二電容單元和穩壓二極體單元；
[0013]所述二極體單元的第一端與所述第五電阻單元的第二端連接，第二端與所述第二電阻單元的第一端連接，所述第二電容單元的第一端與所述二極體單元的第一端連接，第二端與地連接，所述穩壓二極體單元的第一端與所述二極體單元的第一端連接，第二端與地連接。
[0014]可選的，所述第二電源產生的電壓信號在所述第一電源產生的電壓信號的10%以內。
[0015]本發明實施例還提供了一種開關電源，包括控制器、第一電阻單元、第二電阻單元、第一電容單元、第二電源；其中，所述控制器內置振蕩器；
[0016]所述控制器中的參考電壓用作第一電源，所述控制器的參考電壓引腳通過所述第一電阻單元與所述第一電容單元的第一端連接，所述控制器的振蕩器引腳與所述第一電容單元的第一端連接，第二電源與所述第一電容單元的第二端連接，所述第二電阻單元的第一端與所述第一電容單元的第二端連接，第二端與地連接，所述第一電源用於產生恆定的電壓信號，所述第二電源用於產生周期變化的電壓信號。
[0017]可選的，所述第二電源由交流電電源和電阻分壓網絡構成，所述交流電電源經所述電阻分壓網絡分壓處理後形成第二電源。
[0018]可選的，所述電阻分壓網絡包括:第三電阻單元、第四電阻單元和第五電阻單元；
[0019]所述第三電阻單元的第一端連接交流電電源的一端，第二端與所述第四電阻單元的第一端連接，所述第四電阻單元的第二端與所述交流電電源的另一端連接，所述第五電阻單元的第一端與所述第四電阻單元的第一端連接，第二端與所述第二電阻單元的第一端連接。
[0020]可選的，所述開關電源還包括:保護電路；所述保護電路包括二極體單元、第二電容單元和穩壓二極體單元；
[0021]所述二極體單元的第一端與所述第五電阻單元的第二端連接，第二端與所述第二電阻單元的第一端連接，所述第二電容單元的第一端與所述二極體單元的第一端連接，第二端與地連接，所述穩壓二極體單元的第一端與所述二極體單元的第一端連接，第二端與地連接。
[0022]本發明實施例提供了一種頻率抖動電路和開關電源，該頻率抖動電路包括:第一電阻單元、第二電阻單元、第一電容單元、第一電源、第二電源和振蕩器；所述第一電源通過所述第一電阻單元與所述第一電容單元的第一端連接，所述第一電源用於產生恆定的電壓信號；所述第二電源與所述第一電容單元的第二端連接，所述第二電源用於產生周期變化的電壓信號；所述振蕩器與所述第一電容單元的第一端連接；所述第二電阻單元的第一端與所述第一電容單元的第二端連接，第二端與地連接。該頻率抖動電路為第一電源通過第一電阻單元對第一電容單元進行充電，當達到第一電容單元的上限電壓時，振蕩器內部的恆定電流源開啟，第一電容單元開始放電，直至達到第一電容單元的下限電壓，在第一電容單元充放電的過程中，第二電源通過在第一電容單元的一端注入一個周期變化的電壓信號，以改變第一電容單元的充電時間，由於第一電容單元的放電時間由振蕩器中的恆流源控制，放電時間不受影響，因此，第一電容單元總的充放電周期變化，那麼，第一電容單元的充放電形成具有適當頻率抖動的振蕩信號，該振蕩信號經過振蕩器的處理，得到一個具有適當頻率抖動的時鐘信號。該頻率抖動電路僅僅通過電阻電容器件即可實現頻率抖動,方法簡單，易於實現，且成本較低，同時，電阻電容器件易於組裝，便於集成在不具有頻率抖動技術的開關電源中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為現有技術提供的在開關電源中實現頻率抖動的技術方案不意圖；
[0025]圖2為針對圖1中頻率抖動裝置如何實現頻率抖動的原理示意圖；
[0026]圖3為現有技術的RC充放電電路的示意圖；
[0027]圖4為本發明實施例提供的一種頻率抖動電路的不意圖；
[0028]圖5為本發明實施例提供的針對圖4的一種頻率抖動電路的不意圖；
[0029]圖6為本發明實施例提供的另一種頻率抖動電路的不意圖；
[0030]圖7為本發明實施例提供的一種第二電源的形成電路示意圖；
[0031]圖8為本發明實施例提供的一種具有頻率抖動技術的開關電源的電路不意圖；
[0032]圖9為本發明實施例提供的另一種具有頻率抖動技術的開關電源的電路示意圖；
[0033]圖10為本發明實施例提供的一種具體的具有頻率抖動技術的開關電源的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0034]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0035]首先介紹與本發明實施例相關的技術要素:
[0036]如圖3所示為現有的RC充放電電路，通過電容C的充放電以產生固定頻率的周期信號，振蕩單元(Open Source Commerce,簡稱0SC)處理這個周期信號,輸出一個固定頻率的時鐘信號，若該振蕩單元內置在脈寬調製(Pulse Width Modulat1n，簡稱PWM)控制器中時，PWM控制器根據該振蕩單元產生的時鐘信號控制各個單元電路工作並完成整個開關電源的控制功能。
[0037]假設電容C充電時達到的上限電壓為Vh，放電時達到的下限電壓為八。當固定的參考電壓Vref通過電阻R給電容C充電過程中，PWM控制器中的振蕩單元呈高阻態，這樣，電容C上端a點的電壓Va(t)將會按照類似負指數規律非線性上升，滿足公式(1)，所述公式⑴為:
【權利要求】
1.一種頻率抖動電路，其特徵在於，包括:第一電阻單元、第二電阻單元、第一電容單元、第一電源、第二電源和振蕩器； 所述第一電源通過所述第一電阻單元與所述第一電容單元的第一端連接，所述第一電源用於產生恆定的電壓信號；所述第二電源與所述第一電容單元的第二端連接，所述第二電源用於產生周期變化的電壓信號；所述振蕩器與所述第一電容單元的第一端連接；所述第二電阻單元的第一端與所述第一電容單元的第二端連接，第二端與地連接。
2.根據權利要求1所述的頻率抖動電路，其特徵在於，所述第二電源由交流電電源和電阻分壓網絡構成，所述交流電電源經所述電阻分壓網絡分壓處理後形成第二電源。
3.根據權利要求2所述的頻率抖動電路，其特徵在於，所述電阻分壓網絡包括:第三電阻單元、第四電阻單元和第五電阻單元； 所述第三電阻單元的第一端連接交流電電源的一端，第二端與所述第四電阻單元的第一端連接，所述第四電阻單元的第二端與所述交流電電源的另一端連接，所述第五電阻單元的第一端與所述第四電阻單元的第一端連接，第二端與所述第二電阻單元的第一端連接。
4.根據權利要求3所述的頻率抖動電路，其特徵在於，所述頻率抖動電路還包括:保護電路；所述保護電路包括二極體單元、第二電容單元和穩壓二極體單元； 所述二極體單元的第一端與所述第五電阻單元的第二端連接，第二端與所述第二電阻單元的第一端連接，所述第二電容單元的第一端與所述二極體單元的第一端連接，第二端與地連接，所述穩壓二極體單元的第一端與所述二極體單元的第一端連接，第二端與地連接。
5.根據權利要求1所述的頻率抖動電路，其特徵在於，所述第二電源產生的電壓信號在所述第一電源產生的電壓信號的10%以內。
6.一種開關電源，包括控制器，其特徵在於，還包括:第一電阻單元、第二電阻單元、第一電容單元、第二電源；其中，所述控制器內置振蕩器； 所述控制器中的參考電壓用作第一電源，所述控制器的參考電壓引腳通過所述第一電阻單元與所述第一電容單元的第一端連接，所述控制器的振蕩器引腳與所述第一電容單元的第一端連接，第二電源與所述第一電容單元的第二端連接，所述第二電阻單元的第一端與所述第一電容單元的第二端連接，第二端與地連接，所述第一電源用於產生恆定的電壓信號，所述第二電源用於產生周期變化的電壓信號。
7.根據權利要求6所述的開關電源，其特徵在於，所述第二電源由交流電電源和電阻分壓網絡構成，所述交流電電源經所述電阻分壓網絡分壓處理後形成第二電源。
8.根據權利要求7所述的開關電源，其特徵在於，所述電阻分壓網絡包括:第三電阻單元、第四電阻單元和第五電阻單元； 所述第三電阻單元的第一端連接交流電電源的一端，第二端與所述第四電阻單元的第一端連接，所述第四電阻單元的第二端與所述交流電電源的另一端連接，所述第五電阻單元的第一端與所述第四電阻單元的第一端連接，第二端與所述第二電阻單元的第一端連接。
9.根據權利要求8所述的開關電源，其特徵在於，所述開關電源還包括:保護電路；所述保護 電路包括二極體單元、第二電容單元和穩壓二極體單元；所述二極體單元的第一端與所述第五電阻單元的第二端連接，第二端與所述第二電阻單元的第一端連接，所述第二電容單元的第一端與所述二極體單元的第一端連接，第二端與地連接，所述穩壓二極體 單元的第一端與所述二極體單元的第一端連接，第二端與地連接。
【文檔編號】H02M1/44GK104038046SQ201410204019
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】李秀宇, 餘超群, 王文明, 秦德勝 申請人:青島海信寬帶多媒體技術有限公司