[发明专利]容控数字频率调制电路

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及开关电源技术和通讯领域的电磁干扰技术，特别涉及频率调制(抖动)技术。

背景技术

随着开关电源频率的不断提高，电磁干扰(EMI：ElectroMagnetic Interference)的问题越来越严重。如何降低开关电源的EMI是目前开关电源领域的热点研究问题。学者们提出了滤波、频率调制技术等方法来降低EMI。

用滤波方法来降低EMI，是通过EMI滤波器等方式实现的。EMI滤波器的电路结构如图1所示(其中，L端为电源正极，N端为电源负极，L’和N’接负载)，EMI滤波器实质上是LC网络。它是利用阻抗失配的原理，使电磁干扰信号得到衰减。然而，EMI滤波器必须符合开关电源的电磁兼容要求，也必须是双向滤波器，一方面要滤除从交、直流电源线上引入的外部电磁干扰，另一方面还能避免自身系统向外部发出电磁干扰噪声，以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。由此，势必增加系统成本，并且导致系统体积增大。

频率调制技术分模拟频率调制和数字频率调制，就是通过调制开关频率的方法，把集中在开关频率及其谐波上的能量分散到它们周围的分立边频带上，由此降低各个频点上的电磁干扰幅值，达到低于电磁干扰标准规定的限值。

在单片开关电源工作时，开关管处在高频通、断状态。因此，主级回路里的电流将以脉冲电流的形式存在，而且因为电流较大，在脉冲电流高次谐波处电流的幅度也较大，它将通过电源线传导到电网中，对其他设备造成电磁干扰。并且由于高频变压器的初级线圈、开关管和输入滤波电容形成了一个高频电流环路，因此，会对空间形成电磁辐射。

目前数字频率调制主要为流控频率调制技术，电路如图2所示。通过计数器开关管进而控制I0～IN等微电流源，使开关频率发生微小的改变。当开关管M0～MN都打开时，输出频率达到最大值；当开关管M0～MN都关闭时，输出频率为最小值。这样该技术方案实质是通过微调充放电电容C的充电电流，使其充电电流在I_total＝I_main和Itotal=Imain+Σi=0NQi·Ii]]>之间变化，最终实现开关频率振荡(抖动)输出，从而使在开关频率高次谐波处频谱展成一个频带，降低高次谐波次频谱的峰值。数字频率调制技术的具体实施电路如图3所示，该具体实施电路包括一个主充电电源Imain和4个微调电流源I0、I1、I2和I3，其计数器为4位计数器。由于微电流源的构成为CMOS等有源元器件，致使流控频率调制电路所占的芯片面积较大，导致所设计的系统成本增加。

发明内容

为了解决流控数字频率调制电路所占的芯片面积较大，导致所设计的系统成本增加的技术问题，本发明提出了一种新型的数字频率调制电路一容控数字频率调制电路，该电路通过整个电路中充放电电容的微调来调制整个电路产生的频率，从而实现频率调制降低单片开关频率高次谐波处频谱的峰值，抑制电磁干扰。本发明提出的容控数字频率调制电路与传统流控数字频率调制电路相比，可在同样实现频率调制功能的同时，大大减小芯片面积，从而降低系统成本。

本发明详细技术方案如下：

容控数字频率调制电路主要由电容充放电电路和可变电容电路两部份组成，如图4所示。