[发明专利]频率调制控制器、开关模式电源及开关操作频率调制方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年6月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2009-0054594的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种用于降低输出电压纹波的开关操作频率调制装置，以及一种开关模式电源(SMPS)。

背景技术

SMPS将输入AC电压整流成输入DC电压，并将输入DC电压转换成另一电平的DC输出电压。这样的SMPS主要用于电池电源装置例如功率电子装置，特别是移动电话和膝上型电脑。

SMPS的输出电压随着输入DC电压(在下文中称为输入电压)的增大/减小而增大/减小。即，输入电压的纹波影响SMPS的输出电压，并产生输出电压随输入电压增大/减小的输出电压纹波。

当操作SMPS时开关操作所产生的开关噪声会导致在包括该SMPS的设备中产生电磁干扰(EMI)。开关噪声表示由于配置SMPS的开关的开关操作频率而发生的噪声分量以及谐波分量。当发生EMI时，包括SMPS的装置的周边电子装置的操作受到干扰。用于抑制EMI的发生的方法是用于调制开关操作频率的方法。但是，频率调制方法产生根据开关操作频率调制的输出电压纹波，该输出电压纹波叠加到由输入电压的纹波引起的输出电压纹波分量上，从而产生更大的输出电压纹波。

在该背景技术部分公开的上述信息只用于增强对本发明的背景的了解，因而其可能含有不构成在这个国家已经为本领域普通技术人员所知的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于提供一种用于防止SMPS发生EMI并降低输出电压纹波的频率调制控制装置，包括该频率调制控制装置的开关模式电源，以及开关操作频率调制方法。

本发明的示例性实施例提供一种频率调制控制装置，用于控制开关模式电源(SMPS)的开关操作频率调制，该频率调制控制装置包括：峰值检测器，用于接收与通过对SMPS的输入AC电压整流产生的输入电压相对应的感测电压，并检测和维持该感测电压的峰值；纹波发生器，用于产生与该峰值和感测电压之间的差成比例的电流纹波；以及调制控制信号发生器，用于通过使用从预定的基准电流减去电流纹波所产生的电流来产生调制控制信号。

纹波发生器包括：第一比较器，用于产生与峰值和感测电压之间的差相对应的差分电压；控制器，用于根据该差分电压选择预定的增益，并通过将该增益乘以差分电压来产生纹波控制信号；以及电流变换器，用于根据该纹波控制信号产生电流纹波。

电流变换器包括：晶体管；连接在该晶体管的发射极与地之间的电阻器；以及第二比较器，用于通过使用纹波控制信号和电阻器来控制流向晶体管的电流纹波。

当差分电压的幅值小于预定的基准幅值时，根据差分电压设置增益，以将纹波控制信号的幅值控制为基准幅值。或者根据差分电压设置增益，使得纹波控制信号的幅值可以为预定的基准幅值，并维持纹波控制信号的幅值。

调制控制信号发生器包括：基准电流源，用于供给基准电流；加减单元，用于产生通过将电流纹波叠加到基准电流或者从基准电流减去电流纹波所产生的电流；以及受控电流源，用于接收由加减单元产生的电流，并产生与该电流相对应的调制控制信号。

本发明的另一实施例提供一种开关模式电源(SMPS)，其包括：功率开关：变压器，用于根据功率开关的开关操作将初级线圈的功率传输到次级线圈；连接到变压器的次级线圈的反馈电路，用于产生与次级线圈的电压相对应的反馈信息；以及开关控制器，用于通过使用反馈信息和传输到变压器的初级线圈的输入电压的纹波来控制功率开关的开关操作，并调制开关操作频率。

开关控制器包括：频率调制控制装置，用于将对应于反馈信息的反馈电压与用于控制开关操作频率的振荡器信号作比较，根据比较结果使功率开关导通或截止，并使用输入电压的纹波来调制振荡器信号的频率。

频率调制控制装置包括：峰值检测器，用于接收与输入电压相对应的感测电压，并感测和维持该感测电压的峰值；纹波发生器，用于产生与该峰值和感测电压之间的差成比例的电流纹波；以及调制控制信号发生器，用于通过使用从预定的基准电流减去电流纹波所产生的电流来产生调制控制信号，其中，振荡器信号的频率根据调制控制信号而增大/减小。

纹波发生器包括：第一比较器，用于产生与峰值和感测电压之间的差相对应的差分电压；控制器，用于根据该差分电压选择预定的增益，并通过将该差分电压乘以增益来产生纹波控制信号；以及电流变换器，用于根据该纹波控制信号产生电流纹波。