[发明专利]频率抖动的开关电源控制电路

说明书

本发明提供一种开关电源控制电路，其还包括：受控延迟电路和驱动电路。所述受控延迟电路包括：可编程计数控制器、可编程电流源、储能电容C1、放电电路和比较器，所述比较器输出的时钟信号的频率根据所述可编程计数控制器的配置发生变化。所述驱动电路基于所述比较器输出的频率变化的时钟信号产生频率变化的驱动控制信号，以驱动功率晶体管的导通或截止。这样，实现了整个开关电源系统的频率抖动。

技术领域

本发明涉及电源转换技术领域，尤其涉及一种频率抖动的开关电源控制电路。

背景技术

开关电源以其高效率和日趋成熟的技术占据着电源应用的大部分市场，体积越来越小，开关频率越来越高，和其他电子元器件的距离也越来越近，电磁干扰(EMI)引起的问题越来越得到系统设计师的重视，在主要的电子应用领域逐渐形成了一些强制性的标准，如。在离线式电源系统中，系统设计师往往使用优化输入滤波器，优化变压器设计，优化吸收电路或者选用针对EMI优化的主控制芯片等手段来提升电子系统对抗电磁干扰的能力。其中使用EMI优化的主控制芯片为系统设计师提供了更大的自由度，使得他们可以更多的关注系统的其他关键性能，是系统设计师极为欢迎的技术。

开关电源工作于开关模式，即功率晶体管在开关时钟控制下开关操作来完成能量的转换，功率晶体管的开关过程就是能量的转换过程。在能量转换过程中，产生了丰富的谐波，从而产生EMI问题。频率抖动技术可以有效的降低电磁干扰，频率抖动是一种控制开关电源开关时钟的技术，如美国专利US6249876，通过控制芯片内部振荡器的振荡频率来控制主开关的振荡频率，如图1所示，振荡器110具有一个可控的偏置电流输入，一个振荡信号输出101；振荡信号输出于一个计数器100连接，对振荡信号进行计数，计数器100的输出连接到数模转换器150的输入端口，由数模转换器150的输出来控制振荡器110的偏置电流，这样振荡器110的振荡频率随时间改变，循环往复，实现了整个开关电源系统的频率抖动。

上述方案中，振荡器110的振荡频率循环往复的改变，实现了开关电源系统的频率抖动，但是该方案同时给电路设计乃至系统设计带来了无法克服的麻烦，适用范围也受到限制。

其一，该方案企图通过改变振荡器频率来实现频率抖动，这使得该方案不适用于控制电路内部没有集成振荡器的场合；

其二，该方案实现了频率抖动，但控制电路失去了一个固定频率，也就失去了一个时间基准，即无法再通过内部振荡器来实现精确的时间控制；

其三，该方案频率抖动的幅度可以通过控制数模转换器150中偏置电流152，156，160，164的大小来控制；但是频率抖动的时间却是非线性的，即每两次频率发生改变的时间间隔都不一致，这会给系统设计带来给多的麻烦，比如输出滤波器的设计，比如需要对频率变化率进行分析的场合。

具体分析如下，方案中场效应管128和130的宽长比为K:1，那么该方案的振荡频率为：

其中，

C为电容134的电容值；

Vth为电压比较器件136的阀值电平；

注意到频率总是在变化之中，即计数器100的输入频率在变化之中，那么在计数器100控制之下的振荡器110的输出频率相邻两次变化的时间间隔就总是在变化中。频率抖动必须达到一定的范围才能够对抗EMI，比如5％到10％，这就意味着频率变化的频率是比较低的，而较低的频率本来就会给开关电源的输出滤波造成困难，而这种非线性的频率变化更是加重了这种困难，必然给输出电压带来更大的纹波。

因此，有必要提出一种改进的方案来克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关电源控制电路，其实现了整个开关电源系统的频率抖动。