变周期控制频率扰动的dc-dc转换电路及控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种变周期控制频率扰动的DC-DC转换电路及控制方法，通过采样R1和R2组成的输出电压分压电路的值进行PWM输出控制波形占空比的调整，系统设置了一个频率范围，使得PWM输出控制波形的频率同时在这个范围内非固定周期的变化，形成了变周期控制的频率扰动的DC-DC转换控制，技术效果是控制系统电路简洁、方法简单，不仅保证了电磁兼容的优良特性，同时也抑制了由频率扰动带来的输出纹波电压问题。
【专利说明】变周期控制频率扰动的DC-DC转换电路及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种周期控制频率扰动的DC-DC转换电路及其控制方法，特别涉及一种变周期控制频率扰动的DC-DC转换电路及控制方法。
【背景技术】
[0002]开关电源技术发展至今，随着脉宽调制(PWM)控制开关频率的进一步提高，带来了电磁干扰的问题，尤其是在开关频率的基频和倍频上会有比较大的电磁干扰。多通过加入滤波电路、吸收电路等进行电磁抑制，造成电路结构和调试过程的复杂化。近年来，人们通过采用调整PWM控制的开关频率使其在一个频段内周期性变化这样的频率扰动技术在不增加电路复杂度的情况下进一步降低了相应频点位置的传导和辐射的干扰幅值。但在整个电路的信号输出端却引入了一个和频率抖动的步进频率一致的纹波电压。
【发明内容】
[0003]鉴于现有技术存在的问题，本发明提供了一种变周期控制的频率扰动的DC-DC转换电路及控制方法，使得开关电源频率进行变周期的扰动，降低了电磁干扰，而且有效的抑制了由于频率扰动带来的输出纹波电压问题，具体技术方案是，一种变周期控制频率扰动的DC-DC转换电路，其特征在于:电路连接为控制系统接入的直流电Uin经过二极管Dl的隔直和电解电容Cl的滤波后，输出直流至MOS管Ql的D极、二极管Dl的负极和MOS管Q2的S极与D2的正极，MOS管Ql的S极接变压器T2的输入端I脚，MOS管Q2的D极接变压器T2的输入端2脚，01、01、02、02和变压器了2形成对角半桥正激电路拓扑，控制芯片ICl的PWMl脚接入到变压器Tl的输入端I脚，控制芯片ICl的GND接入到变压器Tl的输入端2脚，变压器Tl的输出端3脚和4脚分别连接到MOS管Ql的G极和S极，变压器Tl的输出端5脚和6脚分别连接到MOS管Q2的G极和S极，使得控制芯片ICl通过变压器Tl同时隔离驱动控制MOS管Ql和MOS管Q2，变压器T2的输出端4脚接电阻R3的一脚和D3的正极，R3的另一脚接C3的一脚，C3的另一脚接D3、D4的负极和LI的一端，LI的另一端接电解电容的正极，D3、D4、L1、C2共同组成了输出续流滤波电路。Rth —端接5V，另一端接R4，R4的另一端输出的Uout的负极，5V、Rth和R4组成了分压电路。
[0004]控制方法，包括以下步骤，
㈠、初始化各寄存器，PWM输出频率设置为fo，定时器一周期设置为扰动周期Ι/fk，定时器二的周期设置为扰动的变化周期T2，系统正常运行；
㈡、定时器一计数达到周期值Ι/fk的时候，调整PWM输出频率fo=fo+Af，当fo>f2，将fo重置为fl，确保fo范围在fl与f2之间，系统将按新的频率进行PWM输出；
㈢、当定时器二计数达到周期值T2的时候，调整扰动频率fk=fk+A fk，当fk>fk2，将fk重置为fkl，确保fk范围在fkl与fk2之间；
㈣、将定时器一的周期设置为Ι/fk，从而改变扰动频率。
[0005]本发明的技术效果是电路简洁、控制方法简单，不仅保证了电磁兼容的优良特性， 同时也抑制了由频率扰动带来的输出纹波电压问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本发明的流程图。
[0007]图2是本发明的电路图。
【具体实施方式】
[0008]下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0009]如图1、2所示，变周期控制频率扰动的DC-DC转换的控制电路连接为控制系统接入的直流电Uin经过二极管Dl的隔直和电解电容Cl的滤波后，输出直流至MOS管Ql的D极、二极管Dl的负极和MOS管Q2的S极与D2的正极，MOS管Ql的S极接变压器T2的输入端I脚，MOS管Q2的D极接变压器T2的输入端2脚，Q1、D1、Q2、D2和变压器T2形成对角半桥正激电路拓扑，控制芯片ICl的PWMl脚接入到变压器Tl的输入端I脚，控制芯片ICl的GND接入到变压器Tl的输入端2脚，变压器Tl的输出端3脚和4脚分别连接到MOS管Ql的G极和S极，变压器Tl的输出端5脚和6脚分别连接到MOS管Q2的G极和S极，使得控制芯片ICl通过变压器Tl同时隔离驱动控制MOS管Ql和MOS管Q2，变压器T2的输出端4脚接电阻R3的一脚和D3的正极，R3的另一脚接C3的一脚，C3的另一脚接D3、D4的负极和LI的一端，LI的另一端接电解电容的正极，D3、D4、L1、C2共同组成了输出续流滤波电路。Rth (固定在主散热片上)一端接5V，另一端接R4，R4的另一端输出的Uout的负极，5V、Rth和R4组成了分压电路。
[0010]控制方法包括以下步骤，
㈠、初始化各寄存器，PWM输出频率设置为fo，定时器一周期设置为扰动周期Ι/fk，定时器二的周期设置为扰动的变化周期T2，系统正常运行；
㈡、定时器一计数达到周期值Ι/fk的时候，调整PWM输出频率fo=fo+Af，当fo>f2，将fo重置为fl，确保fo范围在fl与f2之间，系统将按新的频率进行PWM输出；
㈢、当定时器二计数达到周期值T2的时候，调整扰动频率fk=fk+Afk，当fk>fk2，将fk重置为fkl，确保fk范围在fkl与fk2之间；
㈣、将定时器一的周期设置为Ι/fk，从而改变扰动频率。
[0011]其原理是通过采样Rl和R2组成的输出电压分压电路的值进行PWM输出控制波形占空比的调整，系统设置了一个频率范围，使得PWM输出控制波形的频率同时在这个范围内非固定周期的变化，形成了变周期控制的频率扰动的DC-DC转换控制。同时系统可以根据Rth和R4组成的5V分压电路实现系统的过热保护。
【权利要求】
1.一种变周期控制频率扰动的DC-DC转换电路，其特征在于:电路连接为控制系统接入的直流电Uin经过二极管Dl的隔直和电解电容Cl的滤波后，输出直流至MOS管Ql的D极、二极管Dl的负极和MOS管Q2的S极与D2的正极，MOS管Ql的S极接变压器T2的输入端I脚，MOS管Q2的D极接变压器T2的输入端2脚，Q1、D1、Q2、D2和变压器T2形成对角半桥正激电路拓扑，控制芯片ICl的PWMl脚接入到变压器Tl的输入端I脚，控制芯片ICl的GND接入到变压器Tl的输入端2脚，变压器Tl的输出端3脚和4脚分别连接到MOS管Ql的G极和S极，变压器Tl的输出端5脚和6脚分别连接到MOS管Q2的G极和S极，使得控制芯片ICl通过变压器Tl同时隔离驱动控制MOS管Ql和MOS管Q2，变压器T2的输出端4脚接电阻R3的一脚和D3的正极，R3的另一脚接C3的一脚，C3的另一脚接D3、D4的负极和LI的一端，LI的另一端接电解电容的正极，D3、D4、L1、C2共同组成了输出续流滤波电路； Rth —端接5V，另一端接R4，R4的另一端输出的Uout的负极，5V、Rth和R4组成了分压电路。
2.一种变周期控制频率扰动的DC-DC转换的控制方法，包括以下步骤， ㈠、初始化各寄存器，PWM输出频率设置为fo，定时器一周期设置为扰动周期Ι/fk，定时器二的周期设置为扰动的变化周期T2，系统正常运行； ㈡、定时器一计数达到周期值Ι/fk的时候，调整PWM输出频率fo=fo+Af，当fo>f2，将fo重置为fl，确保fo范围在fl与f2之间，系统将按新的频率进行PWM输出； ㈢、当定时器二计数达到周期值T2的时候，调整扰动频率fk=fk+A fk，当fk>fk2，将fk重置为fkl，确保fk范围在fkl与fk2之间； ㈣、将定时器一的周期设置为Ι/fk，从而改变扰动频率。
【文档编号】H02M1/44GK104410282SQ201410780395
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月17日 优先权日:2014年12月17日
【发明者】周锎, 任建香, 杨浩然, 郑海华, 陈鸿涛 申请人:天津光电惠高电子有限公司