抖频控制电路及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种抖频电路及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 开关电源电路中，通常采用抖频技术来改善EMI (Electro Magnetic Interference)特性。现有的抖频技术一般应用于PffM(Pulse Width Modulation)控制的 开关电源电路中。其常用手段是对PWM控制的开关电源电路中的时钟信号作频率抖动处 理。在PFM(Pulse Frequency Modulation)控制的开关电源电路中，虽然电路的开关频率 不固定，是根据负载的变化而变化的，但当其负载固定时，其开关频率也固定。因此，PFM控 制的开关电源电路也会有EMI问题。
[0003] 从而，有需要提出一种应用于PFM控制的开关电源电路的抖频技术。
【发明内容】
[0004] 考虑到现有技术的一个或多个技术问题，提出了一种抖频电路及其控制方法。
[0005] 根据本技术的实施例，提出了一种
[0006] 在一个实施例中，所述
[0007] 在一个实施例中，所述
[0008] 根据本发明上述各方面提供的抖频电路及其控制方法，可应用于任意峰值电流控 制的开关电源电路。
【附图说明】
[0009] 为了更好的理解本发明，将根据以下附图对本发明进行详细描述：
[0010] 图1示出了根据本发明一实施例的开关电源电路10的电路结构示意图；
[0011] 图2示出了根据本发明一实施例的峰值电流信号产生电路30的电路结构示意 图；
[0012] 图3示出了峰值电流信号Ipk、触发信号ONT和电容Cl两端电压Vc的波形示意 图。
[0013] 图4示出了根据本发明一实施例的峰值电流信号产生电路40的电路结构示意 图；
[0014] 图5示出了根据本发明一实施例的峰值电流信号产生电路50的电路结构示意 图；
[0015] 图6示出了根据本发明一实施例的抖频电路的控制方法60。
【具体实施方式】
[0016] 下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例 说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特 定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发 明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
[0017] 在整个说明书中，对" 一个实施例"、"实施例"、" 一个示例"或"示例"的提及意味 着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。 因此，在整个说明书的各个地方出现的短语"在一个实施例中"、"在实施例中"、"一个示例" 或"示例"不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特 定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当 理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解， 当称元件"连接到"或"耦接到"另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可 以存在中间元件。相反，当称元件"直接连接到"或"直接耦接到"另一元件时，不存在中间 元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语"和/或"包括一个或多个相关 列出的项目的任何和所有组合。
[0018] 图1示出了根据本发明一实施例的开关电源电路10的电路结构示意图。如图1 所示，所述开关电源电路10包括开关电路和抖频控制电路。所述开关电路包括：变压器T1， 包括接收输入电压Vin的原边和提供输出电压Vout的副边；主开关PM，耦接在变压器Tl和 原边地之间；次开关D1，親接在变压器Tl和开关电路的输出电压Vout之间；输出电容Co， 耦接在输出电压Vout和副边地之间。所述主开关PM在抖频控制电路提供的功率控制信号 VG的控制下有序地导通和关断，将输入电压Vin转换成所需的输出电压Vout。在一个实施 例中，所述开关电路还包括电流检测电阻Rcs，耦接在主开关PM和原边地之间。所述主开关 PM导通时，电流从输入电压Vin端流过主开关PM和电流检测电阻Rcs，在电流检测电阻Rcs 上生成电流检测信号Ics。所述电流检测信号Ics表征流过开关电源电路的储能元件（如 变压器Tl)或主开关PM的电流的检测信号，并且与开关电源电路的输出电流相关。电流检 测信号Ics的采样是本领域公知常识，可通过多种电路和手段实现，此外不再展开叙述。
[0019] 所述抖频控制电路包括：峰值电流信号产生电路101，具有输入端和输出端，所述 输入端接收表征主开关PM导通时刻的触发信号0ΝΤ，基于所述触发信号0ΝΤ，所述输出端输 出峰值电流信号Ipk ;峰值比较器102,具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输 入端耦接至峰值电流信号产生电路101的输出端接收峰值电流信号Ipk，所述第二输入端 接收电流检测信号Ics，基于峰值电流信号Ipk和电流检测信号Ics，所述输出端输出电流 控制信号Ictr ;第一 RS触发器103,具有置位端"S"、复位端"R"和输出端"Q"，所述置位端 "S"接收触发信号0ΝΤ，所述复位端"R"耦接至峰值比较器102的输出端接收电流控制信号 Ictr，基于所述触发信号ONT和电流控制信号Ictr，所述输出端"Q"输出功率控制信号VG。
[0020] 当触发信号ONT置位第一 RS触发器103时，功率控制信号VG导通主开关PM ;当电 流控制信号Ictr复位第一 RS触发器103时，功率控制信号VG关断主开关PM。所述触发信 号ONT可由多种方式产生。例如可通过将输出电压Vout与一基准电压信号相比较而产生， 或者在固定关断时长控制电路中，由固定关断时长电路产生，即当主开关PM的关断时长达 到一定值后，产生触发信号ONT来置位第一 RS触发器103,从而导通主开关PM。
[0021] 图1所示的开关电路为FLYBACK开关电路。本领域普通技术人员应该知道，本发 明实施例可以包括任意类型的开关电路，如BUCK开关电路，BOOST开关电路，BUCK-BOOST开 关电路等。
[0022] 图2示出了根据本发明一实施例的峰值电流信号产生电路20的电路结构示意图。 如图2所示，所述峰值电流信号产生电路20包括：最大值控制电路201，具有输入端和输出 端，所述输入端接收触发信号0ΝΤ，基于所述触发信号0ΝΤ，所述输出端输出最大值控制信 号0ΝΡ，所述最大值控制信号ONP控制峰值电流信号Ipk在一个时钟周期内保持最大值的时 间长度；峰值控制电路202,具有输入端和输出端，所述输入端耦接至最大值控制电路201 的输出端接收最大值控制信号0ΝΡ，基于最大值控制信号0ΝΡ，所述输出端输出峰值电流信 号Ipk，其中所述峰值电流信号Ipk :在开关频率大于等于第一预设值时，保持第一电压值 Vl ;在开关频率小于等于第二预设值时，保持第二电压值V2 ;在开关频率小于第一预设值 并且大于第二预设值时，随着开关频率的下降而线性下降；其中，所述第一预设值大于第二 预设值，并且第一电压值Vl大于第二电压值V2。
[0023] 在一个实施例中，所述最大值控制电路201包括：延时电路203,具有输入端和输 出端，所述输入端接收触发信号0ΝΤ，所述输出端输出相比于触发信号ONT具有一定延时Tl 的延时信号〇NT_D ;以及第二RS触发器204,具有置位端"S"、复位端"R"和输出端"Q"，所 述置位端"S"接收触发信号0ΝΤ，所述复位端"R"耦接至延时电路203的输出端接收延时信 号0NT_D，基于触发信号ONT和延时信号0NT_D，所述输出端"Q"输出最大值控制信号0ΝΡ。 所述最大值控制信号ONP的脉冲被触发信号ONT所触发，其脉冲宽度为延时长度Tl。任何 可将触发信号ONT转换成具有一定脉冲宽度的脉冲信号的电路均可用于本发明。
[0024] 在一个实施例中，所述峰值控制电路202包括：电容Cl，具有第一端和第二端，所 述第二端耦接参考地；第一电压源VSl，通过采样开关Sl与电容Cl并联，提供第一电压值 VI，当采样开关Sl导通时将电容Cl两端的电压Vc箝位至第一电压值Vl ;电流源II，与电 容Cl并联耦接；第二电压源VS2,通过二极管D2与电容Cl并联，提供第二电压值V2,当二 极管D2导通时，将电容Cl两端的电压Vc箝位至第二电压值V2 ;以及采样保持电路205， 具有输入端和输出端，所述输入端耦接至电容Cl的第一端，所述输出端输出峰值电流信号 Ipk ;其中，所述采样保持电路205在主开关PM导通时采样电容Cl两端的电压Vc，并保持 该值直至主开关PM再次导通时。
[0025] 在一个实施例中，所述第一电压源VSl包括产生恒定电压信号Vfl的恒定电压源， 并且所述第二电压源VS2包括产生恒定电压信号Vf2的恒定电压源。
[0026] 在一个实施例中，所述触发信号ONT的上升沿对应主开关PM的开启时刻。
[0027] 图3示出了峰值电流信号Ipk、触发信号ONT和电容Cl两端电压Vc的波形示意 图。如图3所示，所述峰值电流信号Ipk并非固定值，其值根据开关电路的开关频率变化而 变化。当开关电路的开关频率较大并且大于等于第一预设值时，所述峰值电流信号Ipk具 有第一电压值VI。当开关电路的开关频率小于等于第一预设值时，峰值电流信号Ipk的值 随着开关电路的开关频率的减小而减小。当开关电路的开关频率小于第二预设值时，峰值 电流信号Ipk的值具有第二电压值V2。
[0028] 在一个实施例中，所述开关频率的第一预设值由图2所示的时长Tl决定，为1/ (T1)，而第二预设值由图2所示的时长Tl和T2共同决定，为V(T1+T2)。
[0029] 下面结合图2和图3来具体说明峰值电流信号产生电路20的工作过程。当触发信 号ONT产生脉冲时，最大值控制信号ONP的脉冲被触发，并且脉冲宽度由延时Tl决定。最 大值控制信号ONP控制采样开关Sl。即在最大值控制信号ONP的脉宽长度内，采样开关Sl 导通，电容Cl两端的电压Vc被