一种频率抖动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及开关电源转换器领域，具体涉及一种频率抖动电路。
【背景技术】
[0002]电源转换器依照电路结构的不同可分为线性电源转换器和开关电源转换器两种。其中，开关电源转换器在电路结构上比线性电源转换器复杂，电磁干扰(EMI)比较大。但开关电源转换器转换效率高、空载时耗电小、重量轻。因此得到了广泛的应用。然而，由于开关电源转换器采用脉冲宽度调制(PWM)的控制方式，其工作波形大都是周期性脉冲系列，从频谱分析可知，方波信号含有丰富的高次谐波，该高次谐波的频谱可达方波频率的1000次以上。随着开关频率不断提高，功率器件在开关过程中会产生很大的电流和电压变化率，使其高频开关波形中的大量谐波成分通过传输线和空间电磁场向外传播，功率越大电磁发射越严重，造成不可忽视的传导和辐射干扰问题，影响附近其他电子设备正常工作。因此，各种高频数字电路对开关电源转换器电磁兼容性的要求更加严格，如何减小电磁干扰成为开关电源转换器设计中的一个难点。
[0003]为了控制电磁干扰，符合控制标准限定幅值的能量要求，保证各设备之间不会由于相互干扰而影响正常工作。传统减少电磁干扰的方法为在电源的输入端设置电磁干扰滤波器。电磁干扰滤波器一般由电感、电容及电阻等被动元件所组成，以实现滤除电磁干扰的目的。然而电磁干扰越大，所需的电磁干扰滤波器也就越大。造成电路成本的增加，而且电磁干扰滤波器也无法处理电磁干扰的辐射问题。
[0004]目前，抑制EMI的有效方法之一是引入频率抖动技术，以便开关电源不再工作在某个固定频率下，而是工作在某个频率范围内。这样，开关电源产生的电磁干扰信号就不会集中在某个固定频率上，而是扩展到某个频率范围内(即一个较宽的频带上)，从而降低开关电源在某个固定频点的电磁干扰，达到抑制EMI的效果。
[0005]现有技术中的频率抖动电路，如授权公告号为CN204316473U的专利文件公开了一种带频率抖动功能的振荡器电路，包括用于产生分频信号的分频电路、频率抖动产生电路、用于产生PWM方波的PffM电路和用于时钟信号的时钟电路;其中，时钟电路产生时钟信号并将该时钟信号输送至分频电路产生分频信号，分频电路产生的64分频、32分频以及16分频信号输送至频率抖动产生电路供其使用，频率抖动产生电路用于决定PWM电路产生方波信号的比较器阈值。频率抖动产生电路采用电阻分压方式决定第一比较器阈值电压Vh和第二比较器阈值电压Vl，其具体电路图如图1所示。通过分频电路输出DIV64、DIV3 2和DIV16控制晶体管M12?M14的导通，以决定对应的电阻RI?R3是否被短路，使流经电阻R4、R5上的电流、第一比较器阈值电压Vh和第二比较器阈值电压Vl以及两者差值AU周期性变化，进而实现频率抖动。
[0006]上述电路的频率抖动产生电路的信号来自于固定时钟信号的分频信号，因此输出信号的频率抖动是根据时钟信号的频率上下抖动。同时，上述电路中，Vh和Vl为由R1、R2、R3、R4、R5串联回路中的节点，仅R1、R2、R3能够被对应晶体管导通时短路。因此Vh和Vl的电压能够变化，但仅能够在几个点值(实际上是6个点值)之间切换，造成频率抖动效果不佳，而且需要使用晶体管，造成了资源的浪费。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种频率抖动电路，用以提供一种输出信号的抖动能随输出信号变化的频率不断自适应调整的频率抖动电路。
[0008]为实现上述目的，本发明的方案包括:
[0009]—种频率抖动电路，包括用于产生抖动频率的PWM信号的控制芯片和用于自动分频的分频芯片;所述控制芯片的RT管脚通过接地电阻接地;所述控制芯片的CT管脚通过接地电容接地;所述控制芯片的信号输出管脚连接所述分频芯片的输入管脚;所述分频芯片通过分压调整电路连接控制芯片的RT管脚。
[0010]所述分压调整电路包括至少两个分压电阻，各分压电阻一端连接对应的分频芯片输出端，另一端短接，短接点通过一个限流电阻连接所述控制芯片的RT管脚。
[0011 ]所述制芯片的信号输出管脚通过RC滤波器连接所述分频芯片的输入管脚。
[0012]本发明的有益效果是:通过将控制芯片输出的PWM信号作为分频芯片的输入信号构成闭环反馈，分频芯片的分频输出信号通过分压调整电路连接控制芯片的RT管脚，使得输出的PffM信号的抖动能随输出信号变化的频率不断自适应调整。
【附图说明】
[0013]图1是现有技术中的频率抖动产生电路的电路图；
[0014]图2是本发明实施例的电路图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0016]如图2所示，本发明实施例的频率抖动电路包含两部分，一部分是能产生HVM信号的控制芯片Ul，一部分是根据输入频率自动分频的分频芯片IC1。
[0017]电阻RTl和R9并联后一端接地，一端接到控制芯片Ul的RT管脚;控制芯片Ul的CT管脚连接电容C3的一端，电容C3的另一端接地，并通过并联的电容Cl和电解电容El连接电源正端。RT管脚的电阻与CT管脚的电容的值决定DRVOUT管脚输出的PffM信号的频率。电容C3保持不变，当RT管脚的电阻值变大时，输出的PWM信号的频率减小;RT管脚的电阻值不变，当电容C3的值增大时，输出的PWM信号的频率增大。RT管脚是外接振荡频率定时电阻，CT管脚是外接振荡频率定时电容。
[0018]DRVOUT管脚输出的P丽信号作为分频芯片ICl的频率输入信号经过电容C4滤波后连接分频信号ICl的11管脚，分频芯片ICl的4、5、6、13、14管脚为分频芯片ICl的不同分频输出管脚，分别连接对应的分压电阻R3、R4、R5、R6、R7，分压电阻R3、R4、R5、R6、R7并联之的另一端短接后通过分流电阻R8连接控制芯片Ul的RT管脚。
[0019]当分频芯片ICl的分频输出管脚的电平为低电平时，其管脚对应的分压电阻与RTl及R9并联，使得控制芯片Ul的RT脚的电阻值降低，这样DRVOUT输出的HVM信号的频率变大；当分频芯片ICl的分频输出管脚的电平为高电平时，其管脚对应的分压电阻与RTl及R9解除并联，使得控制芯片Ul的RT管脚的电阻值变大，这样DRVOUT输出的HVM信号的频率减小。通过分频芯片ICl对输出的HVM信号进行分频，由于分频之后的各输出端信号频率不同，使得各输出端信号在同一时刻对应的高低电平状态也不同，使得每一时刻与RTI及R9并联的分压电阻个数也不相同，即RT管脚的电阻值会不断发生变化，进而实现了固定频率的控制芯片Ul芯片输出频率抖动的驱动信号。由于分压电阻R3、R4、R5、R6、R7和限流电阻R8的值比较大，使得RT脚的电阻值变化范围不太大，能保证控制芯片Ul的DRVOUT管脚输出的PffM信号频率在±10%的范围内变化。
[0020]通过将控制芯片Ul输出的PffM信号作为分频芯片ICl的输入信号，进而构成闭环反馈，使得输出的PWM信号的抖动能随输出信号变化的频率不断自适应调整。
[0021]在上述实施例中，所述分压调整电路包括至少5个分压电阻，各分压电阻一端连接对应的分频芯片ICl输出端，另一端短接，短接点通过一个限流电阻连接控制芯片Ul的RT管脚。通过分频芯片ICl产生分频信号进而使得分频芯片输出端的电阻为上拉或下拉状态，进而产生频率抖动。
[0022]分频器输出通过相应的电阻连接到RT管脚，在分频器输出高电平和低电平时，相应的电阻为上拉或下拉，会对RT电压值产生不同的影响，加上各输出管脚输出电平各异，从而能够产生多种电阻值的组合，使得RT上电压值在变化过程中有更多的值，从而优化抖动效果。比如，相当于【背景技术】给出的形式，如果采用本发明的方式，使用3个分频器输出，应当有12种电压值。
[0023]而且本实施例中，不再使用开关管，节约了成本。
[0024]作为其他实施方式，所述分压调整电路和【背景技术】中的频率抖动产生电路相同，分压调整电路包括分压电阻Rl?R6，分压电阻Rl?R6串联后一端接入电源正极，一端接地；晶体管M12?M14分别控制电阻Rl?R3是否被短路；晶体管M12?M14输入信号来自分频芯片ICl的分频输出信号；电阻R5的端电压作为控制芯片Ul的RT管脚输入信号。控制芯片Ul输出的PffM信号作为分频器的输入信号，分频器的3路输出信号DIV64、DIV32和DIV16控制晶体管M12?M14的导通，以决定对应的电阻Rl?R3是否被短路，进而产生频率抖动。
[0025]在上述实施例中，电阻R8是限流电阻，防止电流过大对控制芯片Ul造成损害。作为其他实施方式，当电流较小时或电阻R3、R4、R5、R6、R7电阻较大时，可以不使用限流电阻。
[0026]在上述实施例中，所述控制芯片Ul的DRVOUT管脚输出的WM信号频率通过电容C4滤波后输入分频芯片ICl，作为其他实施方式，所述控制芯片Ul的DRVOUT管脚输出的P丽信号频率直接输入分频芯片ICl。
[0027]在上述实施例中，所述分频芯片ICl输出5路分频信号，作为其他实施方式，所述分频芯片输出其他个数的分频信号，最少应具有两路输出。
【主权项】
1.一种频率抖动电路，其特征在于:包括用于产生抖动频率的PWM信号的控制芯片和用于自动分频的分频芯片;所述控制芯片的RT管脚通过接地电阻接地;所述控制芯片的CT管脚通过接地电容接地;所述控制芯片的信号输出管脚连接所述分频芯片的输入管脚;所述分频芯片通过分压调整电路连接控制芯片的RT管脚。2.根据权利要求1所述的频率抖动电路，其特征在于:所述分压调整电路包括至少两个分压电阻，各分压电阻一端连接对应的分频芯片输出端，另一端短接，短接点通过一个限流电阻连接所述控制芯片的RT管脚。3.根据权利要求1所述的频率抖动电路，其特征在于:所述制芯片的信号输出管脚通过RC滤波器连接所述分频芯片的输入管脚。
【专利摘要】本发明涉及一种频率抖动电路，包括用于产生抖动频率的PWM信号的控制芯片和用于自动分频的分频芯片；所述控制芯片的RT管脚通过接地电阻接地；所述控制芯片的CT管脚通过接地电容接地；所述控制芯片的信号输出管脚连接所述分频芯片的输入管脚；所述分频芯片通过分压调整电路连接控制芯片的RT管脚。通过将控制芯片输出的PWM信号作为分频芯片的输入信号构成闭环反馈，分频芯片的分频输出信号通过分压调整电路连接控制芯片的RT管脚，使得输出的PWM信号的抖动能随输出信号变化的频率不断自适应调整。
【IPC分类】H03K3/023, H02M1/44
【公开号】CN105610316
【申请号】CN201510522057
【发明人】邓长吉, 胡永华, 王攀攀, 朱子庚, 黄栋杰, 李 杰, 董钦, 单栋梁, 刘向立, 魏艳妍, 刘振威
【申请人】许继电源有限公司, 许继电气股份有限公司, 许继集团有限公司, 国家电网公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年8月24日