专利名称：电压调整装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种电压调整装置，特别是有关于具有降低电磁干扰机制 的电压调整装置。
背景技术：
常见的电压调整装置包括线性电压调整装置(linear regnlator)及切换式电 压调整装置(switched-mode regulator)。由于切换式电压调整装置能大幅节省 空间，且具低功耗的优点，广泛地使用于各种电子装置中。请参考图1。图1显示一现有的切换式电压调整装置IO方块图。所述的 电压调整装置IO包括 一电源转换电路110及一控制电路106。如图1所示， 所述的电源转换电路110亦为一升压型电源转换器(boost converter),包括晶 体管(MOS)102及104。其中，晶体管102及104各自为一 P型金氧半晶体管 (PMOS)及一 N型金氧半晶体管(NMOS)，用以将一低电压转换为一高电压， 并输出至V。ut以供负载装置(未显示)使用。所述的控制电路106，产生一控制 信号Se，为一脉波宽度调变信号，并依据所述的控制信号Se，用以切换晶体 管102及104，在V。ut产生一输出电压。一般而言，晶体管102及104并不会同时导通，例如当晶体管 102(PMOS)导通时，晶体管104(NMOS)为不导通的状态，电源V^经由一电 感108于V。ut输出一高逻辑准位电压。同样地，当晶体管104导通时，晶体 管102则为不导通的状态，此时电源Vi。经由一电感108对晶体管104充电， 因此V。ut的输出为一低逻辑准位电压。而在切换晶体管102及104过程中， 容易因寄生电感效应而产生噪声，因而产生电磁干扰(EMI : dec加magnetic interference),电磁干扰峰值能量集中于切换频率上。除了在切换时所产生的 电磁干扰外，在电子装置中，其它部分的集成电路、或者印刷电路板的金属线配置，均会增加电磁干扰的程度。而在高速电子装置中，例如无线通讯 系统，高频的操作时钟信号更使电磁干扰大幅增加，当电磁干扰过大时，将 会影响到整个无线通讯系统的正常功能运作。在设计上述的电压调整装置时， 传统上通常以外挂组件来防治电磁干扰的问题，却相对地增加系统的成本与 复杂度。因此，本发明提出一种毋需额外外挂组件并可以达到降低电磁干扰 的电压调整装置。发明内容有鉴于此，为了解决上述的问题，本发明主要目的在于提供一种电压调 整装置，可以改变输出脉冲信号的周期，用以降低其电磁干扰的程度。为获致上述的目的，本发明揭露一种电压调整装置，包括 一电源转换 电路、 一分压电路、 一第一控制电路、以及一第二控制电路。所述的电源转 换电路根据一控制信号，调整一第一电压信号，以输出一第二电压信号。所 述的分压电路耦接所述的电源转换电路，根据所述的第二电压信号及一电阻 分压比，用以产生一反馈信号。所述的第一控制电路耦接所述的分压电路， 根据所述的反馈信号，用以产生周期性脉冲信号。所述的第二控制电路耦接 所述的第一控制电路，将所述的脉冲信号的频谱扩展，以扰乱所述的脉冲信 号的周期性，并用以产生所述的控制信号，进而抑制所述的电源转换电路的 电磁干扰。
图1显示一现有的切换式电压调整装置方块图；图2显示依据本发明实施例的一电压调整装置方块图；图3显示依据本发明实施例的一展频时钟产生电路方块图；图4显示利用图3的展频时钟产生电路产生控制信号Se的示意图。附图标号-10、 20 电压调整装置； 106 控制电路；102、 104 晶体管;202 第一控制电路;204 第二控制电路;110、 206 电源转换电路;208 分压电路;210 第一开关;212 第二开关;108、 214~电感;Rl、 R2 电阻;30 展频时钟产生电路;302 多工器;F1—F7、 312、 314、 316~正反器。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配 合附图，详细说明如下。现在请配合图示参考对实施例详细的说明。配合图示所说明的实施例， 并非用以限制所揭露的所述的实施例或其它实施例。反之，用以包括所有的 选择、变更、及替代。本发明为一电压调整装置，利用内部的一控制电路，扩展切换信号的频 谱，以扰乱所述的信号的周期，并利用其扰乱的结果切换电压，进一步抑制 切换时所产生的电磁干扰，维持系统的正常运作。请参考图2，显示依据本发明实施例的一电压调整装置20方块图。于此 实施例中，所述的电压调整装置20包括 一电源转换电路206、 一分压电路 208、 一第一控制电路202、及一第二控制电路204。所述的电源转换电路206根据一控制信号Se产生一电压信号输出至V。ut。所述的分压电路208，耦接所述的电源转换电路206，根据电阻R1及R2的一电阻分压比，用以产生一 反馈信号Sf。所述的第一控制电路202，耦接所述的分压电路208，根据所 述的反馈信号Sf产生一周期性脉冲信号Sp，在一实施例中，所述的第一控制 电路202为一脉宽调变(PWM : pulse width modulation)控制器，而所述的脉 冲信号Sp为一脉波宽度调变信号。所述的第二控制电路204，耦接所述的第一控制电路202，其目的为扩展所述的脉冲信号Sp的频谱，以扰乱所述的脉 冲信号Sp的周期性，在一实施例中，所述的第二控制电路204为一展频时钟 (SSC : spread spectrum clock)产生电路，用以利用一展频码c(t)(未图标)产生 所述的控制信号Se，进而抑制所述的电源转换电路206所产生的电磁干扰， 兹将配合图3在以下详细说明。
请再参考图2，在此实施例中，所述的电源转换电路206为一升压型切 换式电源转换器(boost converter),包括至少一开关装置，由一控制信号S。所
控制，进而调整由一电源Vin所提供的一第一电压信号，以产生一第二电压
信号并输出至V。ut。所述的电源转换电路206包括 一第一开关210、 一第 二开关212、及一电感214。其中，所述的第一开关210及第二开关212分别 为第一及第二型晶体管，以相反的逻辑准位而导通，例如分别为一P型金 氧半晶体管(PMOS)及一N型金氧半晶体管(NMOS)。因此，所述的第一开关 210的源/漏极耦接所述的电源Vin，用以接收所述的第一电压信号；而所述 的第二开关212的源/漏端耦接所述的第一开关210及电源Vin。所述的第一 210及第二开关212的栅极则接收所述的控制信号Se，用以将所述的第一电 压信号转换为所述的第二电压信号。如前所述，当第一开关210导通时，第 二开关212为不导通状态，电源Vin经由所述的电感214于V。ut输出一高逻 辑准位电压。当第一开关210不导通时，此时第二开关212为导通状态，而
在V。ut输出一低逻辑准位电压。
其中，值得一提的是，在其它实施例中，上述电源转换电路206亦可为 一补偿型电源转换器(buck converter)。
请参考图3，显示依据本发明实施例的一展频时钟产生电路30方块图。 由于上述脉冲信号Sp为一周期性信号，因而所述的电源转换电路206在切换 开关时，会在切换频率上产生电磁干扰，解决方式之一为利用所述的展频码 c(t)扩展所述的脉冲信号Sp的周期。在本实施例中，透过展频时钟产生电路 所产生的展频码c(t)为一伪噪声(PN : pseudonoise)序列。所述的伪噪声序列的长度及顺序，均可透过线性反馈移位缓存器(LFSR: linear feedback shift register)加以编程。
所述的展频时钟产生电路30包括一多工器302、正反器(flip-flop)组32 及34。所述的多工器302，接收正反器组32及34的信号，用以产生所述的 控制信号Se。在本实施例中，正反器组32包含7个串接的正反器F1 F7， 在图3中，仅表示3个正反器F1、 F2、及F7。正反器F1 F7的时钟输入端 接收一时钟信号CLK，而输入端D接收所述的脉冲信号Sp，并将所述的脉 冲信号Sp延迟一既定时间后，各自在正向输出端Q输出脉冲信号Sp的自递 延信号Spl Sp7，并分别传送至所述的多工器302的输入inl in7。正反器 组34，包含3个串接的正反器312、 314、及316。其中，每一正反器的时钟 输入端用以接收所述的脉冲信号Sp，作为参考时钟信号；重置输入端用以接 收一重置信号RST;正向输出端Q用以输出所述的展频码c(t)的位，并各自 传送至所述的多工器302的SEL1 SEL3，以产生所述的展频码c(t)，其中， gl、 g2、及g3为0或l，若为O表示并未接上，若为l时表示接上，藉此改 变展频码c(t)的编码顺序。此外，亦可藉由改变多工器组32及34的多工器 数量，进而对展频码c(t)的形式加以编程。
请参考图4，显示利用图3的展频时钟产生电路，将所述的脉冲信号Sp 与一展频码c(t)配合以产生所述的控制信号Se的示意图。利用所述的展频码 c(t)，便可以改变所述的脉冲信号Sp的周期，产生具有不同周期的控制信号 Sc，如周期T1 T6所示。信号Spl Sp7，分别为将所述的脉冲信号Sp延迟一 既定时间(例如 一时钟信号CLK周期)的自递延信号。在此实施例中，所述 的展频码c(t)的顺序为[3 7 64 1 2 5]。在tl期间内，c(tl"3，因此将Sp3于此 段期间内的脉冲信号延迟一时间td(例如 一时钟信号CLK周期)后输出，以 产生Sc(tl)。同理，在t2期间内，此时c(t2^7，所以将Sp7于t2期间内的脉 冲信号延迟一时间td后输出，用以产生Se(t2)。依此类推，在t7期间内，Sc(t7) 的值亦取决于c(t7)，将Sp5于t7期间内的脉冲信号延迟一时间td后而产生。在描述本发明某些实施例架构的后，亦将了解到，本发明以具选择性及 可编程的展频码，改变切换开关的脉冲信号周期，进而有效抑制在切换开关 时所产生的电磁干扰，因此，相较于现有的电压调整装置，本发明可有效降 低电磁干扰的峰值，且易于实现，不需额外的外挂组件，可减少系统的制造 成本。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何 在此技术领域中具有通常知识的人，在不脱离本发明的精神和范围内，当可 做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求范围所界定的为准。
权利要求
1.一种电压调整装置，所述的电压调整装置包括一电源转换电路，根据一控制信号，调整一第一电压信号，以输出一第二电压信号；一分压电路，耦接所述的电源转换电路，根据所述的第二电压信号及一电阻分压比，用以产生一回授信号；一第一控制电路，耦接所述的分压电路，根据所述的回授信号，用以产生周期性脉冲信号；以及一第二控制电路，耦接所述的第一控制电路，将所述的脉冲信号的频谱扩展，以扰乱所述的脉冲信号的周期性，并用以产生所述的控制信号，进而抑制所述的电源转换电路的电磁干扰。
2. 根据权利要求l所述的电压调整装置，其特征在于，所述的电源转换 电路为一切换式电源转换器，包括至少一开关装置由所述的控制信号所控制。
3. 根据权利要求2所述的电压调整装置，其特征在于，所述的电源转换电路包括一第一开关，其具有一第一输入端及一第一控制端，其中，所述的第一输入端耦接一电源，用以接收所述的第一电压信号；一第二开关，其具有一第二输入端及一第二控制端，所述的第二输入端耦接所述的第一开关的第一输入端；以及一电感，其一端耦接所述的电源，且其另一端与所述的第一输入端耦接； 其中，所述的第一及第二控制端接收所述的控制信号，并透过所述的电感、所述的第一开关及所述的第二开关，将所述的第一电压信号转换为所述的第二电压信号。
4. 根据权利要求3所述的电压调整装置，其特征在于，所述的第一及所 述的第二开关分别为第一及第二型晶体管，依相反的逻辑准位而导通。
5. 根据权利要求3所述的电压调整装置，其特征在于，所述的第二控制 电路依据一展频码而扩展所述的脉冲信号。
6. 根据权利要求5所述的电压调整装置，其特征在于，所述的展频码为 一伪噪声序列，透过一线性反馈移位缓存器以编程序列的长度及顺序。
7. 根据权利要求6所述的电压调整装置，其特征在于，所述的第二控制 电路透过所述的伪噪声序列，选择所述的脉冲信号、或选择延迟一既定时间 的脉冲信号，用以产生所述的控制信号。
全文摘要
本发明揭露一种电压调整装置，包括一电源转换电路、一分压电路、一第一控制电路、及一第二控制电路。所述的电源转换电路根据一控制信号，调整一第一电压信号，以输出一第二电压信号。所述的分压电路耦接所述的电源转换电路，用以产生一回授信号。所述的第一控制电路耦接所述的分压电路，根据所述的回授信号，用以产生周期性脉冲信号。所述的第二控制电路耦接所述的第一控制电路，将所述的脉冲信号的频谱扩展，以扰乱所述的脉冲信号的周期性，并用以产生所述的控制信号，进而抑制所述的电源转换电路的电磁干扰。
文档编号H02M3/156GK101320940SQ20071010853
公开日2008年12月10日 申请日期2007年6月5日 优先权日2007年6月5日
发明者赵淳安 申请人:扬智科技股份有限公司