一种电源跳频电路的制作方法

文档序号:15623733发布日期:2018-10-09 22:27阅读:606来源:国知局

本发明涉及开关电源控制领域,具体说是一种电源跳频电路。



背景技术:

在现有技术中,当多个频率的开关电源在一个母线上工作时,容易出现拍频现象,使母线上出现大幅度低频波动以及电磁干扰频段过于集中的问题。跳频扩频技术已在开关电源领域应用,多采用一个独立的三角波控制一个压控振荡器在一定范围内扫频或者一个伪随机时序控制器控制在若干频点间跳动实现。

但是目前现有的方案较为复杂,需要利用伪随机序列发生器、专门的白噪声源或者线性扫频电路实现。

拍频现象:当两个频率相差不大的过程一起工作时,其相位按两个频率的差交替出现同相和反相;这个同相和反相通过电源或其它过程反映出来的、并非需要的低频稳定波动现象即拍频现象。

跳频扩频:人为地使频率在一定范围内变动的过程即跳频。跳频的用途之一是避免出现拍频现象和避免电磁干扰稳定地出现在一定频段。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种电源跳频电路。解决的技术问题:多个频率的开关电源在一个母线上工作时出现拍频使母线上出现大幅度低频波动以及电磁干扰频段过于集中的问题。

为达到以上目的,本发明采取的技术方案是:

一种电源跳频电路,包括开关振荡器ff、定时振荡器fc、锁存器l、计数器c和触发器r;

所述定时振荡器fc与触发器r的r输入端连接,定时振荡器fc的输出电压ut发生跳变时复位触发器r;

所述触发器r的s输入端与计数器c连接,触发器r的输出端与锁存器l连接,计数器c与锁存器l连接,开关振荡器ff与锁存器l连接,

计数器c的clk信号的下降沿重新置位触发器r,此时触发器r输出控制信号,使锁存器l锁存计数器c的状态,并控制开关振荡器ff的开关频率,以控制开关电源中开关管的关闭和导通。

在上述方案的基础上,所述计数器c为循环计数器。

在上述方案的基础上,所述触发器r为边沿触发的rs寄存器。

在上述方案的基础上,所述定时振荡器fc向开关电源电路输出uto信号,uto信号是定时振荡器fc的ut输出的基础单位时间信号,用于开关电源电路的控制操作定时。

在上述方案的基础上,所述开关振荡器ff用于产生开关电源电路的开关频率。

在上述方案的基础上,所述开关振荡器ff向开关电源电路输出sfo信号,sfo信号是由开关振荡器ff内部的时钟频率信号swclk确定。

在上述方案的基础上,所述sfo信号输出给开关电源电路的开关调制器部分,用于控制开关电源电路中功率调制器的工作频率。

在上述方案的基础上,所述swclk信号的频率高于sfo信号的频率时,需要在从swclk到sfo的信号流径上增加一个分频单元。

本发明所述的电源跳频电路中,开关电源和时序控制采用两个振荡器,利用低速振荡器(即定时振荡器fc)的抖动和循环计数器对高速振荡器(即开关振荡器ff)计数随机截获计数器状态用来实现跳频的方案。本发明所述电路结构简洁,硬件开销小。利用定时振荡器本身的定时噪声产生扩频效果。当多个频率的开关电源在一个母线上工作时,不会出现拍频使母线上出现大幅度低频波动以及电磁干扰频段过于集中的问题。

附图说明

本发明有如下附图:

图1本发明的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示,本发明所述的电源跳频电路,包括:开关振荡器ff、定时振荡器fc、锁存器l、计数器c和触发器r;

所述定时振荡器fc与触发器r的r输入端连接,定时振荡器fc的输出电压ut发生跳变时复位触发器r;

所述触发器r的s输入端与计数器c连接,触发器r的输出端与锁存器l连接,计数器c与锁存器l连接,开关振荡器ff与锁存器l连接,

计数器c的clk信号的下降沿重新置位触发器r,此时触发器r输出控制信号,使锁存器l锁存计数器c的状态,并控制开关振荡器ff的开关频率,以控制开关电源中开关管的关闭和导通。

本方案利用定时振荡器本身的定时噪声产生扩频效果。开关振荡器ff用于生成开关电源电路开关频率,它有若干调节位用来调节工作频率;图1中的开关振荡器ff采用3个二进制位控制加权电流源产生8个可选的频率点。定时振荡器fc是开关电源电路中产生控制操作定时的振荡器;该振荡器通过修调使其输出预定的频率fc。开关振荡器ff和定时振荡器fc是开关电源电路中普遍存在的电路模块,不是新的硬件开销;实现扩频新增的电路即锁存器l、计数器c和一个触发器r。

计数器c是一个循环计数器,触发器r为边沿触发的rs寄存器。定时振荡器fc的输出ut每次发生跳变时复位触发器r,而接下来的计数器c输出的clk的下降沿重新置位触发器r;这时触发器r输出使锁存器l锁存计数器c的状态,并且产生控制信号以控制开关电源的开关管s1~s3的关闭和导通。开关电源的频率远高于控制操作定时时钟的频率,在ut的一个周期内的大量ff周期的抖动jf被均化,仅保留低频部分;该频率差异同时使较小的jc即可能覆盖若干ff周期。

本方案即采用抖动噪声较大的低速振荡器(即定时振荡器fc)对高速振荡器(即开关振荡器ff)循环计数状态,并用采集到的循环技术状态控制下一个低速振荡器周期内高速振荡器的频率。以10hz的低速振荡器和1mhz的高速振荡器估算,10hz的10ppm抖动即可使锁存计数器c的状态时出现1个时钟的差异。通过仿真证实只要低速振荡器的抖动大于高速振荡器的1个周期即可出现长周期的跳频效果。当该抖动接近计数器c满量程范围时间时出现均匀跳频;并且进一步提高抖动不再改善各频率出现的均匀性。

实际电路实现可根据需要拉开两个振荡器的频率差异,例如利用对sfo进一步分频后再给频率确定的开关电源电路使用、提高swclk的频率而不提高开关电源频率的方法拉开两个频率的差异。这样,前述利用ut定时截取计数器c的值更新开关振荡器ff的频率具有随机性,即实现了随机调频。

这个电路作为开关电源电路的一部分,在这里sfo是这个电路输出给开关电源的开关调制器部分、用来控制开关电源中功率调制器的工作频率的信号;uto是其它动作定时器ut输出到其它部分的基础单位时间信号。swclk是ff振荡器内部的时钟频率,sfo是以swclk为基础取得的、swclk的频率大于或等于sfo。图1表现的是swclk和sfo频率一致的情况;swclk比sfo高的情况需要在从swclk到sfo的信号流径上增加一个分频单元。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。



技术特征:

技术总结
本发明涉及一种电源跳频电路。包括开关振荡器FF、定时振荡器FC、锁存器L、计数器C和触发器R;所述定时振荡器FC的输出电压UT发生跳变时复位触发器R,计数器C的CLK信号的下降沿重新置位触发器R,此时触发器R输出使锁存器L锁存计数器C的状态,触发器R的输出端产生控制信号控制开关振荡器FF的开关频率,以控制开关电源中开关管的关闭和导通。本发明的开关电源和时序控制采用两个振荡器,利用低速振荡器的抖动和循环计数器对高速振荡器计数随机截获计数器状态来实现跳频的方案。

技术研发人员:谭磊
受保护的技术使用者:圣邦微电子(北京)股份有限公司
技术研发日:2017.03.22
技术公布日:2018.10.09
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1