[发明专利]一种并联抖频开关电源及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术，更具体地说，涉及一种采用并联抖频技术的开关电源及方法。

背景技术

开关电源由于较高的dv/dt和di/dt，其电路中存在的寄生电感和电容使开关电源的电磁干扰噪声较难消除。目前，为了解决电源系统的EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)问题，现有的开关电源通常采用控制开关电源的工作频率的方式，使其呈周期性变化。由于开关电源的工作频率并非固定不变，使得谐波频点成带状分布，频谱能量也分散在噪声频带上，而总的能量是一样的，从而使整个频带上噪声的幅值减小。

然而，目前电源系统通常由至少两个电源模块并联而成。不仅单电源模块内存在谐波干扰，各个电源模块之间也存在谐波干扰。而现有的开关电源仅对单电源模块的工作频率进行控制来减小谐波干扰。在对至少两个电源模块的工作频率进行控制时，存在诸多难题，例如如何合理地分配各个模块之间的工作频率，以实现频谱能量的有效分散等。如果不能解决各个电源模块之间存在谐波干扰的问题，将使得整个系统的各方面性能难以提高，例如THD(Total Harmonic Distortion，总谐波失真)、PF(Power Factor，功率因数)、效率等方面。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有开关电源的上述各电源模块之间存在谐波干扰的问题，提供一种采用并联抖频技术的开关电源及其并联抖频方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种开关电源，采用并联抖频技术，即通过在开关电源的各个电源模块之间进行通讯为每个电源模块设置不同的即为各个电源模块设定不同的开关频率，使其所产生的谐波干扰分散在一定范围内，从而降低了谐波干扰能量。

本发明第一方面，提供了一种并联抖频开关电源，包括开关驱动模块以及电气并联的至少两个电源模块，所述开关驱动模块发出至少两个开关驱动信号对应驱动所述至少两个电源模块，所述至少两个开关驱动信号的开关频率固定，且所述至少两个开关驱动信号的开关频率不相等。

在本发明所述的并联抖频开关电源中，所述开关驱动模块为同时与所述至少两个电源模块电连接的总开关驱动模块。

在本发明所述的并联抖频开关电源中，所述总开关驱动模块进一步包括：

数据采集单元，用于在所述开关电源上电时采集所述至少两个电源模块的数量信息和地址信息；

频率分配单元，用于根据所述数量信息为所述至少两个电源模块对应分配互不相等的开关频率；

信号输出单元，用于根据所述开关频率和地址信息分别输出对应的开关驱动信号给所述至少两个电源模块。

在本发明所述的并联抖频开关电源中，所述至少两个电源模块包括一个主电源模块和至少一个从电源模块，所述开关驱动模块包括分别对应设于所述主电源模块内的主开关驱动模块，以及分别设有所述至少一个从电源模块内的至少一个从开关驱动模块，且所述主开关驱动模块同时与所述至少一个从开关驱动模块电连接。

在本发明所述的并联抖频开关电源中，所述主开关驱动模块包括：

数据采集单元，用于在所述开关电源上电时采集所述至少两个电源模块的数量信息和地址信息；

频率分配单元，用于根据所述数量信息为所述至少两个电源模块对应分配互不相等的开关频率；

信号输出单元，用于根据所述主电源模块对应的开关频率及地址信息生成开关驱动信号驱动所述主电源模块；

数据输出单元，用于根据所述地址信息将所述至少一个从电源模块对应的开关频率分别发送给对应的从开关驱动模块。

在本发明所述的并联抖频开关电源中，所述至少一个从开关驱动模块根据对应接收的开关频率生成开关驱动信号驱动对应的从电源模块。

在本发明所述的并联抖频开关电源中，所述频率分配单元根据所述数量信息利用以下公式计算所述至少两个电源模块分别对应的开关频率：

f_i＝f₁+(i-1)×Δf_i；

其中，i＝1、2......N，N为所述数量信息中获得的电源模块的个数，f₁和Δf_i为预设值，且Δf_i与f_i的比值的范围为3％至20％。

在本发明所述的并联抖频开关电源中，所述频率分配单元按电源模块的条码顺序排列计算出第i块电源模块对应的开关频率f_i。