[发明专利]异形伪随机序列控制抖频振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源电磁干扰技术，特别是一种异形伪随机序列控制抖频振荡器。

背景技术

电磁干扰是开关电源设计需要关注的一个问题。对于常用的PWM控制方式的变换器而言，辐射的峰值一般出现在变换器的基础开关频率处，各个高次谐波上的辐射强度逐渐降低，大部分辐射能量只限于基波和较低次的谐波。为了减少电磁干扰，首先考虑的是抑制噪声源的能量，其方法之一在于改变开关频率，也即对开关频率进行调制，扩展开关频率处得频谱，从而降低辐射能量。根据随机信号理论，当频率抖动技术被使用时，其调制方法中所存在的周期性的规律，必然会反映至系统中的某些电气量中，使这些电气量的频谱受到该周期性规律的影响，包含了相应的离散谱。随机调制技术的应用，则使系统某些电气量的频谱受到随机调制规律的影响。由于随机算法是均匀分布规律，则在频率的变化范围内，任何一个新频率的发生概率都是相等的，且生成的每个频率之间几乎没有相关性，因此这种调制方式所对应的离散谱成份会被明显削弱，这就是本发明相对于其他伪随机抖频振荡器的区别之处。。

发明内容

本发明的目的是提供一种新颖的异形伪随机序列控制抖频振荡器，通过随机变化振荡器频率及其变化时间间隔，使频率产生抖动，扩展频谱，从而最大有效的降低开关电源中电磁干扰。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种异形伪随机序列控制抖频振荡器，用于使电源管理芯片中的振荡器在频率变化的间隔时间变化的基础上，实现频率变化按伪随机方式抖动，包括：

振荡器，用以输出受调制的脉冲序列；

可变电流源网络，用以为振荡器提供可变电流，按发明要求改变ΔI₁，使I₀与ΔI₁的和按发明要求变化，从而改变电容C的充放电电流大小，实现如发明要求的频率变化；

自启动伪随机序列发生器，用以产生伪随机序列控制可变电流源网络的电流值，控制电容充放电电流值，实现振荡器频率伪随机变化，频率变化的时间间隔也按伪随机方式变化；

随机时钟发生器，用以产生伪随机时钟作为自启动伪随机序列发生器的触发时钟，实现频率变化的时间间隔也按伪随机方式变化；

分频器，用以为随机时钟发生器提供时钟信号；

所述可变电流源网络与振荡器相连，振荡器与分频电路相连，分频电路依次与随机时钟发生器、自启动伪随机序列发生器相连，自启动伪随机序列发生器再与可变电流源网络相连构成一个闭合回路。

本发明进一步的特征在于：

所述振荡器包括与电流源相并联的MOS管M1～M5，以及在MOS管M3与MOS管M5间串接的开关Ka和开关Kb；振荡器还包括并联连接在MOS管M5、开关Ka和开关Kb节点上的电容C、开关Ka和开关Kb节点上的两个比较器、两个与非门以及两个反相器。引入了开关Ka，Kb，反相器使电容C在充放电间切换。

所述MOS管M1～M5中，MOS管M1、M2、M3管为PMOS管，MOS管M4、M5管为NMOS管；所述MOS管M1、M2、M3的源端接VDD，MOS管M2、M3的栅极、MOS管M1的栅端及其漏端接电流源和可变电流源网络；电流源和可变电流源网络另一端接地；MOS管M2的漏端、MOS管M5的栅端接MOS管M4的栅端和漏端；MOS管M3的漏端接开关Kb，MOS管M5的漏端接开关Ka；MOS管M4、M5的源端接地；第二反相器输出接开关Ka，控制Ka开关状态；第二反相器输出接第一反相器输入；第一反相器输出接开关Kb，控制Kb开关状态。引入了M1～M5，为振荡器提供充放比固定的电流。

所述电容C并联连接在MOS管M5接地端与开关Ka和开关Kb节点之间。

所述两个比较器相并联后再串联在开关Ka和开关Kb节点上；所述与两个与非门分别与两个比较器串联，再并联后其输出端与第二反相器相连。引入了比较器、与非门，反相器的作用使电容C的锯齿波经过处理后变成方波。

所述随机时钟发生器由三个相互串联连接的移位寄存器和三个分别与各个移位寄存器相连接的反馈电路组成。

所述自启动伪随机序列发生器由四个相互串联连接的移位寄存器和分别与各个移位寄存器相连接的反馈电路组成。