[发明专利]实现频率抖动控制功能的电路结构

说明书

技术领域

本发明涉及电路结构技术领域，特别涉及集成电路技术领域，具体是指一种实现频率抖动控制功能的电路结构。

背景技术

开关电源由于较高的dv/dt和di/dt、电路中存在的寄生电容和寄生电感使开关电源的电磁干扰噪声难以消除。从傅氏级数展开可以从理论上证明这些谐波能量的相对集中性（只在有限的频点上存在能量）。在工程上通常这种缺陷可以在EMI测试时可以被发现，其表现为这些谐波噪声呈窄带分布，在某些频点上容易超出EMI规范限值，而在其他频点上却存在较大的裕量。传统的EMI解决方案是减小变压器漏感或者是减小分布电容或者是增加一些滤波电路等。这些方案在一般情况下也是有效的。但它存在缺点：工艺难以实现、造成较高的成本压力、即使解决了一部分问题，但是设计裕量通常有限，系统兼容性有限。针对这个问题人们开始从EMI设备的测试原理和EMI能量产生的角度去分析，设法让这部分谐波能量在频谱上相对连续分布，即能量在频谱上呈宽带分布，这样就可以有效的将相对集中的谐波能量“平均化”，以满足EMI测试的需求。由此产生了频率抖动技术，顾名思义，频率抖动就是开关并非工作在单一频点上，而是在不同时刻不断变化的，这样这些开关工作造成的离散的谐波能量就变得相对连续了起来，这种能量在频谱上相对集中到相对“平均化”的过程被称作“频谱搬移”。

如图1所示，为现有的抖频电路的示意图。其中，随机信号发生器产生随机信号SX（包括S1、S2、S3、S4）来控制开关管QX（包括Q1、Q2、Q3、Q4）的通断;I_ref为振荡器充放电电流基准。振荡器的充放电电流与I_ref成比例；XI（包括1I、2I、4I、8I）为微扰电流。通过开关控制微扰电流源的通断来与I_ref求和给振荡器的充放电电流造成扰动；振荡器产生震荡时钟信号。它所产生的振荡时钟频率受I_ref与XI的和的影响。

传统的频率抖动技术虽然较好地改善了EMI特性，但是由于频率抖动的存在也带来了一些不良的因素，例如，系统输出纹波的增大。由于系统工作时频率在不断的变化，而这种变化又是无规律可循的，这样就很容易造成频率的“突变”（指频率在极短的时间内有一个较大的变化），而系统的反馈又是有延时的，那么当频率发生突变时由于系统反馈的不及时就会带来更大的输出纹波。

振荡器工作频率的突变具体表现在，开关管QX的开通或者关断状态是随机的，它们可能是全部开通或者全部关断，也可能是部分开通部分关断，而这种部分开通和部分关断也是不确定的，所以微扰电流是在0～15I之内随机变化的，一次变化的最大幅度是15I，比如0变成15I或者15I变成0。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够在有效地改良EMI特性的同时，又可解决现有技术中由于频率突变带来的系统输出纹波增大的问题，且结构简单，成本低廉，应用范围较为广泛的一种实现频率抖动控制功能的电路结构。

为了实现上述的目的，本发明的实现频率抖动控制功能的电路结构具有如下构成：

该电路结构包括：参考电流源、振荡器、多级分频器、多级异或门、数模转换模块和多个晶体管。其中，参考电流源产生基准电流I_ref；振荡器连接所述的参考电流源，产生振荡时钟信号；多级分频器连接所述的振荡器，对所述的振荡时钟信号进行分频处理，获得多级低频信号；多级异或门连接所述的多级分频器，根据所述的多级低频信号运算得到多路开关控制数字信号；数模转换模块连接所述的多级异或门，将所述的多路开关控制数字信号转换为多路开关控制模拟信号；多个晶体管中的各晶体管的基极均连接所述的多路开关控制模拟信号中的一路，各晶体管的集电极连接一路微扰电流，各晶体管的发射极均连接所述的振荡器的输入端。

该实现频率抖动控制功能的电路结构中，所述的多级分频器为五级分频器，包括顺序级联连接的第一分频器、第二分频器、第三分频器、第四分频器和第五分频器，所述的第一分频器的输入端连接所述的振荡时钟信号，且后级分频器的输入端连接前级分频器的第一路输出端，所述的第一分频器的第二路输出端DF1、第二分频器的第二路输出端DF2、第三分频器的第二路输出端DF3、第四分频器的第二路输出端DF4及所述的第五路分频器的输出端DF5均连接所述的多级异或门的输入端。