[发明专利]一种频率抖动电路和开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源转换器领域，具体涉及一种频率抖动电路和开关电源。

背景技术

电源转换器依照电路结构的不同可分为线性电源转换器和开关电源转换器两种。其中，开关电源转换器在电路结构上比线性电源转换器复杂，电磁干扰(EMI)比较大。但开关电源转换器转换效率高、空载时耗电小、重量轻。因此得到了广泛的应用。然而，由于开关电源转换器采用脉冲宽度调制(PWM)的控制方式，其工作波形大都是周期性脉冲系列,从频谱分析可知,方波信号含有丰富的高次谐波,该高次谐波的频谱可达方波频率的1000次以上。随着开关频率不断提高，功率器件在开关过程中会产生很大的电流和电压变化率，使其高频开关波形中的大量谐波成分通过传输线和空间电磁场向外传播，功率越大电磁发射越严重，造成不可忽视的传导和辐射干扰问题。因此，各种高频数字电路对开关电源转换器电磁兼容性的要求更加严格，如何减小电磁干扰成为开关电源转换器设计中的一个难点。

为了控制电磁干扰，符合控制标准限定幅值的能量要求，保证各设备之间不会由于相互干扰而影响正常工作。传统减少电磁干扰的方法为在电源的输入端设置电磁干扰滤波器。电磁干扰滤波器一般由电感、电容及电阻等被动元件所组成，以实现滤除电磁干扰的目的。然而电磁干扰越大，所需的电磁干扰滤波器也就越大。造成电路成本的增加，而且电磁干扰滤波器也无法处理电磁干扰的辐射问题。目前，抑制EMI的有效方法之一是引入频率抖动技术，以便开关电源不再工作在某个固定频率下，而是工作在某个频率范围内。这样，开关电源产生的电磁干扰信号就不会集中在某个固定频率上，而是扩展到某个频率范围内(即一个较宽的频带上)，从而降低开关电源在某个固定频点的电磁干扰，达到抑制EMI的效果。

现有技术中的频率抖动技术，如公布号为CN104038046A的专利文件公开了一种频率抖动电路和开关电源，它通过电容C的充放电以产生固定频率的周期信号，振荡单元处理这个周期信号，输出一个固定频率的时钟信号。在电容C与地之间增加连接一个电阻R1，并在b点注入一个周期变化的电压信号△V，频率为f2。电压信号△V改变电容C的充电时间，影响电容C充放电形成的振荡信号的频率，进而得到一个频率抖动的时钟信号。但是，上述发明主要适用于反激电路，使用范围较窄。

发明内容

本发明的目的是提供一种频率抖动电路和开关电源，用以解决现有的频率抖动技术适用范围较窄的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

一种频率抖动电路，包括PWM控制器和波形发生电路，所述波形发生电路通过抖动电容Cd、抖动电阻Rd连接PWM控制器的RT引脚；所述PWM控制器的RT引脚通过固定电阻Rt接地；所述PWM控制器的CT引脚通过固定电容Ct接地。

所述的频率抖动电路还包括运算放大器，所述波形发生电路通过运算放大器连接抖动电容Cd，所述运算放大器用于对波形发生器的信号进行放大。

一种开关电源，包括PWM控制器和波形发生电路，所述波形发生电路通过抖动电容Cd、抖动电阻Rd连接PWM控制器的RT引脚；所述PWM控制器的RT引脚通过固定电阻Rt接地；所述PWM控制器的CT引脚通过固定电容Ct接地。

所述的频率抖动电路还包括运算放大器，所述波形发生电路通过运算放大器连接抖动电容Cd，所述运算放大器用于对波形发生器的信号进行放大。

本发明的有益效果是：通过固定电阻Rt与固定电容Ct分别与PWM控制器相对应的内部引脚CT和RT相连接，产生固定频率的时钟信号；并通过将波形发生电路接入PWM控制器的RT引脚实现频率抖动。同时，通过改变抖动电阻的阻值大小和抖动电容容值的大小改变固定开关频率左右的抖动频率范围。由于PWM控制器的广泛适用性，使得本抖动电路适合于反激电路、PFC电路和DC/DC电路等只要PWM控制芯片有RT和CT的所有电路，具有广泛适用性。