[发明专利]一种消除原边反馈开关电源音频噪声的电路

权利要求书

1.一种消除原边反馈开关电源音频噪声的电路，原边反馈开关电源基于AC-DC原边控制转换器拓扑结构，包括整流桥、输入滤波电容、原边绕组NP及原边开关管和采样电阻R5、辅助绕组NA及分压输出电阻、副边绕组NS及整流二极管以及输出电阻R₀和电容C₀，辅助绕组NA通过电阻分压输出的电压信号连接误差放大器的负端，误差放大器的正端连接2V电压，误差放大器的输出经PFM调制器和驱动电路后控制原边开关管的栅极；

其特征在于：设置振荡器、清零电路、噪声检测电路、时间电压转换器、开关电容滤波器、电压电流转换电路和峰值电流检测电路构成的系统，与受控的原边反馈开关电源构成闭环；峰值电流检测电路通过原边开关管采样电阻获取的峰值电流信号CS连接比较器COMP的正端，参考电压VREF通过电阻R3与R4串联后连接比较器COMP的负端，比较器COMP的输出连接PFM调制器，振荡器产生占空比为50％、频率恒定的周期性方波时钟信号CLK，噪声检测电路接受振荡器输出的方波时钟信号CLK作为时钟信号，经过计数器和逻辑电路处理，运算出系统开关频率与25KHz频率的频率倒数的差值即差值信号T_detect，时间电压转换器接受噪声检测电路输出的差值信号T_detect，将其转换成与时间成正比的电压值V_DETECT，清零电路接受PFM调制器输出的PFM信号，为噪声检测电路和时间电压转换器提供每个周期开始时的清零重置信号RESET，开关电容滤波器的控制信号为PFM调制器输出的PFM信号，与时间成正比的电压值V_DETECT经过开关电容滤波器输出滤波后的电压V_SCF，经过电压电流转换电路连接至电阻R3与R4的连接端，输出随输入电压线性变化的下拉电流，该电流拉低比较器COMP负端的比较阈值电压，通过调节系统的峰值电流达到控制系统工作频率，在大功率负载时，开关电源的传输能量高，使系统工作频率始终钳位在20KHz以上，始终工作在音频区之外；小功率时，开关电源的传输能量极低，没有足够的能量产生音频噪声，最终消除了开关电源整个负载范围内的音频噪声。

2.根据权利要求1所述的消除原边反馈开关电源音频噪声的电路，其特征在于：所述噪声检测电路包括T触发器T1、T触发器T2、T触发器T3、T触发器T4、SR触发器D1、SR触发器D2、反相器INV1、反相器INV2、反相器INV3、与非门NAND1及异或门XOR1；T触发器T1的时钟输入端CK连接振荡器输出的方波时钟信号CLK，T触发器T1的SET端连接清零重置信号RESET，T触发器T1的输出端Q连接T触发器T2的时钟输入端CK和与非门NAND1的一个输入端，T触发器T2的输出端Q连接T触发器T3的时钟输入端CK，T触发器T3的SET端连接清零重置信号RESET；T触发器T3的输出端Q连接T触发器T4的时钟输入端CK和与非门NAND1的另一个输入端，与非门NAND1的输出连接SR触发器D2的S端，T触发器T4的输出连接反相器INV1的输入，T触发器T4的SET端连接清零重置信号RESET，反相器INV1的输出端连接SR触发器D1的S端，SR触发器D1的R端连接清零重置信号RESET，SR触发器D1的输出端Q连接异或门XOR1的一个输入端，SR触发器D2的R端连接清零重置信号RESET，SR触发器D2的输出端Q连接异或门XOR1的另一个输入端，异或门XOR1的输出连接反相器INV2的输入，清零重置信号RESET经延时控制电路Delay连接反相器INV3的输入端。

3.根据权利要求1所述的消除原边反馈开关电源音频噪声的电路，其特征在于：所述时间电压转换器包括电流源IP1、开关K1、开关K2及电容C1，电流源IP1的输入端连接电源VDD，电流源IP1的输出端连接开关K1的一端，开关K1另一端连接开关K2的一端和电容C1的一端并作为时间电压转换器的输出端，输出与时间成正比的电压值V_DETECT，开关K2的另一端及电容C1的另一端均接地，开关K1的控制端连接噪声检测电路中反相器INV2的输出，开关K2的控制端连接噪声检测电路中反相器INV3的输出。