CN103746546B

CN103746546B - 脉冲频率调制电路及电源适配器

Info

Publication number: CN103746546B
Application number: CN201310681926.7A
Authority: CN
Inventors: 樊志坚
Original assignee: JUER (SHANGHAI) PHOTOELECTRIC LIGHTING CO Ltd
Current assignee: JUER (SHANGHAI) PHOTOELECTRIC LIGHTING CO Ltd
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2033-12-13
Also published as: CN103746546A

Abstract

本发明公开了一种脉冲频率调制电路及电源适配器，其中脉冲频率调制电路，包括具有第一输入端、第二输入端和输出端的第一乘法器(101)；具有第一输入端、第二输入端和输出端的第二乘法器(105)；具有输入端和输出端的第三乘法器(104)；具有第一输入端、第二输入端和输出端的第二除法器(102)；及具有第一输入端、第二输入端和输出端的加法器(103)。本发明所提供的脉冲频率调制电路及电源适配器，避免了现有技术中利用电流过零点的时间控制电路临界工作状态在时间上的不确定，利用脉冲频率调制电路进行运算，输出控制信号以控制电源适配器中晶体管的截止和导通时间，从而在时间上精确控制所述电源适配器的工作状态。

Description

脉冲频率调制电路及电源适配器

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及用于液晶显示器、电视或发光二极管(D)灯具等电子设备的PFM调制电路及电源适配器。

背景技术

为了给电子设备提供适合且稳定的电源，通常都会在电子设备中配置电源适配器。现有技术中的电源适配器，大多通过检测次级电流过零点来控制MOS管导通，当MOS管的导通时间为设定时间时，控制MOS管关断；从而通过硬件电路检测电流过零点的方式来实现所述电源适配器的临界工作模式。然而，通过现有技术中的这种方式，无法精确控制电流过零点的时间，即无法精确控制MOS管的导通时间，从而无法在时间上精确控制电源适配器的工作状态的切换。

发明内容

本发明的目的是提供一种脉冲频率调制(PFM，Pulse Frequency Modulation)电路及电源适配器，从而可精确控制电源适配器工作状态的切换时间。

本发明所提供的脉冲频率调制电路，包括具有第一输入端、第二输入端和输出端的第一乘法器(101)；具有第一输入端、第二输入端和输出端的第二乘法器(105)；具有输入端和输出端的第三乘法器(104)；具有第一输入端、第二输入端和输出端的第二除法器(102)；及具有第一输入端、第二输入端和输出端的加法器(103)；所述第一乘法器(101)的输出端与所述第二除法器(102)的第一输入端相电路连接；所述第二除法器(102)的输出端与所述加法器(103)的第一输入端相电路连接；所述加法器(103)的输出端与所述第三乘法器(104)的输入端相电路连接；所述第二乘法器(105)的输出端与所述第二除法器(102)的第二输入端相电路连接；所述第一乘法器(101)的第一输入端接收所述电源适配器发出的第一电信号(U1)；所述第一乘法器(101)的第二接收端接收所述电源适配器发出的调制电信号(Un)；所述第一乘法器(101)的输出端输出第四电信号(U4)，所述第四电信号(U4)的值为第一电信号(U1)的值和调制电信号(Un)的值的乘积；所述第二乘法器(105)的第一输入端接收所述电源适配器发出的第二电信号(U2)；所述第二乘法器(105)的第二输入端接收所述电源适配器发出的第三电信号(U3),所述第二乘法器(105)的输出端输出第八电信号(U8)；所述第八电信号(U8)的值为所述第二电信号(U2)的值与所述第三电信号(U3)的值的乘积；所述除法器(102)的第一输入端接收所述第四电信号(U4)，所述除法器(102)的第二输入端接收所述第八电信号(U8)，所述除法器(102)的输出端输出第五电信号(U5)，所述第五电信号(U5)的值为第四电信号(U4)的值与第八电信号(U8)的值的除法运算结果且代表了关断时间的长度；所述加法器(103)的第一输入端接收所述第五电信号(U5)，所述加法器(103)的第二输入端接收第三电信号(U3)，所述加法器(103)的输出端输出第六电信号(U6)，所述第六电信号(U6)的值为第五电信号(U5)的值、第三电信号(U3)的值以及设置的固定关断时间信号(Tg)的和且所述第六电信号(U6)的值代表了电源适配器的控制周期；所述第三乘法器的输入端接收所述第六电信号(U6)，所述第三乘法器的输出端输出第七电信号(U7)，所述第七电信号(U7)的值为第六电信号(U6)的倒数且所述第七电信号(U7)的值代表了电源适配器的控制频率。

本发明所提供的电源适配器，包括电源适配电路及上述脉冲频率调制电路；所述电源适配电路包括采样模块(500)、控制模块(400)及依次电路连接的滤波整流模块、能量转换模块(300)和输出模块；所述脉冲频率调制电路的两输入端分别与所述采样模块(500)相连接；所述脉冲频率调制电路的输出端、控制模块(400)及能量转换模块(300)依次电路连接。

本发明所提供的脉冲频率调制电路及电源适配器，避免了现有技术中利用电流过零点的时间控制电路临界工作状态在时间上的不确定，利用脉冲频率调制电路进行运算，输出控制信号以控制电源适配器中晶体管的截止和导通时间，从而在时间上精确控制所述电源适配器的工作状态。

附图说明

图1为本发明实施例一所述的脉冲频率调制电路电路的结构示意图；

图2为本发明实施例二所述的电源适配器电路结构示意图；

图3为本发明实施例一所述的信号转换电路结构示意图；

其中：

101 第一乘法器(101) 105 第二乘法器(105)

104 第三乘法器(104) 102 除法器(102)

103 加法器(103) 106 信号转换电路(106)

1061 模数转换器(1061) 1062 第四乘法器(1062)

500 采样模块(500) 400 控制模块(400)

200 滤波整流模块 300 能量转换模块(300)

R1 第一电阻(R1) R2 第二电阻(R2)

R3 第三电阻(R3) D 二极管(D)

T1 初级电感(T1) T2 次级电感(T2)

Q 晶体管(Q) R4 第四电阻(R4)

C 电容(C)

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种脉冲频率调制电路，包括：依次电路连接的第一乘法器101、第二乘法器105、第三乘法器104、除法器102和加法器103；所述第二乘法器105的输出端连接在所述除法器102的另一输入端上；所述第二乘法器105设有第一输入端和第二输入端；所述第二乘法器105的第二输入端与所述加法器103的另一输入端电路连接。本领域技术人员可以理解，所述第一乘法器101的输入端、第二乘法器105的第一输入端及第二输入端分别用于连接电源适配器的不同输出端，从而输入相应的电信号；所述第三乘法器104的输出端连接所述电源适配器的控制端口，用于根据本实施利一所提供的脉冲频率调制电路的输出信号控制切换电源适配器的工作状态。本领域技术人员可以理解，所述第一乘法器101的第一输入端接收所述电源适配器发出的第一电信号U1(所述第一电信号U1的值为dc)所述第一乘法器101的第二接收端接收所述电源适配器发出的调制电信号Un(所述调制电信号Un的值等于变压器匝数值N)，所述第一乘法器101进行乘法运算，从而获得第四电信号U4(所述第四电信号U4的值为dc×N)；所述第二乘法器105的第一输入端接收所述电源适配器发出的第二电信号U2(所述第二电信号U2的值为in),所述第二乘法器105的第二输入端接收所述电源适配器发出的第三电信号U3(所述第三电信号U3的值为ton),所述第二乘法器105进行乘法运算，从而获得第八电信号U8(所述第八电信号U8的值为in×ton)；所述第四电信号U4和第八电信号U8通过除法器102进行除法运算后，得到第五电信号U5(所述第五电信号U5的值为Toff,所述Toff＝dc×N/in/ton)，所述第五信号U5可作为电源适配器的关断时间控制信号，其值代表了所述关断时间的长度；所述加法器103的第一输入端接收除法器102的输出的第五电信号U5，所述加法器103的第二输入端接收第三电信号U3，并与设置的固定关断时间信号Tg进行加法运算，从而输出第六电信号U6(所述第六电信号U6的值为T)所述第六电信号U6的值T代表了电源适配器的控制周期，将所述第六电信号U6通过第三年乘法器做倒数运算，得到第七电信号U7(所述第七电信号U7的值为F)；所述第七电信号U7的值F代表了电源适配器的控制频率。本实施例提供一种脉冲频率调制电路将所述第七电信号U7输入给电源适配器的控制端，从而精确控制电源适配器导通和关断的时间。

如图3所示，本实施例所述提供的脉冲频率调制电路，还包括一信号转换电路106，具体包括相串联的模数转换器1061和第四乘法器1062，所述模数转换器1061的输入端连接电源适配器的输出端；所述第四乘法器1062的输出端连接所述第二乘法器105的第一输入端。本领域技术人员可以理解，所述模数转换器1061用于将电源适配器输出的模拟信号转换为数字信号，所述第四乘法器1062用于将设定的因数与所述模数转换器1061的输出信号进行乘法运算，从而获得第二电信号U2输出给所述第二乘法器105。

实施例二

如图2所示，本实施例提供一种电源适配器，包括电源适配电路及实施例一所述的脉冲频率调制电路。

所述电源适配电路包括采样模块500、控制模块400及依次电路连接的滤波整流模块、能量转换模块300和输出模块；所述脉冲频率调制电路的两输入端分别与所述采样模块500相连接；所述脉冲频率调制电路的输出端、控制模块400及能量转换模块300依次电路连接；本领域技术人员可以理解，本实施例一所述的脉冲频率调制电路接收所述电源适配电路的电信号，对该电信号进行运算处理后得到一控制信号并发送给所述电源适配电路的控制模块400；所述控制模块400根据所述控制信号来改变其状态，从而调整所述能量转换模块300的输出电压，进而改变该输入模块的工作电压，从而起到电源适配器的工作状态的切换和调整。由于实施例一所述的脉冲频率调制电路，可精确的输出调制频率，因而可实现电源适配器按照精确的时间切换其状态。

所述能量转换电路包括第一电阻R1、电容C、二极管D、初级电感T1和次级电感T2；所述初级电感T1与所述滤波整流模块电路连接所述次级电感T2与所述输出模块电路连接；所述二极管D的阴极与所述电容C串接形成的串联电路连接在所述初级电感T1的两端；所述第一电阻R1与所述电容C相并联。本领域技术人员可以理解，所述控制模块400根据脉冲频率调制电路输出的控制信号改变其导通状态，从而改变所述初级电感T1的电压，进而改变所述次级电感T2的感应电压，起到调节输出电压的作用。

所述控制模块400包括一晶体管Q，所述晶体管Q的基极与实施例一所述的脉冲频率调制电路的所述第三乘法器104的输出端相连接，从而接收所述脉冲频率调制电路输出的控制信号；所述晶体管Q的发射极连接实施例一所述的脉冲频率调制电路的所述第二乘法器105的第二输入端；所述晶体管Q的集电极与所述初级电感T1相连接，从而控制所述初级电感T1的电压；

所述采样模块500包括第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；所述第二电阻R2和第三电阻R3相串接而成的串联电路一端与所述初级电感T1相连接且另一端接地，实施例一所述的脉冲频率调制电路的所述第二乘法器105的所述第一输入端连接在所述第二电阻R2与第三电阻R3之间，从而接收所述第二电信号U2作为采样信号，进行运算；所述第四电阻R4一端连接实施例一所述的脉冲频率调制电路的所述第二乘法器105的第二输入端且另一端接地，从而所述脉冲频率调制电路接收所述第三电信号U3作为采样信号，进行运算。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种脉冲频率调制电路，其特征在于：包括具有第一输入端、第二输入端和输出端的第一乘法器(101)；具有第一输入端、第二输入端和输出端的第二乘法器(105)；具有输入端和输出端的第三乘法器(104)；具有第一输入端、第二输入端和输出端的第二除法器(102)；具有第一输入端、第二输入端和输出端的加法器(103)及电源适配器；所述第一乘法器(101)的输出端与所述第二除法器(102)的第一输入端相电路连接；所述第二除法器(102)的输出端与所述加法器(103)的第一输入端相电路连接；所述加法器(103)的输出端与所述第三乘法器(104)的输入端相电路连接；所述第二乘法器(105)的输出端与所述第二除法器(102)的第二输入端相电路连接；所述第一乘法器(101)的第一输入端接收所述电源适配器发出的第一电信号(U1)；所述第一乘法器(101)的第二接收端接收所述电源适配器发出的调制电信号(Un)；所述第一乘法器(101)的输出端输出第四电信号(U4)，所述第四电信号(U4)的值为第一电信号(U1)的值和调制电信号(Un)的值的乘积；所述第二乘法器(105)的第一输入端接收所述电源适配器发出的第二电信号(U2)；所述第二乘法器(105)的第二输入端接收所述电源适配器发出的第三电信号(U3),所述第二乘法器(105)的输出端输出第八电信号(U8)；所述第八电信号(U8)的值为所述第二电信号(U2)的值与所述第三电信号(U3)的值的乘积；所述除法器(102)的第一输入端接收所述第四电信号(U4)，所述除法器(102)的第二输入端接收所述第八电信号(U8)，所述除法器(102)的输出端输出第五电信号(U5)，所述第五电信号(U5)的值为第四电信号(U4)的值与第八电信号(U8)的值的除法运算结果且代表了关断时间的长度；所述加法器(103)的第一输入端接收所述第五电信号(U5)，所述加法器(103)的第二输入端接收第三电信号(U3)，所述加法器(103)的输出端输出第六电信号(U6)，所述第六电信号(U6)的值为第五电信号(U5)的值、第三电信号(U3)的值以及设置的固定关断时间信号(Tg)的和且所述第六电信号(U6)的值代表了电源适配器的控制周期；所述第三乘法器的输入端接收所述第六电信号(U6)，所述第三乘法器的输出端输出第七电信号(U7)，所述第七电信号(U7)的值为第六电信号(U6)的倒数且所述第七电信号(U7)的值代表了电源适配器的控制频率。

2.如权利要求1所述的脉冲频率调制电路，其特征在于：还包括相串联的模数转换器(1061)和第四乘法器(1062)，所述模数转换器(1061)的输入端连接电源适配器的输出端；所述第四乘法器(1062)的输出端连接所述第二乘法器(105)的第一输入端。

3.一种电源适配器，其特征在于：包括电源适配电路及如权利要求1或2所述的脉冲频率调制电路；所述电源适配电路包括采样模块(500)、控制模块(400)及依次电路连接的滤波整流模块、能量转换模块(300)和输出模块；所述脉冲频率调制电路的两输入端分别与所述采样模块(500)相连接；所述脉冲频率调制电路的输出端、控制模块(400)及能量转换模块(300)依次电路连接。

4.如权利要求3所述的电源适配器，其特征在于：所述能量转换模块(300)包括第一电阻(R1)、电容(C)、二极管(D)、初级电感(T1)和次级电感(T2)；所述初级电感(T1)与所述滤波整流模块电路连接所述次级电感(T2)与所述输出模块电路连接；所述二极管(D)的阴极与所述电容(C)串接形成的串联电路连接在所述初级电感(T1)的两端；所述第一电阻(R1)与所述电容(C)相并联。

5.如权利要求4所述的电源适配器，其特征在于：所述控制模块(400)包括一晶体管(Q)，所述晶体管(Q)的基极与所述脉冲频率调制电路的所述第三乘法器(104)的输出端相连接；所述晶体管(Q)的发射极连接所述脉冲频率调制电路的所述第二乘法器(105)的第二输入端；所述晶体管(Q)的集电极与所述初级电感(T1)相连接。

6.如权利要求5所述的电源适配器，其特征在于：所述采样模块(500)包括第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第四电阻(R4)；所述第二电阻(R2)和第三电阻(R3)相串接而成的串联电路一端与所述初级电感(T1)相连接且另一端接地，所述脉冲频率调制电路的所述第二乘法器(105)的所述第一输入端连接在所述第二电阻(R2)与第三电阻(R3)之间；所述第四电阻(R4)一端连接所述脉冲频率调制电路的所述第二乘法器(105)的第二输入端且另一端接地。