CN112532039A - 一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法及电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法及电路，方法包括：电源控制芯片输出电源控制信号至服务器中电源开关；CPLD根据服务器测试工作模式控制mos管并选择第一工作状态、第二工作状态以及第三工作状态；所述第一工作状态为CPLD的时钟控制信号持续输出低电平；所述第二工作状态为CPLD的时钟控制信号按照电源控制信号频率的0.5倍对mos管进行控制；所述第三工作状态为CPLD的时钟控制信号持续输出高电平；通过上述方式，本发明能够控制开关电源的时钟上升沿时间，降低其高频分量的能量，从而降低其电磁辐射及传导辐射的能力。

Description

一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法及电路
技术领域
本发明涉及电路设计领域，特别是涉及一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法及电路。
背景技术
在服务器的供电方案中，多由BUCK电路进行DC-DC电源转换。PSU供电输出12V,但是主板不同功能的芯片组所需电压不同，包括5V、3.3V、1.2V等。
由于服务器系统高可靠性及高稳定性的要求，以及现在电源芯片的高度集成。BUCK电路的组成形式已经可以直接由电源芯片外加电感和电容组成。
通过电感和电容的作用，将12V DC电源电压转换为其他电压，如5V、3.3V、1.2V等。
服务器由于计算量大，服务器内部主板各部分的计算单元所消耗的能源较高。DC-DC的电源转换形式比较通用，在主板上存在的数量较多。每一组电源转换都需要一组PWM信号提供开关信号。目前来说，PWM的频率已经到达KHz及MHz的级别。开关频率非常高，非常容易通过PCB上的信号线或其他走线对外辐射电磁能量。
除了通过信号线和其他走线对外辐射电磁波以外，还会通过PCB传导的方式，直接通过服务器内部的线缆，传导电磁杂讯。在EMC测试中，由于PWM的存在，容易导致传导测试不通过。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法及电路，能够控制开关电源的时钟上升沿时间，降低其高频分量的能量，从而降低其电磁辐射及传导辐射的能力，能够通过EMC测试。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法，包括：
电源控制芯片输出电源控制信号至服务器中电源开关；
可编程逻辑器件根据服务器测试工作模式设定工作状态；
所述工作状态包括第一工作状态、第二工作状态以及第三工作状态；
所述第一工作状态为可编程逻辑器件的时钟控制信号输出低电平；
所述第二工作状态为可编程逻辑器件的时钟控制信号按照电源控制信号频率的0.5倍对mos管进行控制；
所述第三工作状态为可编程逻辑器件的时钟控制信号输出高电平。
进一步，所述测试工作模式包括第一测试模式、第二测试模式以及第三测试模式。
进一步，所述第一测试模式包括当服务器处于初始状态时，或当服务器首次电磁兼容测试结果满足电磁辐射和传导辐射的要求时，可编程逻辑器件选择第一工作状态。
进一步，所述第二测试模式包括当服务器首次电磁兼容测试后，电磁辐射值超过标准限值或传导辐射超过标准限值，则将可编程逻辑器件选择第二工作状态。
进一步，所述第三测试模式包括若服务器在可编程逻辑器件选择第二工作状态后，没有通过电磁兼容测试，则将可编程逻辑器件选择第三工作状态。
进一步，所述第一工作状态包括可编程逻辑器件的时钟控制信号输出低电平后，服务器中缓冲电路失效，服务器中直流转换电路按照初始状态工作。
进一步，所述第二工作状态包括可编程逻辑器件的时钟控制信号按照电源控制信号频率的0.5倍对mos管进行控制后，每隔一个时钟周期，缓冲电路将会对电源控制信号进行高频衰减，降低电磁辐射和传导辐射。
进一步，所述第三工作状态包括可编程逻辑器件的时钟控制信号保持高电平后，缓冲电路，完全工作，电磁辐射和传导辐射达到最低状态。
进一步，所述电源控制信号包括第一电源控制信号与第二电源控制信号；所述开关包括第一电源开关与第二电源开关；所述第一电源控制信号控制所述第一电源开关；所述第二电源控制信号控制所述第二电源开关；当所述第一电源控制信号为高电平时，所述第二电源控制信号为低电平；当所述第一电源控制信号为低电平时，所述第二电源控制信号为高电平。
一种减小开关电源电磁辐射的智能控制电路，包括：PSU电源、电管控制芯片、mos管、CPLD、RC缓冲电路、电感、电容、直流电源输出端；所述mos管包括第一mos管、第二mos管以及第三mos管；所述mos管包括第一mos管M1、第二mos管M2以及第三mos管M；所述第一mos管M1一端与第二mos管M2一端串联；所述PSU电源连接所述第一mos管M1另一端；所述第二mos管M2另一端接地；所述电管控制芯片分别与所述第一mos管M1和第二mos管M2连接；所述CPLD连接所述第三mos管M一端；所述第三mos管M另一端连接所述电容C1一端且接地；所述电容C1另一端连接所述电感L1一端且为直流电源输出端；所述电感L1另一端连接所述RC电路一端且连接所述第一mos管M1与第二mos管M2中间。
本发明的有益效果是：本发明可以保证电源转换效能；与此同时，还能保证在测试条件下和正常使用环境下，根据具体使用环境要求，来降低开关电源的电磁辐射和传导辐射。
附图说明
图1是本发明一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法一较佳实施例的流程图；
图2是本发明一种减小开关电源电磁辐射的智能控制电路图；
附图中各部件的标记如下：M1、第一mos管，M2、第二mos管，M、第三mos管，L1、电感，C1、电容。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1和图2，本发明实施例包括：
见图1，一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法，方法包括：
电源控制芯片输出电源控制信号至服务器中电源开关；
CPLD根据服务器测试工作模式设定工作状态；
所述工作状态包括第一工作状态、第二工作状态以及第三工作状态；
所述第一工作状态为CPLD的时钟控制信号输出低电平；
所述第二工作状态为CPLD的时钟控制信号按照电源控制信号频率的0.5倍对mos管进行控制；
所述第三工作状态为CPLD的时钟控制信号输出高电平。
所述电源开关为N型mos管。
所述服务器测试工作模式为根据实际的测试结果来进行设定；所述测试工作模式包括第一测试模式、第二测试模式以及第三测试模式。
所述第一测试模式包括当服务器处于初始状态时，或当服务器首次电磁兼容测试结果能够满足电磁辐射和传导辐射的要求时，CPLD选择第一工作状态，即持续保持低电平。
所述第二测试模式包括当服务器首次电磁兼容测试后发现，电磁辐射值超过标准限值或传导辐射超过标准限值，则先将CPLD选择第二工作状态。
所述第三测试模式包括若服务器在CPLD选择第二工作状态后，依然不能通过电磁兼容测试，则将CPLD选择第三工作状态。
所述第一工作状态时，CPLD的时钟控制信号持续输出低电平，服务器中RC缓冲电路完全失效，服务器中DC-DC电路按照初始状态工作。
所述第二工作状态时，若电源控制信号为1MHz，则CPLD的时钟控制信号的控制频率则为500KHz；也就是说每隔一个时钟周期，RC缓冲电路将会对电源控制信号进行高频衰减，此时能够降低电磁辐射和传导辐射。
所述第三工作状态时，CPLD的时钟控制信号持续保持高电平。RC缓冲电路，完全工作；此时，开关电源的电磁辐射和传导辐射将会达到最低状态。
所述电源控制信号包括第一电源控制信号与第二电源控制信号；当所述第一电源控制信号为高电平时，所述第二电源控制信号为低电平；当所述第一电源控制信号为低电平时，所述第二电源控制信号为高电平。
所述电磁兼容性测试EMC(Electro Magnetic Compatibility)，是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。
所述RC缓冲电路能够起到消除过冲，以及消除电源控制信号的高频分量，延长上升沿时间的作用。
所述DC-DC电路为直流转换电路主要作用是稳压，稳流，控制功率，保护直流线路。
见图2，本说明书实施例提供一种减小开关电源电磁辐射的智能控制电路，包括：PSU电源、电管控制芯片、mos管、CPLD、RC缓冲电路、电感L1、电容C1、直流电源输出端；所述mos管包括第一mos管M1、第二mos管M2以及第三mos管M；所述第一mos管M1一端与第二mos管M2一端串联；所述PSU电源连接所述第一mos管M1另一端；所述第二mos管M2另一端接地；所述电管控制芯片分别与所述第一mos管M1和第二mos管M2连接；所述CPLD连接所述第三mos管M一端；所述第三mos管M另一端连接所述电容C1一端且接地；所述电容C1另一端连接所述电感L1一端且为直流电源输出端；所述电感L1另一端连接所述RC电路一端且连接所述第一mos管M1与第二mos管M2中间。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法，其特征在于，包括：
电源控制芯片输出电源控制信号至服务器中电源开关；
可编程逻辑器件根据服务器测试工作模式设定工作状态；
所述工作状态包括第一工作状态、第二工作状态以及第三工作状态；
所述第一工作状态为可编程逻辑器件的时钟控制信号输出低电平；
所述第二工作状态为可编程逻辑器件的时钟控制信号按照电源控制信号频率的0.5倍对mos管进行控制；
所述第三工作状态为可编程逻辑器件的时钟控制信号输出高电平。
2.根据权利要求1所述的一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法，其特征在于：所述测试工作模式包括第一测试模式、第二测试模式以及第三测试模式。
3.根据权利要求2所述的一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法，其特征在于：所述第一测试模式包括当服务器处于初始状态时，或当服务器首次电磁兼容测试结果满足电磁辐射和传导辐射的要求时，可编程逻辑器件选择第一工作状态。
4.根据权利要求2所述的一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法，其特征在于：所述第二测试模式包括当服务器首次电磁兼容测试后，电磁辐射值超过标准限值或传导辐射超过标准限值，则将可编程逻辑器件选择第二工作状态。
5.根据权利要求2所述的一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法，其特征在于：所述第三测试模式包括若服务器在可编程逻辑器件选择第二工作状态后，没有通过电磁兼容测试，则将可编程逻辑器件选择第三工作状态。
6.根据权利要求1或3所述的一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法，其特征在于：所述第一工作状态包括可编程逻辑器件的时钟控制信号输出低电平后，服务器中缓冲电路失效，服务器中直流转换电路按照初始状态工作。
7.根据权利要求2或4所述的一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法，其特征在于：所述第二工作状态包括可编程逻辑器件的时钟控制信号按照电源控制信号频率的0.5倍对mos管进行控制后，每隔一个时钟周期，缓冲电路将会对电源控制信号进行高频衰减，降低电磁辐射和传导辐射。
8.根据权利要求3或5所述的一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法，其特征在于：所述第三工作状态包括可编程逻辑器件的时钟控制信号保持高电平后，缓冲电路，完全工作，电磁辐射和传导辐射达到最低状态。
9.根据权利要求1所述的一种减小开关电源电磁辐射的智能控制方法，其特征在于：所述电源控制信号包括第一电源控制信号与第二电源控制信号；所述开关包括第一电源开关与第二电源开关；所述第一电源控制信号控制所述第一电源开关；所述第二电源控制信号控制所述第二电源开关；当所述第一电源控制信号为高电平时，所述第二电源控制信号为低电平；当所述第一电源控制信号为低电平时，所述第二电源控制信号为高电平。
10.一种减小开关电源电磁辐射的智能控制电路，其特征在于，包括：PSU电源、电管控制芯片、mos管、CPLD、RC缓冲电路、电感、电容、直流电源输出端；所述mos管包括第一mos管、第二mos管以及第三mos管；所述mos管包括第一mos管M1、第二mos管M2以及第三mos管M；所述第一mos管M1一端与第二mos管M2一端串联；所述PSU电源连接所述第一mos管M1另一端；所述第二mos管M2另一端接地；所述电管控制芯片分别与所述第一mos管M1和第二mos管M2连接；所述CPLD连接所述第三mos管M一端；所述第三mos管M另一端连接所述电容C1一端且接地；所述电容C1另一端连接所述电感L1一端且为直流电源输出端；所述电感L1另一端连接所述RC电路一端且连接所述第一mos管M1与第二mos管M2中间。
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