CN117614260B - 自适应电源开关频率的频率抖动电路、电源及其管理芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及开关电源领域,具体公开了一种自适应电源开关频率的频率抖动电路、电源及其管理芯片,其中频率抖动电路包括:分频电路,用于基于时钟信号产生多个脉冲信号;反馈电路,用于生成与电源的输出电压对应的反馈电压;振荡电路,用于产生频率抖动信号;频率抖动控制电路,频率抖动控制电路分别与分频电路、反馈电路和振荡电路相连,用于基于多个脉冲信号生成充电电流,并基于反馈电压调整充电电流,以便振荡电路基于调整后的充电电流产生频率抖动信号。该频率抖动电路能够根据电源输出电压自适应调节频率抖动信号的抖动频率,降低电磁干扰的性能较强。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源领域,尤其涉及一种自适应电源开关频率的频率抖动电路、电源及其管理芯片。
背景技术
随着近年来各国对开关电源电磁兼容性性能要求的不断提高,如何减小电磁干扰成为电源管理芯片设计的一个重点。对此,相关技术提供了一种频率抖动方案,该方案可控制电源管理芯片的开关频率随时间在一定范围内来回变化。例如,参考图1所示,芯片可控制开关频率在T时间内从Fmin递增到Fmax,再从Fmax递减到Fmin,从而分散了谐波干扰能量,进而能够解决电磁干扰,并降低电源管理芯片设计的复杂度和成本。然而,由于电源管理芯片的工作范围较宽,而相关技术中的频率抖动方案只能在固定频率范围内进行变动,这使得该相关技术的降低电磁干扰效果不佳。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的第一个目的在于提出一种自适应电源开关频率的频率抖动电路,通过电路内部设置的频率抖动控制电路,频率抖动电路可基于分频电路产生的多个脉冲信号生成充电电流,并基于反馈电路生成的反馈电压调整充电电流,以便振荡电路基于调整后的充电电流生成频率抖动信号,从而使频率抖动电路能够根据电源输出电压自适应调节频率抖动信号的抖动频率,进而优化了频率抖动电路的降低电磁干扰能力。
本发明的第二个目的在于提出一种电源管理芯片。
本发明的第三个目的在于提出一种电源。
为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种自适应电源开关频率的频率抖动电路,频率抖动电路包括:分频电路,用于基于时钟信号产生多个脉冲信号;反馈电路,用于生成与电源的输出电压对应的反馈电压;振荡电路,用于产生频率抖动信号;频率抖动控制电路,频率抖动控制电路分别与分频电路、反馈电路和振荡电路相连,用于基于多个脉冲信号生成充电电流,并基于反馈电压调整充电电流,以便振荡电路基于调整后的充电电流产生频率抖动信号。
根据本发明实施例的自适应电源开关频率的频率抖动电路,通过电路内部设置的频率抖动控制电路,频率抖动电路可基于分频电路产生的多个脉冲信号生成充电电流,并基于反馈电路生成的反馈电压调整充电电流,以便振荡电路基于调整后的充电电流生成频率抖动信号,从而使频率抖动电路能够根据电源输出电压自适应调节频率抖动信号的抖动频率,进而优化了频率抖动电路的降低电磁干扰能力。
根据本发明的一个实施例,分频电路包括:多个触发器,多个触发器中的第i个触发器的第一信号输出端与频率抖动控制电路相连,第i个触发器的第二信号输出端与第i个触发器的信号输入端相连,且除第1个触发器的时钟输入端与时钟信号提供端相连以接收时钟信号外,第i个触发器的时钟输入端与第i-1个触发器的第二信号输出端相连;其中,1≤i≤N,N为多个触发器的个数。
根据本发明的一个实施例,频率抖动控制电路包括:多个电流支路,多个电流支路与多个脉冲信号一一对应,多个电流支路并联连接,且并联后的一端与预设电源相连,并联后的另一端与振荡电路相连,每个电流支路上均设置有第一开关和第二开关,其中,第一开关的控制端与分频电路相连,用于基于所处电流支路对应的脉冲信号控制所处电流支路导通以产生充电电流;第二开关与第一开关串联,且第二开关的控制端与反馈电路相连,用于基于反馈电压控制所处电流支路的导通能力以调整充电电流。
根据本发明的一个实施例,频率抖动控制电路还包括:第三开关,第三开关串联在多个电流支路并联后的另一端与振荡电路之间,用于控制频率抖动控制电路向振荡电路输出充电电流。
根据本发明的一个实施例,第一开关、第二开关和第三开关均为开关管。
根据本发明的一个实施例,振荡电路包括:电容,电容的正极与频率抖动控制电路相连,电容的负极接地;迟滞比较器,迟滞比较器的输入端与电容的正极相连,用于基于电容的电压产生频率抖动信号。
根据本发明的一个实施例,反馈电路包括:第一电阻、第二电阻、至少一个第三电阻和至少一个第四开关,其中,第一电阻和第二电阻串联,且第一电阻的一端与电源的输出电压采样端相连,第二电阻的一端接地;至少一个第三电阻串联在第一电阻的另一端与第二电阻的另一端之间且形成有多个第一连接点,且任意一个第一连接点与频率抖动控制电路相连;至少一个第四开关与至少一个第三电阻一一对应并联;其中,第一电阻、第二电阻和至少一个第三电阻用于对电源的输出电压进行分压得到反馈电压,至少一个第四开关用于调整反馈电压。
根据本发明的一个实施例,反馈电路还包括:第一开关管,第一开关管的控制端和第一开关管的第一端均与电源的输出电压采样端相连,第一开关管的第二端与第一电阻的一端相连。
根据本发明的一个实施例,第四开关为熔断器。
根据本发明的一个实施例,反馈电路包括:第四电阻、第五电阻、至少一个第六电阻和至少一个第五开关,其中,第四电阻的一端与电源的输出电压采样端相连;第五电阻的一端与第四电阻的另一端相连且形成有第二连接点,第五电阻的另一端接地,第二连接点与频率抖动控制电路相连;至少一个第六电阻与第四电阻或第五电阻并联;至少一个第五开关与至少一个第六电阻一一对应串联;其中,第四电阻、第五电阻和至少一个第六电阻用于对电源的输出电压进行分压得到反馈电压,至少一个第五开关用于调整反馈电压。
根据本发明的一个实施例,当反馈电路包括多个第六电阻时,多个第六电阻中的一部分与第四电阻并联,另一部分与第五电阻并联。
根据本发明的一个实施例,反馈电路还包括:第二开关管,第二开关管的控制端和第二开关管的第一端均与电源的输出电压采样端相连,第二开关管的第二端与第四电阻的一端相连。
根据本发明的一个实施例,第五开关为熔断器。
为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种电源管理芯片,包括前述的自适应电源开关频率的频率抖动电路。
根据本发明实施例的电源管理芯片,通过前述的频率抖动电路,使电源管理芯片能够根据电源输出电压自适应调节频率抖动信号的抖动频率,进而优化电源管理芯片的降低电磁干扰能力。
为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种电源,包括前述的频率抖动电路,或者前述的电源管理芯片。
根据本发明实施例的电源,通过前述的电源管理芯片,使电源能够根据输出电压自适应调节频率抖动信号的抖动频率,进而降低电源产生的电磁干扰,有效提高了电源的电磁兼容性能。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为相关技术中的频率抖动技术的固定频率抖动示意图;
图2为根据本发明一个实施例的自适应电源开关频率的频率抖动电路的结构示意图;
图3为根据本发明一个实施例的分频电路和频率抖动控制电路的电路图;
图4为根据本发明一个实施例的频率抖动控制电路和振荡电路的电路图;
图5a为根据本发明第一实施例的反馈电路的电路图;
图5b为根据本发明第二实施例的反馈电路的电路图;
图5c为根据本发明第三实施例的反馈电路的电路图;
图5d为根据本发明第四实施例的反馈电路的电路图;
图5e为根据本发明第五实施例的反馈电路的电路图;
图5f为根据本发明第六实施例的反馈电路的电路图;
图6为根据本发明一个实施例的电源管理芯片的结构示意图;
图7a为根据本发明第一施例的电源的结构示意图;
图7b为根据本发明第二实施例的电源的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例提出的自适应电源开关频率的频率抖动电路、电源及其管理芯片。
图2为根据本发明一个实施例的自适应电源开关频率的频率抖动电路的结构示意图,参考图2所示,该频率抖动电路100包括:分频电路110、反馈电路120、振荡电路130和频率抖动控制电路140。
其中,分频电路110用于基于时钟信号产生多个脉冲信号;反馈电路120用于生成与电源200的输出电压对应的反馈电压;振荡电路130用于产生频率抖动信号;频率抖动控制电路140分别与分频电路110、反馈电路120和振荡电路130相连,用于基于多个脉冲信号生成充电电流,并基于反馈电压调整充电电流,以便振荡电路130基于调整后的充电电流产生频率抖动信号。
具体来说,时钟信号可为外部设备提供的固定频率的方波信号。在频率抖动电路100正常工作时,分频电路110可基于固定的时钟信号产生多个不同频率的脉冲信号,随后频率抖动控制电路140基于多个脉冲信号生成充电电流,最后振荡电路130基于充电电流生成频率抖动信号,频率抖动信号能够分散电源输出PWM波中的谐波干扰能量,进而降低电源200产生的电磁干扰。然而,由于电源200通常需要具备不同工作模式,对应的开关频率范围较广。而上述电路中,输出的频率抖动信号被充电电流限制,抖动频率为固定值,故频率抖动信号无法适应电源200的多种工作模式。例如,当电源200的开关频率较低时,固定的频率抖动信号容易使电源200工作不稳定,而当电源200的开关频率较高时,固定的频率抖动信号相比于开关频率较小,使频率抖动电路100的降低电磁干扰效果较弱。
因此,本发明实施例的频率抖动电路100中设置了反馈电路120,反馈电路120能够根据电源200的输出电压输出对应的反馈电压;同时,频率抖动控制电路140可根据反馈电压调整充电电流;随后,振荡电路130再基于调整后的充电电流产生频率抖动信号,从而使频率抖动信号的抖动频率能够基于电源200的输出电压进行自适应调节,进而能够优化频率抖动电路100的降低电磁干扰性能。例如,在实际工作时,当电源200的输出电压较高时,通常需要较高的开关频率驱动,以提高功率因数。因此频率抖动控制电路140可在反馈电压上升时增大充电电流,以提高频率抖动信号的抖动频率,实现更好的降低电磁干扰的功能。而当电源200的输出电压较低时,通常需要较低的开关频率以降低开关损耗,此时频率抖动控制电路140可在反馈电压下降时降低充电电流,以降低频率抖动信号的抖动频率,使频率抖动电路100输出的抖动频率不会影响电源200的稳定工作,以提高电源200的稳定性。由此,使频率抖动电路100在电源200的不同工作频率下,均能够实现较佳的降低电磁功能,且不会影响电源200的稳定性,从而提高了电源200的电磁兼容性能。
上述实施例中,通过频率抖动电路内部设置的频率抖动控制电路,频率抖动电路可基于分频电路产生的多个脉冲信号生成充电电流,并基于反馈电路生成的反馈电压调整充电电流,以便振荡电路基于调整后的充电电流生成频率抖动信号,从而使频率抖动电路能够根据电源输出电压自适应调节频率抖动信号的抖动频率,进而优化了频率抖动电路的降低电磁干扰能力。
在一些实施例中,参考图3所示,分频电路110包括:多个触发器(FF1~FFN),多个触发器(FF1~FFN)中的第i个触发器FFi的第一信号输出端与频率抖动控制电路140相连,第i个触发器FFi的第二信号输出端与第i个触发器FFi的信号输入端相连,且除第1个触发器的时钟输入端与时钟信号提供端CLK相连以接收时钟信号外,第i个触发器FFi的时钟输入端与第i-1个触发器(FFi-1)的第二信号输出端相连;其中,1≤i≤N,N为多个触发器的个数。
具体来说,触发器(FF1~FFN)可为多种触发器,如基本触发器,每个触发器(FF1~FFN)的第一信号输出端可为Q端,第二信号输出端可为端,信号输入端可为D端,每个触发器(FF1~FFN)通过第一信号输出端向频率抖动控制电路140输出不同的脉冲信号。参考图3所示,多个触发器(FF1~FFN)构成典型的分频电路,且第一个触发器FF1输出的脉冲信号为时钟信号的2分频;第二个触发器FF2输出的脉冲信号为时钟信号的4分频,以此类推,第N个触发器输出的脉冲信号为时钟信号的2N分频,分频电路的具体原理在此不作展开。由此,实现了分频电路的基于时钟信号生成多个脉冲信号的功能。
在一些实施例中,参考图3所示,频率抖动控制电路140包括:多个电流支路141,多个电流支路141与多个脉冲信号一一对应,多个电流支路141并联连接,且并联后的一端与预设电源VDD相连,并联后的另一端与振荡电路130相连,每个电流支路141上均设置有第一开关S1和第二开关S2,其中,第一开关S1的控制端与分频电路110相连,用于基于所处电流支路对应的脉冲信号控制所处电流支路导通以产生充电电流;第二开关S2与第一开关S1串联,且第二开关S2的控制端与反馈电路120相连,用于基于反馈电压控制所处电流支路的导通能力以调整充电电流。
具体来说,第一开关S1和第二开关S2可为多种开关管,包括MOS管、IGBT模块等,例如,参考图3所示,第一开关S1和第二开关S3可为NMOS管,具体这里不作限制。在每个电流支路141中,第一开关S1是受对应的脉冲信号驱动的开关器件,第二开关S2为受反馈电路120输出的反馈电压控制的开关器件。在频率抖动控制电路140实际工作时,每个电流支路141中的第一开关S1受脉冲信号驱动在导通和关断状态间切换,从而输出对应频率的脉冲信号,多个电流支路141汇聚成充电电流输出到振荡电路130,此时充电电流为多个频率脉冲信号叠加后的电流。同时,充电电流的幅值可由第二开关S2的导通程度确定,例如,当反馈电压较大时,第二开关S2的导通程度升高,每个电流支路141输出的电流值较大,进而使振荡电路130接收到的充电电流的幅值较大,进而提高频率抖动信号的抖动频率。由此,使频率抖动控制电路140实现了基于多个脉冲信号生成充电电流,并基于反馈电压调整充电电流的功能。
可选的,参考图4所示,频率抖动控制电路140还包括:第三开关S3,第三开关S3串联在多个电流支路141并联后的另一端与振荡电路130之间,用于控制频率抖动控制电路140向振荡电路130输出充电电流。
具体来说,第三开关S3可为多种开关管,如MOS管、IGBT模块等,这里不做限制。第三开关S3可为频率抖动控制电路140的总开关,当第三开关S3导通时,频率抖动控制电路140能够输出充电电流,当第三开关S3关断时,频率抖动控制电路140将无法输出充电电流,由此使频率抖动电路100能够通过简单方式控制频率抖动控制电路140是否工作,进而提高频率抖动电路的便捷性。
在一些实施例中,参考图4所示,振荡电路130包括:电容C和迟滞比较器131,电容C的正极与频率抖动控制电路140相连,电容C的负极接地GND;迟滞比较器131的输入端与电容C的正极相连,用于基于电容C的电压产生频率抖动信号。
具体来说,振荡电路130在获取充电电流后,充电电流可对电容C进行充电,使电容C输出至迟滞比较器131输入端的电压上升,而充电电流降低时,电容C进行放电,使迟滞比较器131输入端的电压下降。而由于迟滞比较器131特性,当迟滞比较器131的输入端电压上升到目标上限时,迟滞比较器131输出高电平信号,而迟滞比较器131下降到目标下限时,迟滞比较器131输出低电平信号,同时,频率抖动信号的频率取决于电容C的充放电速度,即充电电流大小。由此,使振荡电路实现了基于调整后的充电电流生成频率抖动信号的功能,此外,迟滞比较器131还能够起到优化输出波形的效果,避免微小波动导致迟滞比较器131的输出变化,迟滞比较器的具体原理这里不作展开。
在一些实施例中,参考图5a所示,反馈电路120包括:第一电阻R1、第二电阻R2、至少一个第三电阻R3和至少一个第四开关S4。其中,第一电阻R1和第二电阻R2串联,且第一电阻R1的一端与电源200的输出电压采样端VCC相连,第二电阻R2的一端接地;至少一个第三电阻R3串联在第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端之间且形成有多个第一连接点J1,且任意一个第一连接点J1与频率抖动控制电路140相连;至少一个第四开关S4与至少一个第三电阻R3一一对应并联;其中,第一电阻R1、第二电阻R2和至少一个第三电阻R3用于对电源200的输出电压进行分压得到反馈电压,至少一个第四开关S4用于调整反馈电压。
具体来说,电源200的输出电压采样端VCC可通过第一电阻R1、至少一个第三电阻R3和第二电阻R2接地GND,以构成串联的分压电路。根据分压原理,每个第一连接点J1的输出电压均不同,具体电压值可根据第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值,以及电源200的输出电压确定。因此,频率抖动控制电路140可从任意一个第一连接点J1获取反馈电压。同时,至少一个第四开关S4并联在对应的第三电阻R3两端,频率抖动电路100可通过控制第四开关S4导通来将对应的第三电阻R3进行短路,以改变串联分压电路的分压比例,进而形成对反馈电压的不同档位调节,从而改变对应的第一连接点J1输出的反馈电压。在电源200的不同工作模式中,需要的抖动频率各不相同,而本发明实施例中,通过控制多个第四开关S4的导通和关断,可以形成对反馈电压的不同档位来输出不同的反馈电压,进而调节充电电流,以便振荡电路130输出不同抖动频率的频率抖动信号,因此能够满足电源200在不同工作模式下对抖动频率的不同需求,从而提高了频率抖动电路100的适用性。同时,第一电阻R1和第二电阻R2还具有限流作用,以避免在多个第三电阻R3均被短路时,串联分压电路中的电流过大,从而保护反馈电路安全。此外,本发明实施例的反馈电路120仅需使用电阻和开关构成,电路结构简单,成本较低,且对芯片面积影响很小,能够集成到电源管理芯片内部,从而提高了频率抖动电路100的便捷性。
可选的,第四开关S4可为熔断器,在正常情况下,熔断器为导通状态,使对应的第三电阻R3被短路。而当电源200的输出电压上升时,熔断器所在电路电流上升,熔断器熔断,进而使熔断器对应的第三电阻R3重新接入分压电路中,以改变分压比例,进而实现多档的反馈电压调节,以满足不同工作模式下的电源200对抖动频率的不同需求。同时,使用熔断器可以使反馈电路120实现对反馈电压的自适应调节功能,例如,多个第三电阻R3对应并联的熔断器可选用不同电流阈值的熔断器,在多个熔断器达到某个反馈电压对应的电流阈值时,对应电流阈值的熔断器会自行熔断,使对应第三电阻R3接入串联分压电路,进而实现对反馈电压的多档调节。此外,可选用可恢复式熔断器来作为第四开关S4,以提高反馈电路120的便捷性。
可选的,参考图5b所示,反馈电路120还包括:第一开关管Q1,第一开关管Q1的控制端和第一开关管Q1的第一端均与电源的输出电压采样端VCC相连,第一开关管Q1的第二端与第一电阻R1的一端相连。
具体来说,第一开关管Q1可为多种开关管,包括MOS管、IGBT模块等,例如,参考图4所示,第一开关管Q1为NMOS管。此时第一开关管Q1的栅极和漏极均与电源200的输出电压采样端VCC相连,第一开关管Q1的源极与第一电阻R1的一端相连。此时,第一开关管Q1可以实现类似二极管的正向导通和反向截止功能,以避免反馈电路120影响电源200的输出侧的正常工作,同时相比于二极管,第一开关管Q1还具有耐压值高、反向漏电流小等优势。
在一些实施例中,参考图5c和图5d所示,反馈电路120包括:第四电阻R4、第五电阻R5、至少一个第六电阻R6和至少一个第五开关S5。其中,第四电阻R4的一端与电源200的输出电压采样端VCC相连;第五电阻R5的一端与第四电阻R4的另一端相连且形成有第二连接点J2,第五电阻R5的另一端接地GND,第二连接点J2与频率抖动控制电路140相连;至少一个第六电阻R6与第四电阻R4或第五电阻R5并联;至少一个第五开关S5与至少一个第六电阻R6一一对应串联;其中,第四电阻R4、第五电阻R5和至少一个第六电阻R6用于对电源200的输出电压进行分压得到反馈电压,至少一个第五开关S5用于调整反馈电压。
具体来说,输出电压采样端VCC可通过第四电阻R4和第五电阻R5接地GND,此时根据分压原理,第二连接点J2可根据第四电阻R4和第五电阻R5的阻值和电源200的输出电压输出反馈电压。同时,参考图5c或图5d所示,至少一个第六电阻R6和相应第五开关S5串联后并联在第四电阻R4或第五电阻R5的两端,频率抖动电路100可通过改变第五开关S5的通断状态来改变第四电阻R4或第五电阻R5的阻值,进而改变反馈电路120的分压比例,从而形成对反馈电压的不同档位来输出不同的反馈电压,以调节充电电流,进而改变振荡电路130输出的频率抖动信号的抖动频率,满足电源200在不同工作模式下对抖动频率的不同需求,从而提高了频率抖动电路100的适用性。
可选的,第五开关S5为熔断器,使用熔断器作为第五开关S5可使反馈电路120实现对反馈电压的自适应调节功能,具体原理与前述的第四开关S4类似,具体原理在此不作赘述。
可选的,参考图5e所示,当反馈电路120包括多个第六电阻R6时,多个第六电阻R6中的一部分与第四电阻R4并联,另一部分与第五电阻R5并联。此时同样可通过多个第五开关S5的通断控制来改变反馈电路120的分压比例,且能够提供更多不同档位,为反馈电路120提供调节空间,进而提高了反馈电路120的扩展性。
进一步的,参考图5f所示,反馈电路120还包括:第二开关管Q2,第二开关管Q2的控制端和第二开关管Q2的第一端均与电源200的输出电压采样端相连,第二开关管Q2的第二端与第四电阻R4的一端相连。
具体来说,第二开关管Q2可为多种开关管,包括MOS管、IGBT模块等,例如,参考图5f所示,第二开关管Q2为NMOS管,此时第二开关管Q2的栅极和漏极均与电源200的输出电压采样端VCC相连,第二开关管Q2的源极与第四电阻R4的一端相连。此时第二开关管Q2同样可以实现类似二极管的正向导通和反向截止功能,以避免反馈电路120影响电源200的输出侧的正常工作,同时相比于二极管,第二开关管Q2还具有耐压值高、反向漏电流小等优势,从而进一步优化反馈电路120的工作性能。
综上所述,根据本发明实施例的自适应电源开关频率的频率抖动电路,通过频率抖动电路内部设置的频率抖动控制电路,频率抖动电路可基于分频电路产生的多个脉冲信号生成充电电流,并基于反馈电路生成的反馈电压调整充电电流,以便振荡电路基于调整后的充电电流生成频率抖动信号,从而使频率抖动电路能够根据电源输出电压自适应调节频率抖动信号的抖动频率,提高了频率抖动电路的降低电磁干扰能力;同时,通过使用熔断器和电阻构成反馈电路,使反馈电路能够根据电源需求调节反馈电路内部电阻的分压比例,以形成不同的反馈电压档位,进而满足电源对抖动频率的不同需求,提高了频率抖动电路的适用性;此外,反馈电路的电路结构简单,能够集成到电源管理芯片中。由此,实现了对频率抖动电路的整体优化。
对应上述实施例,本发明实施例还提供了一种电源管理芯片,参考图6所示,该电源管理芯片1000包括前述的自适应电源开关频率的频率抖动电路100。
根据本发明实施例的电源管理芯片,通过前述的频率抖动电路,使电源管理芯片能够根据电源输出电压自适应调节频率抖动信号的抖动频率,进而优化电源管理芯片的降低电磁干扰能力。
对应上述实施例,本发明实施例还提供了一种电源,参考图7a~图7b所示,该电源2000包括前述的频率抖动电路100,或者前述的电源管理芯片1000。
根据本发明实施例的电源,通过前述的电源管理芯片或前述的频率抖动电路,使电源能够根据输出电压自适应调节频率抖动信号的抖动频率,进而降低电源产生的电磁干扰,有效提高了电源的电磁兼容性能。
需要说明的是,在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (14)
1.一种自适应电源开关频率的频率抖动电路,其特征在于,所述频率抖动电路包括:
分频电路,用于基于时钟信号产生多个脉冲信号;
反馈电路,用于生成与所述电源的输出电压对应的反馈电压;
振荡电路,用于产生频率抖动信号;
频率抖动控制电路,所述频率抖动控制电路分别与所述分频电路、所述反馈电路和所述振荡电路相连,用于基于所述多个脉冲信号生成充电电流,并基于所述反馈电压调整所述充电电流,以便所述振荡电路基于调整后的充电电流产生所述频率抖动信号;其中,
所述频率抖动控制电路包括:多个电流支路,所述多个电流支路与所述多个脉冲信号一一对应,所述多个电流支路并联连接,且并联后的一端与预设电源相连,并联后的另一端与所述振荡电路相连,每个所述电流支路上均设置有第一开关和第二开关,其中,
所述第一开关的控制端与所述分频电路相连,用于基于所处电流支路对应的脉冲信号控制所处电流支路导通以产生充电电流;
所述第二开关与所述第一开关串联,且所述第二开关的控制端与所述反馈电路相连,用于基于所述反馈电压控制所处电流支路的导通能力以调整所述充电电流。
2.根据权利要求1所述的自适应电源开关频率的频率抖动电路,其特征在于,所述分频电路包括:
多个触发器,所述多个触发器中的第i个触发器的第一信号输出端与所述频率抖动控制电路相连,所述第i个触发器的第二信号输出端与所述第i个触发器的信号输入端相连,且除第1个触发器的时钟输入端与时钟信号提供端相连以接收所述时钟信号外,所述第i个触发器的时钟输入端与第i-1个触发器的第二信号输出端相连;其中,1≤i≤N,N为所述多个触发器的个数。
3.根据权利要求1所述的自适应电源开关频率的频率抖动电路,其特征在于,所述频率抖动控制电路还包括:第三开关,所述第三开关串联在所述多个电流支路并联后的另一端与所述振荡电路之间,用于控制所述频率抖动控制电路向所述振荡电路输出所述充电电流。
4.根据权利要求3所述的自适应电源开关频率的频率抖动电路,其特征在于,所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关均为开关管。
5.根据权利要求1所述的自适应电源开关频率的频率抖动电路,其特征在于,所述振荡电路包括:
电容,所述电容的正极与所述频率抖动控制电路相连,所述电容的负极接地;
迟滞比较器,所述迟滞比较器的输入端与所述电容的正极相连,用于基于所述电容的电压产生所述频率抖动信号。
6.根据权利要求1-5任一项所述的自适应电源开关频率的频率抖动电路,其特征在于,所述反馈电路包括:第一电阻、第二电阻、至少一个第三电阻和至少一个第四开关,其中,
所述第一电阻和所述第二电阻串联,且所述第一电阻的一端与所述电源的输出电压采样端相连,所述第二电阻的一端接地;
所述至少一个第三电阻串联在所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的另一端之间且形成有多个第一连接点,且任意一个所述第一连接点与所述频率抖动控制电路相连;
所述至少一个第四开关与所述至少一个第三电阻一一对应并联;
其中,所述第一电阻、所述第二电阻和所述至少一个第三电阻用于对所述电源的输出电压进行分压得到所述反馈电压,所述至少一个第四开关用于调整所述反馈电压。
7.根据权利要求6所述的自适应电源开关频率的频率抖动电路,其特征在于,所述反馈电路还包括:
第一开关管,所述第一开关管的控制端和所述第一开关管的第一端均与所述电源的输出电压采样端相连,所述第一开关管的第二端与所述第一电阻的一端相连。
8.根据权利要求6所述的自适应电源开关频率的频率抖动电路,其特征在于,所述第四开关为熔断器。
9.根据权利要求1-5任一项所述的自适应电源开关频率的频率抖动电路,其特征在于,所述反馈电路包括:第四电阻、第五电阻、至少一个第六电阻和至少一个第五开关,其中,
所述第四电阻的一端与所述电源的输出电压采样端相连;
所述第五电阻的一端与所述第四电阻的另一端相连且形成有第二连接点,所述第五电阻的另一端接地,所述第二连接点与所述频率抖动控制电路相连;
所述至少一个第六电阻与所述第四电阻或所述第五电阻并联;
所述至少一个第五开关与所述至少一个第六电阻一一对应串联;
其中,所述第四电阻、所述第五电阻和所述至少一个第六电阻用于对所述电源的输出电压进行分压得到所述反馈电压,所述至少一个第五开关用于调整所述反馈电压。
10.根据权利要求9所述的自适应电源开关频率的频率抖动电路,其特征在于,当所述反馈电路包括多个第六电阻时,所述多个第六电阻中的一部分与所述第四电阻并联,另一部分与所述第五电阻并联。
11.根据权利要求9所述的自适应电源开关频率的频率抖动电路,其特征在于,所述反馈电路还包括:
第二开关管,所述第二开关管的控制端和所述第二开关管的第一端均与所述电源的输出电压采样端相连,所述第二开关管的第二端与所述第四电阻的一端相连。
12.根据权利要求9所述的自适应电源开关频率的频率抖动电路,其特征在于,所述第五开关为熔断器。
13.一种电源管理芯片,其特征在于,包括根据权利要求1-12任一项所述的自适应电源开关频率的频率抖动电路。
14.一种电源,其特征在于,包括根据权利要求1-12任一项所述的自适应电源开关频率的频率抖动电路,或者,根据权利要求13所述的电源管理芯片。
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