可降低开关电源电磁干扰的Ton计时电路、方法及开关电源技术

本发明专利技术提供了一种可降低开关电源电磁干扰的Ton计时电路、方法及开关电源，该电路是一种能集成在芯片中、简单易实现的降低开关电源EMI的电路。该电路在原有电路的基础上增加可变电流源模块和随机信号产生模块，随机信号产生模块产生N路随机方波，用于可变电流源模块和恒定电流源I1产生N+1种可变电流，从而产生不同的频率，将开关频率处的谐振尖峰消除掉，从而降低因开关产生的电磁干扰。从而降低因开关产生的电磁干扰。从而降低因开关产生的电磁干扰。

【技术实现步骤摘要】
可降低开关电源电磁干扰的Ton计时电路、方法及开关电源


[0001]本专利技术涉及开关电源电路，具体涉及一种可降低开关电源电磁干扰的Ton计时电路、方法及开关电源。

技术介绍

[0002]开关电源将外接交流电转换成稳定的直流电以供给负载，开关电源用于电视、收音机、机顶盒等充电器时，一般均需要通过EMI(电磁干扰)认证。图1所示为现有COT(Constant
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On
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Time,恒定导通时间)控制的buck电路(降压式变换电路)，虽然COT控制具有较好的瞬态响应和负载调节率，但是，该电路的EMI还是存在开关频率处的谐波分量太大，无法在EMI要求比较严格下的条件下使用。

技术实现思路

[0003]为了降低开关电源的电磁干扰，本专利技术提供了一种可降低开关电源电磁干扰的Ton计时电路、方法及开关电源，该电路是一种能集成在芯片中、简单易实现的降低开关电源EMI的电路。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种可降低开关电源电磁干扰的Ton计时电路，包括恒定电流源I1、充电管M3、放电管M4、电容C1和比较单元；所述充电管M3的源极与恒定电流源I1的输出端连接，漏极与电容C1的一端连接，栅极接开关信号Driver；所述比较单元的输入端与电容C1的一端连接；所述电容C1的另一端接地；所述放电管M4的漏极与电容C1的一端连接，源极接地，栅极与比较单元的输出端连接；
[0006]其特殊之处在于：还包括可变电流源模块和随机信号产生模块；所述可变电流源模块包括N路可变电流源单元，N为大于1的整数；所述可变电流源单元包括开关管和电流源I2，N路电流源I2的电流之和小于恒定电流源I1的电流；所述电流源I2的输出端与开关管的源极连接，所述开关管的漏极与电容C1的一端连接；所述随机信号产生模块包括随机方波产生器、具有N个输出端的移位寄存器和N个与门，所述随机方波产生器的输出端连接移位寄存器的输入端，移位寄存器的N个输出端分别与N个与门的一输入端连接；N个与门的另一输入端分别接开关信号Driver，N个与门的输出端分别与N个开关管的栅极一一对应连接，用于控制N个开关管的各自导通。
[0007]进一步地，N路电流源I2的电流之和为恒定电流源I1的10％～20％。
[0008]进一步地，所述充电管M3为PMOS型开关管，所述放电管M4为NMOS型开关管。
[0009]本专利技术还提供一种可降低开关电源电磁干扰的Ton计时方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一、随机方波产生器产生的一路随机方波通过移位寄存器生成N路随机方波，且随机方波的频率大于电源的开关频率，N为大于1的整数；
[0011]步骤二、将所产生的N路随机方波分别与开关信号Driver进行与运算；
[0012]步骤三、N个运算结果分别控制N个可变电流源单元的导通或关断；所述N个可变电
流源单元的输出电流相等，且N路电流源I2的电流之和小于恒定电流源I1的电流；
[0013]步骤四、N个可变电流源单元中所有导通的可变电流源单元，以及在开关信号Driver控制下导通的恒定电流源I1，共同向电容C1充电；
[0014]步骤五、当电容C1的电位达到比较单元内的比较阈值时，比较单元产生一个窄脉冲信号Ton_dis，该窄脉冲信号Ton_dis控制放电管M4对电容C1放电。
[0015]同时，本专利技术还提供另一种可降低开关电源电磁干扰的Ton计时电路，包括恒定电流源I1、充电管M3、放电管M4、电容C1和比较单元；所述充电管M3的源极与恒定电流源I1的输出端连接，漏极与电容C1的一端连接，栅极接开关信号Driver；所述比较单元的输入端与电容C1的一端连接；所述电容C1的另一端接地；所述放电管M4的漏极与电容C1的一端连接，源极接地，栅极与比较单元的输出端连接；
[0016]其特殊之处在于：还包括可变电流源模块和随机信号产生模块；所述可变电流源模块包括一路可变电流源单元；所述可变电流源单元包括开关管和电流源I2；所述电流源I2的电流小于恒定电流源I1的电流；所述电流源I2的输出端与开关管的源极连接，所述开关管的漏极与电容C1的一端连接；所述随机信号产生模块包括随机方波产生器和与门，所述随机方波产生器与与门的一输入端连接，与门的另一输入端接开关信号Driver，与门的输出端与开关管的栅极连接，用于控制开关管导通。
[0017]进一步地，所述电流源I2电流为恒定电流源I1的10％～20％。
[0018]进一步地，所述充电管M3为PMOS型开关管，所述放电管M4为NMOS型开关管。
[0019]同时，本专利技术还提供另一种可降低开关电源电磁干扰的Ton计时方法，包括以下步骤：
[0020]步骤一、随机方波产生器产生一路随机方波；
[0021]步骤二、将所产生的一位方波与开关信号Driver进行与运算；
[0022]步骤三、运算结果控制可变电流源模块的导通或关断；所述电流源I2的电流小于恒定电流源I1的电流；
[0023]步骤四、可变电流源模块关断时，恒定电流源I1向电容C1充电；可变电流源模块导通时，可变电流源模块和恒定电流源I1共同向电容C1充电；
[0024]步骤五、当电容C1的电位达到比较单元内的比较阈值时，比较单元产生一个窄脉冲信号Ton_dis，该窄脉冲信号Ton_dis控制放电管M4对电容C1放电。
[0025]此外，本专利技术还提供一种基于COT控制的低电磁干扰开关电源，包括依次连接的开关模块、LC模块、采样模块、反馈模块和Ton计时模块；所述Ton计时模块采用权利要求1至3任一所述的可降低开关电源电磁干扰的Ton计时电路，或者，所述Ton计时模块采用权利要求5至7任一所述的可降低开关电源电磁干扰的Ton计时电路；所述反馈模块用于产生开关信号Driver的开启沿：fb_comp；所述Ton计时模块用于产生开关信号Driver的关闭沿：Ton_dis；所述反馈模块和Ton计时模块共同作用产生Driver信号。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0027]1.本专利技术在原有电路的基础上增加可变电流源模块和随机信号产生模块，随机信号产生模块产生N路随机方波，用于可变电流源模块和恒定电流源I1产生N+1种可变电流，从而产生不同的频率，将开关频率处的谐振尖峰消除掉，从而降低因开关产生的电磁干扰。
[0028]2.本专利技术电路是一种能集成在芯片中、简单易实现的降低开关电源EMI的电路，该
电路无需采用外围无源器件的传统方法，降低了开关电源EMI。
附图说明
[0029]图1为传统Ton计时电路的示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例二中可降低开关电源电磁干扰的Ton计时电路示意图；
[0031]图3本专利技术实施例三中基于COT控制的低电磁干扰开关电源示意图；
[0032]图4为本专利技术带降EMI功能的COT与传统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降低开关电源电磁干扰的Ton计时电路，包括恒定电流源I1、充电管M3、放电管M4、电容C1和比较单元；所述充电管M3的源极与恒定电流源I1的输出端连接，漏极与电容C1的一端连接，栅极接开关信号Driver；所述比较单元的输入端与电容C1的一端连接；所述电容C1的另一端接地；所述放电管M4的漏极与电容C1的一端连接，源极接地，栅极与比较单元的输出端连接；其特征在于：还包括可变电流源模块和随机信号产生模块；所述可变电流源模块包括N路可变电流源单元，N为大于1的整数；所述可变电流源单元包括开关管和电流源I2，N路电流源I2的电流之和小于恒定电流源I1的电流；所述电流源I2的输出端与开关管的源极连接，所述开关管的漏极与电容C1的一端连接；所述随机信号产生模块包括随机方波产生器、具有N个输出端的移位寄存器和N个与门，所述随机方波产生器的输出端连接移位寄存器的输入端，移位寄存器的N个输出端分别与N个与门的一输入端连接；N个与门的另一输入端分别接开关信号Driver，N个与门的输出端分别与N个开关管的栅极一一对应连接，用于控制N个开关管的各自导通。2.根据权利要求1所述的可降低开关电源电磁干扰的Ton计时电路，其特征在于：N路电流源I2的电流之和为恒定电流源I1的10％～20％。3.根据权利要求1所述的可降低开关电源电磁干扰的Ton计时电路，其特征在于：所述充电管M3为PMOS型开关管，所述放电管M4为NMOS型开关管。4.一种可降低开关电源电磁干扰的Ton计时方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、随机方波产生器产生的一路随机方波通过移位寄存器生成N路随机方波，且随机方波的频率大于电源的开关频率，N为大于1的整数；步骤二、将所产生的N路随机方波分别与开关信号Driver进行与运算；步骤三、N个运算结果分别控制N个可变电流源单元的导通或关断；所述N个可变电流源单元的输出电流相等，且N路电流源I2的电流之和小于恒定电流源I1的电流；步骤四、N个可变电流源单元中所有导通的可变电流源单元，以及在开关信号Driver控制下导通的恒定电流源I1，共同向电容C1充电；步骤五、当电容C1的电位达到比较单元内的比较阈值时，比较单元产生一个窄脉冲信号Ton_dis，该窄脉冲信号Ton_dis控制放电管M4对电容C1放电。5.一种可降低开关电源电磁干扰的Ton计时电路，包括恒定电流源I1、充电管M3、放电管M4、电容C1和比较单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：何世宝，夏勤，
申请(专利权)人：陕西亚成微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：