用于控制电源变换器中的开关频率变化的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于为电源变换器提供频率控制的系统和方法。所述系统包括伪随机信号发生器，伪随机信号发生器被配置产生数字信号。所述数字信号包含至少Ｎ位数据，其中Ｎ是正整数。此外，所述系统包括：数模转换器，被配置接收所述数字信号并产生第一控制信号；输出信号发生器，被配置接收第一控制信号并至少产生与频率有关的第一输出信号；以及脉宽调制发生器，被配置至少接收第一输出信号。所述Ｎ位数据代表伪随机数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路。更具体地说，本专利技术提供了一种用于控制频率变化的系统和方法。本专利技术仅仅是以示例的方式被应用于电源变换器。但是应当认识到，本专利技术具有更广阔的应用范围。
技术介绍
电源变换器被广泛地用于诸如便携式设备的消费类电子设备。电源变换器可以将电源从一种形式变换到另一种形式。作为示例，电源从交流(AC)变换到直流(DC)、从DC变换到AC、从AC变换到AC或者从DC变换到DC。此外，电源变换器可以将电源从一个电平转换到另一个电平。电源变换器包括线性变换器和开关模式变换器两种主要类型。开关模式变换器通常需要满足对电磁干扰(EMI)的某些要求。单个开关频率及其谐波会引起EMI问题。为了抑制EMI，对于传统开关模式电源变换器来说，通过时钟抖动来经常性改变开关频率。例如，由模拟电路产生时钟抖动用于频率变化。模拟电路以远低于电源变换器的开关频率的频率来提供频率变化信号。例如，开关频率在几十千赫兹的范围内，而频率变化信号的频率更低。因此，模拟电路通常需要大的电容器面积并且实现起来很昂贵。在另一示例中，由数字电路产生时钟抖动。数字电路可以使用计数器来产生频率变化信号。但是频率变化信号通常具有固定的模式而无频率扰动(scrambling)。能量扩展在感兴趣的频带内可能并不均匀。在另一个示例中，由外部信号(例如集成电路(IC)系统的电源电压)控制频率变化。但是频率变化的范围通常有限。此外，利用电源电压改变开关频率通常使开关模式电源变换器难于被设计。因此，非常需要对控制频率变化的技术进行改进。
技术实现思路
本专利技术涉及集成电路。更具体地说，本专利技术提供了一种用于控制频率变化的系统和方法。本专利技术仅仅是以示例的方式被应用于电源变换器。但是应当认识到，本专利技术具有更广阔的应用范围。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种用于为电源变换器提供频率控制的系统。所述系统包括伪随机信号发生器，所述伪随机信号发生器被配置产生数字信号。所述数字信号包含至少N位数据，其中N是正整数。此外，所述系统包括数模转换器，被配置接收所述数字信号并产生第一控制信号；输出信号发生器，被配置接收所述第一控制信号并至少产生与频率有关的第一输出信号；以及脉宽调制发生器，被配置至少接收所述第一输出信号。所述N位数据代表伪随机数。根据本专利技术的另一个实施例，一种用于提供伪随机信号的系统包括移位寄存器，所述移位寄存器被配置接收第一输入信号和第二输入信号并产生数字信号。所述移位寄存器包括m个触发器，其中m是正整数。此外，所述系统包括处理设备，所述处理设备被配置接收多个信号并产生所述第一输入信号。所述多个信号分别代表存储在多个触发器中的数据，并且所述多个触发器选自所述m个触发器。并且，所述系统包括数模转换器，所述数模转换器被配置接收所述数字信号并且产生与信号强度有关的模拟信号。所述数字信号代表至少N位数据，其中N是正整数。所述N位数据对应于N个触发器，并且所述N个触发器选自所述m个触发器。根据本专利技术的另一个实施例，一种用于为电源变换器提供频率控制的方法包括产生数字信号。所述数字信号包含至少N位数据，其中N是正整数。此外，所述方法包括接收所述数字信号，处理与所述数字信号相关联的信息，以及至少基于与所述数字信号相关联的信息来产生第一控制信号。所述第一控制信号是模拟信号。并且，所述方法包括接收所述第一控制信号，处理与所述第一控制信号相关联的信息，以及至少基于与所述第一控制信号相关联的信息来至少产生与频率有关的第一输出信号。所述N位数据代表伪随机数。根据本专利技术的另一个实施例，一种用于提供伪随机信号的方法包括从移位寄存器接收多个信号，处理与所述多个信号相关联的信息，以及至少基于与所述多个信号相关联的信息来产生第一输入信号。此外，所述方法包括由所述移位寄存器接收所述第一输入信号和第二输入信号，处理与所述第一输入信号和所述第二输入信号相关联的信息，以及至少基于与所述第一输入信号和所述第二输入信号相关联的信息，通过M序列过程来产生数字信号。并且，所述方法包括处理与所述数字信号相关联的信息，以及至少基于与所述数字信号相关联的信息来产生与信号强度有关的模拟信号。所述数字信号代表至少N位数据，其中N是正整数。所述N位数据代表伪随机数。以本专利技术的方式，可以获得超过传统技术的许多优点。例如，本专利技术的一些实施例可以减小开关模式电源变换器的电磁干扰。举例来说，开关模式电源变换器是离线电源变换器。本专利技术的某些实施例为开关模式电源变换器提供了开关频率变化。本专利技术的一些实施例避免了开关模式电源变换器中固定频率和谐波上的强单音信号。本专利技术的某些实施例可以在开关模式电源变换器的频率范围内扩展电磁干扰的功率。例如，开关频率的随机化可以使EMI功率谱在中值开关频率周围和高次谐波的频带内基本均匀。本专利技术的一些实施例根据调频指数Mf来提供频率变化。举例来说，调频指数Mf由开关模式电源变换器的EMI要求来确定。本专利技术的某些实施例将数字电路用于频率变化。数字电路是便携式的，并且可以被方便地移植用于不同的集成电路制造过程。本专利技术的一些实施例利用伪随机信号为时钟信号提供频率变化。举例来说，伪随机信号是M序列信号。本专利技术的某些实施例使用频率变化控制器，频率变化控制器包括m级M序列发生器和N位数模转换器。举例来说，m级M序列发生器包括m级线性移位寄存器。在另一个示例中，数模转换器在电压模式或电流模式下工作。在另一个示例中，数模转换器的输出被用来控制开关模式电源变换器中的振荡器的频率变化。在另一个示例中，由振荡器产生的时钟信号被馈送到线性移位寄存器中。本专利技术的一些实施例使用由电压信号或电流信号控制的振荡器。举例来说，控制信号是由频率变化发生器和/或停滞时间(dead-time)控制器产生的。在另一个示例中，振荡器产生时钟信号和锯齿(ramping)信号。时钟信号和锯齿信号不具有恒定的频率。该频率是随机化的并且随着时间的变化而逐渐移动。在另一个示例中，由伪随机信号来调制振荡器中的充放电电流。经调制的充放电电流确定振荡频率，进而确定开关模式电源变换器中的开关频率。参考下面的详细说明和附图，可以更全面地理解本专利技术的各种其它目的、特征和优点。附图说明图1是根据本专利技术实施例的用于控制频率变化的简化系统；图2是示出了根据本专利技术实施例的频率变化的简化示图；图3是根据本专利技术实施例的频率变化发生器的简化示图；图4是根据本专利技术另一实施例的用于控制频率变化的简化系统；图5是根据本专利技术另一实施例的用于频率控制的简化系统。具体实施例方式本专利技术涉及集成电路。更具体地说，本专利技术提供了一种用于控制频率变化的系统和方法。本专利技术仅仅是以示例的方式被应用于电源变换器。但是应当认识到，本专利技术具有更广阔的应用范围。图1是根据本专利技术实施例的用于控制频率变化的简化系统。该图仅仅是一个示例，它不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化形式、替代物和修改形式。系统100包括伪随机信号发生器110、N位数模转换器120、信号发生器140和脉宽调制(PWM)发生器160。虽然使用了选定的一组部件来示出系统100，但是可以有许多替代物、修改形式和变化形式。例如，一些部件可以被扩展和/或被合并。可以在上面提到的部件中插入其他部件。取决于实施例，部件的安排可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为电源变换器提供频率控制的系统，所述系统包括：　　　　伪随机信号发生器，被配置产生数字信号，所述数字信号包含至少Ｎ位数据，其中Ｎ是正整数；　　　　数模转换器，被配置接收所述数字信号并产生第一控制信号；　　　　输出信号发生器，被配置接收所述第一控制信号并至少产生与频率有关的第一输出信号；　　　　脉宽调制发生器，被配置至少接收所述第一输出信号；　　　　其中所述Ｎ位数据代表伪随机数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶俊，朱臻，赵时峰，方烈义，陈志樑，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]