開關電源中的頻率抖動

2017-06-19  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

我們知道在固定頻率PWM控制器中,窄帶發(fā)射通常發(fā)生在開關頻率,其連續(xù)諧波的能量會越來越低。采用頻率抖動技術(Frequency Jitter)的著眼點在于分散諧波干擾能量,我們使得開關電源的工作頻率并非固定不變,而是周期性地變化,由于EMI發(fā)射分布在較廣的頻率范圍而不是在 窄帶頻率下工作,因此可降低EMI發(fā)射的峰值。抖動振蕩器也將降低諧波頻率(即為開關頻率倍數(shù)的頻率)的峰值。發(fā)射量的減少取決于調制頻率的選擇(抖動 率)、抖動帶寬以及接收器的分辨帶寬,如圖 1所示。

圖1

  注意:當然對降低高頻非諧波發(fā)射起到的作用微乎其微。這些發(fā)射是由于寄生LC電路、二極管反向恢復電流等在交換節(jié)點的振鈴導致的。添加緩沖器、柵極驅動電阻器或使用軟恢復二極管是降低這些發(fā)射的常見的解決方法。

  缺點:抖動振蕩器將給輸出電壓添加少量紋波(紋波的頻率等于抖動頻率),通常遠小于由于電容ESR和電感電流產生的輸出電壓紋波的頻率(開關頻率),抖動產生的輸出紋波的幅度與額定輸出紋波的幅度相比相對較低。

  芯片內實現(xiàn)形式,如圖2所示:

圖2

  目前的PWM控制器一般使用外部電阻來設置工作頻率,如圖3所示。通常工作頻率隨電阻值的降低而上升,控制器內部的振蕩器編程引腳(RT)被調節(jié)為恒定電壓。 連接到編程引腳的編程電阻設置從編程引腳輸出的電流源。比例電流還被饋送到內部的定時電容器,而定時電容器上斜坡電壓的周期決定振蕩器頻率。

圖3

  外部電阻來設置工作頻率原理:通常情況下,工作頻率隨電阻值的降低而上升。

  控制器內部的振蕩器編程引腳(RT)被調節(jié)為恒定電壓,連接到編程引腳的編程電阻設置從編程引腳輸出的電流源。比例電流還被饋送到內部的定時電容器,而定時電容器上斜坡電壓的周期決定振蕩器頻率。

  兩個外部電路:

  比較器電路,如圖4所示。

圖4

  運放電路,如圖5所示。

圖5

  兩個電路的工作原理是一樣的,上電后,比較器/運放的輸出為高,兩張圖分別通過R2和R4對電容進行充電。當電壓高于高閾值時,運放/比較器翻轉,輸入閾值切換成低電平,然后電容放電。

  下拉電容上的電壓類似于三角波,如圖6所示。

圖6

  三角波調制可控制器RT引腳的電流,實現(xiàn)PWM振蕩器的抖動。串聯(lián)的電阻器用于設置調制抖動百分比。低頻三角波通過耦合電容器改變在電阻器電壓。

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