專利名稱：具有低頻調制增益的閉環(huán)負反饋系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電源領域。具體而言，本發(fā)明涉及一種具有低頻調制增益的閉環(huán)負反 饋系統(tǒng)。
背景技術：
要求與電源干線連接的每個電氣設備不為干線帶來或者向干線上發(fā)送高頻噪聲。 電氣設備允許的電氣放射量受到聯(lián)邦通信委員會(FCC)嚴格管制。常規(guī)電源設計已經轉變 為使用較高操作頻率，因為較高操作頻率允許減小電源部件的尺寸并且允許減少成本。在 較高頻率操作的弊端是增加高次諧波或者電磁干擾(EMI)的產生。減少EMI的常規(guī)方法一直以將切換電路的切換頻率減少至如FCC設置的標準EMI 帶寬限制150Khz以下為目標。這一方式的弊端在于，增加電源的磁部件的尺寸。其它減少 EMI的方法已經簡單地添加濾波器部件以減少非所需頻率諧波。這一第二方式具有的弊端 在于增添電源的重量、尺寸和成本。另一減少諧波或者EMI的大尖峰的方式是使用緩沖器 (snubber) 0該緩沖器雖然在減少EMI時有效但是有損于功率轉換器的效率。在又一方式 中，通過使用抖動來減少EMI，該抖動取得離散諧波頻譜并且在連續(xù)頻率范圍內擴展EMI。 常規(guī)系統(tǒng)通過向轉換器的柵極驅動或者控制器中注入噪聲來使用抖動。向轉換器的柵極驅 動中注入噪聲具有的弊端在于使輸出電壓信號失真。另外，向柵極驅動中直接注入噪聲僅 向轉換器切換信號的上升和下降沿施加抖動。通過向柵極驅動電路中直接注入抖動，常規(guī) 功率轉換器抑制反饋環(huán)路和其它特征(包括切換信號的采樣和零電壓切換)的效率。在圖1中示出了現(xiàn)有技術的調節(jié)電源10的示意圖。電源10包括轉換器電路，該 電路包括開關14、控制器或者柵極驅動16和反饋電路18。開關14與包括整流二極管Dl 和輸出電容器C2的輸出電路耦合。電源10包括跨過輸入電壓Vfli入耦合的電容器Cl和電 感器Li。柵極驅動16包括與開關14的柵極耦合的脈沖寬度調制器(PWM)模塊。電源10 包括電壓調節(jié)電路，該電路包括反饋電路18和柵極驅動16。柵極驅動16使用PWM模塊以 根據(jù)由反饋電路18提供的反饋來更改開關14的占空比。柵極驅動16因而調整開關14的 占空比以補償輸出電壓Vfl^的任何改變。電源10通過在柵極驅動16內使用抖動機制注入 抖動來限制開關14中的EMI。這一抖動方式受到上文討論的許多弊端的困擾。因而，希望為調節(jié)電源提供一種在明顯減少EMI放射時有效而無常規(guī)系統(tǒng)的弊端 的抖動方法和裝置。
發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種調節(jié)電源裝置。該調節(jié)電源裝置包括配置用于 在預定頻率生成時鐘信號的時鐘發(fā)生器電路。誤差放大器與時鐘發(fā)生器電路耦合。誤差放 大器包括與時鐘發(fā)生器電路耦合的增益電路。誤差放大器被配置成在增益電路的切換元件 處接收時鐘信號?？刂破麟娐繁慌渲糜糜诮邮辗糯笃麟娐返慕浾{制的誤差信號?？刂破麟?路被配置用于生成用于控制切換電路的占空比的脈沖寬度調制信號。切換電路被配置用于接收經調制的誤差信號。切換電路是半導體開關。使用時鐘信號來調制誤差信號，以根據(jù) 時鐘信號的預定頻率改變增益電路的增益值。輸出電路與切換電路耦合。輸出電路被配置 用于生成經PWM調節(jié)的電壓信號?？刂破麟娐肥褂媒浾{制的誤差信號以明顯減少切換電路 的切換頻率中的諧波分布?？刂破麟娐肥褂媒浾{制的誤差信號以將切換電路的切換頻率中 的諧波分布減少IOdb或者更多。在一個示例性實施例中，時鐘發(fā)生器電路是邏輯電路并且生成范圍為2至9Khz 的頻率。使能電路被配置用于在誤差信號大于或者等于預定電壓值時，使能時鐘發(fā)生器電 路。使能電路包括與放大器電路的輸出節(jié)點耦合的鎖存二極管和耦合于鎖存二極管與時鐘 發(fā)生器電路之間的使能開關。放大器電路的反饋輸入節(jié)點被配置用于接收經調節(jié)的電壓信 號，并且放大器電路的參考輸入節(jié)點被配置用于接收參考電壓信號。增益電路包括耦合于 放大器電路的輸出節(jié)點與反饋輸入節(jié)點之間的可變電阻網絡。可變電阻網絡包括與串聯(lián)的 第二電阻器和切換元件并聯(lián)耦合的第一電阻器?？勺冸娮杈W絡也包括與第一電阻器串聯(lián)耦 合的電容器。增益電路的增益值是可變電阻網絡與耦合到反饋輸入節(jié)點的輸入電阻網絡的 電阻比。放大器電路可以是運算放大器。放大器電路可以是用于切換電路的反饋電路。反 饋電路可以提供負反饋環(huán)路。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于調節(jié)電源裝置的方法。該方法包括向放大 器電路的增益電路中注入時鐘信號。使用時鐘信號來調制放大器電路的誤差信號，以根據(jù) 時鐘信號的預定頻率改變增益電路的增益值。使用經調制的誤差信號來明顯減少切換電路 的切換頻率中的諧波分布。控制器電路使用調制的誤差信號以將切換電路的切換頻率中的 諧波分布減少10. Odb或者更多。使用時鐘發(fā)生器電路在預定頻率生成時鐘信號。時鐘發(fā) 生器電路可以是邏輯電路，并且可以在2至9Khz的頻率范圍中生成時鐘信號。該方法還包 括向用于切換電路的控制器電路施加經調制的誤差信號并且生成用于控制切換電路的占 空比的脈沖寬度調制信號。在與切換電路耦合的輸出電路生成經調節(jié)的電壓信號。向放大 器電路的反饋輸入節(jié)點施加該經調節(jié)的電壓信號，而向放大器電路的參考輸入節(jié)點施加參 考電壓信號。在一個示例實施例中，在誤差信號大于或者等于預定電壓值時，使用使能電路來 使能時鐘發(fā)生器電路。時鐘信號耦合到增益電路的切換元件。增益電路包括耦合于放大器 電路的輸出節(jié)點與反饋輸入節(jié)點之間的可變電阻網絡?？勺冸娮杈W絡包括與串聯(lián)的第二電 阻器和切換元件并聯(lián)耦合的第一電阻器。增益電路的增益值是可變電阻網絡和耦合到反饋 輸入節(jié)點的輸入電阻網絡的電阻比。放大器電路可以是運算放大器并且可以是用于切換電 路的反饋電路。反饋電路可以是負反饋環(huán)路。通過考慮結合附圖的下文描述，將清楚本發(fā)明的其它特征。
在所附權利要求書中闡述本發(fā)明的新穎特征。然而出于說明的目的，在以下附圖 中闡述本發(fā)明的若干實施例。圖1圖示了電源裝置的現(xiàn)有技術示意框圖。圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電源裝置的功能框圖。圖3A圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電源裝置的增益電路的功能框圖。
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圖3B圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電源裝置的增益電路的繪圖。圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電源裝置的示意圖。圖5A圖示了現(xiàn)有技術電源裝置的波形圖。圖5B圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電源裝置的波形圖。圖6A圖示了現(xiàn)有技術電源裝置的另一波形圖。圖6B圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電源裝置的另一波形圖。圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于調節(jié)電源裝置的方法的處理流程圖。
具體實施例方式在下文描述中出于說明的目的而闡述諸多細節(jié)和替代方式。然而本領域普通技術 人員將認識到不使用這些具體細節(jié)也可以實現(xiàn)本發(fā)明。在其它實例中，以框圖形式示出公 知結構和設備以免使本發(fā)明的描述因不必要的細節(jié)而難以理解。本發(fā)明提供一種用于減少EMI放射而不減少切換頻率的技術。本發(fā)明允許切換頻 率更高而不表現(xiàn)出不期望的高次諧波分布，并且通過向反饋環(huán)路中施加低頻調制來進一步 有助于向低于150kHz的標準EMI帶寬以下的頻率范圍傳送高次諧波分布。低頻調制被注 入反饋環(huán)路中，并且影響切換電路的切換脈沖的上升沿和下降沿，由此明顯減少切換電路 的切換頻率中的高次諧波分布。參見圖2，示出了用于根據(jù)本發(fā)明一個實施例的調節(jié)電源裝置10的示例功能框 圖。裝置20主要包括與輸出功率轉換電路或者變頻開關24耦合的電源22，也稱為AC到 DC轉換器。在一些實施例中，變頻開關24是功率轉換器電路(如增壓或者降壓轉換器)的 部分。變頻開關24與輸出或者負載電路26耦合。反饋控制電路28耦合到負載電路26和 變頻開關24。新頻率激發(fā)電流電路29與反饋控制電路28耦合。電源22被耦合成接收交流(AC)電壓Vac以及生成未經調節(jié)的直流電壓，該未經 調節(jié)的直流電壓被耦合為變頻開關24的輸入。在一些實施例中，反饋控制電路28操作變 頻開關24以維持恒定輸出電壓Vf_。變頻開關24感測輸出電壓Vfl^中的功率降低和功率 增加，并且控制補償頻率以校正輸出電壓Vfl^中的功率增加或者功率降低。反饋控制電路 28可以通過操作以減少變頻開關24的頻率來防止輸出電壓Vfl^超過閾值。相反地，反饋 控制電路28可以通過操作以增加變頻開關24的頻率來防止輸出電壓Vfl^降至閾值以下。 可以通過操作新頻率激發(fā)電流電路29以根據(jù)低頻調制信號改變反饋控制電路28的增益來 限制削弱電磁干擾(EMI)。可以將諧波分布減少10. OdB或者更多。參見圖3A，示出了用于根據(jù)本發(fā)明的反饋環(huán)路裝置30的功能框圖。裝置30 —般 包括與增益電路36耦合的放大器電路34。增益電路具有帶寬‘B’。求和電路32與輸入耦 合，從而將輸入信號與增益電路36的輸出求和。求和電路32的輸出是放大器電路34的經 增益調整的輸出信號。在一個示例實施例中，放大器電路34的輸出是用于控制電源切換元 件的輸出頻率的控制信號。圖3B圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的反饋環(huán)路裝置30的曲線繪圖40。繪圖40包 括增益與頻率的曲線關系。繪圖40包括信號42，該信號示出了頻率范圍約為2kHz至5Khz 的正增益。該信號也示出了頻率范圍為5Khz至9Khz的負增益。優(yōu)選地，在增益B為正的 頻率范圍中操作裝置。
參見圖4，示出了用于根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電源裝置400的示例示意圖，該裝 置包括上述調節(jié)電源裝置10的更具體版本。裝置400主要包括與反饋系統(tǒng)402耦合的轉 換器電路420。轉換器電路420包括與輸出節(jié)點Vfl^耦合的輸出電路432。反饋系統(tǒng)402 耦合于轉換器電路420與反饋輸入節(jié)點Vfie之間。電源裝置400被配置成在輸入節(jié)點Vfli 入接收未經調節(jié)的DC電壓信號，并且提供適合于許多低電壓電器(如膝上型計算機、蜂窩電 話和其它手持設備)的經調節(jié)的輸出電壓Vf_。在一個示例實施例中，輸出電壓Vfl^可以 設置在范圍5-40VDC內。取而代之，電源裝置400可以提供小于5VDC的輸出電壓V輸出。轉換器電路420被配置成接收未經調節(jié)的DC電壓信號Vfli入。在一個示例實施例 中，轉換器電路420包括變頻轉換器，從而可以根據(jù)轉換器電路420的輸出功率要求來調整 轉換器電路420的操作帶寬。轉換器電路420包括控制器電路422、切換電路424和輸出電 路432?？刂破麟娐?22包括脈沖寬度調制(PWM)電路。控制器電路422用PWM電路調節(jié) 切換電路424的占空比。輸出電路432包括整流器二極管428和輸出電容器430。在一個 示例實施例中，轉換器電路420包括回掃(flyback)轉換器。取而代之，轉換器電路420可 以包括前向轉換器、推挽轉換器、半橋轉換器和全橋轉換器之一。在更多其它替代中，轉換 器電路420可以包括本領域普通技術人員所知的開關模式電源的其它配置。切換電路424 耦合于控制器電路422與輸出電路432之間。切換電路424的第一端子與電感器426的第一端子耦合。電感器426的第二端子 與輸入節(jié)點Vfli入耦合。切換電路424的第一端子也與整流器二極管428的陽極耦合。整流 器二極管428的陰極與輸出節(jié)點Vfl^耦合。輸出電容器430的第一端子與整流器二極管 428的陰極耦合，而輸出電容器430的第二端子與地耦合。切換電路424的第二端子與地耦 合。切換電路424的第三端子與控制器電路422耦合。輸出電路432包括整流器二極管428和輸出電容器430。取而代之，輸出電路432 可以包括輸出整流器電路，該電路包括半波整流器。在又一實施例中，輸出電路432可以包 括輸出整流器電路，該電路包括全波整流器。切換電路424包括適當切換器件。在一個示例實施例中，切換電路424包括η型 金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)器件。取而代之，本領域技術人員已知的任何其 它半導體開關器件可以取代切換電路424。控制器電路422包括脈沖寬度調制(PWM)電路。 控制器電路422用PWM電路來調節(jié)切換電路424的占空比。反饋系統(tǒng)402包括上述反饋環(huán)路裝置30的更具體版本。反饋系統(tǒng)402包括誤差 放大器404、與誤差放大器404耦合的增益電路414和經由增益電路414與誤差放大器404 耦合的時鐘發(fā)生器電路406。反饋系統(tǒng)402還包括耦合于誤差放大器404與時鐘發(fā)生器電 路406之間的使能電路416。反饋系統(tǒng)402包括與誤差放大器404的第一端子404a耦合的 參考電壓輸入節(jié)點N參考。誤差放大器404的第二端子404b與電阻器Rl的第一端子耦合。 電阻器R2耦合于誤差放大器404的第二端子404b與地之間。電阻器Rl的第二端子耦合 到反饋輸入節(jié)點V& 。誤差放大器404的第三端子404c與控制器電路422的輸入耦合。增益電路414耦合于誤差放大器404的第二端子與第三端子之間。增益電路414 包括電阻器R4的第一端子，該第一端子與誤差放大器404的第二端子404b耦合并且與切 換元件或者晶體管408的第一端子耦合。電阻器R4的第二端子與電容器Cl的第一端子耦 合。電容器Cl的第二端子與誤差放大器404的第三端子404c耦合并且與電阻器R5的第一端子耦合。電阻器R5的第二端子與晶體管408的第二端子耦合。晶體管408的第三端 子與時鐘發(fā)生器電路406耦合。增益電路414包括可變電阻網絡，該網絡包括耦合于放大器電路404的輸出節(jié)點 或者第三端子404c與第二端子404b之間的電阻器R4和R5。電阻器R4和R5的可變網絡 的電阻根據(jù)晶體管408的占空比或者切換頻率而改變。晶體管408的導通改變可變電阻網 絡R4、R5的電阻。增益電路414的增益值包括可變電阻網絡R4和R5相對于包括電阻器Rl 和R2的輸入電阻網絡的電阻比。電阻器R4和R5的可變電阻網絡的變化電阻根據(jù)晶體管 408的切換頻率而改變增益電路414的增益值。晶體管408可以包括任何適當類型的晶體 管。時鐘發(fā)生器電路406包括第一邏輯門407的輸出，該輸出與第二邏輯門409的輸 入耦合并且與電阻器R3的第一端子耦合。第二邏輯門409的輸出與電容器C2的第一端子 耦合并且與增益電路414的晶體管408的第三端子耦合。第一邏輯門407的輸入與電阻器 R3的第二端子耦合。電阻器R3的第二端子也與電容器C2的第二端子耦合。時鐘發(fā)生器電路406被配置成在預定頻率生成時鐘信號CLK。時鐘信號CLK耦合 到增益電路414的晶體管408。在一個示例實施例中，時鐘發(fā)生電路406在范圍為2. 0至 9. OKHz的預定頻率操作。在一個替代實施例中，預定頻率處于小于2. OKHz的范圍。在又一 實施例中，預定頻率處于大于9. OKHz的范圍。時鐘發(fā)生器電路406在節(jié)點415處的誤差信 號大于或者等于預定電壓值(這觸發(fā)使能電路416)時被使能。在一個示例實施例中，預定 電壓值包括3. IVdc。使能電路416包括鎖存或者齊納二極管410的第一端子，該第一端子與誤差放大 器電路404的第三端子耦合。齊納二極管410的第二端子與使能開關412的第三端子耦合。 使能開關412的第一端子與電壓源Vcc耦合。使能開關412的第二端子與第二邏輯門409 耦合。如果平均電壓高于在節(jié)點415的預定電壓值以上，則鎖存二極管410將導通。鎖存 二極管410的導通將使能開關412偏置導通，該開關將時鐘發(fā)生電路406使能以生成時鐘 信號CLK。使能開關412包括適當切換器件。在一個示例實施例中，使能開關412包括η型 金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)器件。取而代之，本領域普通技術人員所知的任 何其它半導體開關器件可以取代使能開關412。反饋系統(tǒng)402包括反饋環(huán)路，該反饋環(huán)路用于為切換電路424提供高切換頻率同 時明顯減少切換電路424的切換頻率中的高次諧波分布。在一個示例實施例中，反饋系統(tǒng) 402包括負反饋環(huán)路。向放大器電路404的反饋輸入節(jié)點Vfie施加在輸出節(jié)點Vfl^生成的 經調節(jié)的電壓信號Vf_，并且向放大器電路404的參考輸入節(jié)點404a施加參考電壓信號V 鄉(xiāng)放大器電路404生成包含抖動的誤差信號、也就是根據(jù)時鐘信號CLK來調制的誤差信 號。通過使用時鐘信號CLK來生成包含抖動的誤差信號，以根據(jù)時鐘信號CLK的預定頻率改 變增益電路的增益值。抖動實質上取得切換電路424的切換頻率中的EMI尖峰，并且減少 EMI尖峰而且在頻率頻譜內展開EMI尖峰。切換電路424被配置用于經由控制器電路422 接收經調制的誤差信號?？刂齐娐?22使用經調制的誤差信號用于明顯減少切換電路424 的切換頻率中的高次諧波分布。在一個示例實施例中，控制器電路422使用經調制的誤差 信號以將切換電路424的切換頻率中的諧波分布減少IOdb或者更多。因此，輸出電路432被配置用于生成經調節(jié)的輸出電壓Vf_，其中明顯減少用于切換電路424的切換頻率中的 高次諧波分布。參見圖5A和圖5B，示出了分別針對常規(guī)電源裝置和根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電 源裝置400的示例波形圖500A、500B。圖5A示出了未根據(jù)本發(fā)明施加抖動的常規(guī)電源裝置 的波形502A、504A。波形502A、504A測量240Vac帶電端子的信號。波形502A、504A示出了 增益(dB)與頻率(Hz)的關系曲線。波形502A、504A均示在150kHz至IOMHz的操作范圍 之間的顯著EMI噪聲506A。圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明施加抖動的電源裝置400的示例波形 502B、504B。波形502B、504B測量240Vac帶電端子的信號。波形502B、504B描繪了電源裝 置400的增益(dB)與頻率(Hz)的關系曲線。波形502B、504B均示出了與常規(guī)電源裝置波 形502A、504A相比在150kHz至IOMHz的操作范圍之間EMI噪聲506B的明顯減少。參見圖6A和圖6B，示出了分別針對常規(guī)電源裝置和根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電 源裝置400的波形圖600A、600B。圖6A示出了未根據(jù)本發(fā)明施加抖動的常規(guī)電源裝置的波 形圖602A、604A。波形602A、604A測量240Vac中性端子的信號。波形602A、604A描繪了增 益(dB)與頻率(Hz)的關系曲線。波形602A、604A均示出了在150kHz至IOMHz的操作范 圍之間的顯著EMI噪聲606A。圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明施加抖動的電源裝置400的示例波 形602B、604B。波形602B、604B測量240Vac中性端子的信號。波形602B、604B描繪了電源 裝置400的增益(dB)與頻率(Hz)的關系曲線。波形602B、604B均示出了與常規(guī)電源裝置 波形602A、604A相比在150kHz至IOMHz的操作范圍之間EMI噪聲606B的顯著減少。參見圖7，示出了用于根據(jù)本發(fā)明一個實施例的調節(jié)電源裝置400的方法的處理 流程圖。該過程開始于步驟710。在輸入節(jié)點Vfli入接收未經調節(jié)的DC電壓信號。在步驟 720使用低頻時鐘發(fā)生電路406在預定頻率生成時鐘信號CLK。在一個示例實施例中，時鐘 發(fā)生電路406在2. 0至9. OKHz范圍內的預定頻率操作。在一個替代實施例中，預定頻率處 于小于2. OKHz的范圍。在又一實施例中，預定頻率處于大于9. OKHz的范圍。時鐘發(fā)生器 電路406在節(jié)點415處的誤差信號大于或者等于預定電壓值時，使用使能電路416來使能。在步驟730，向放大器電路404的增益電路414中注入時鐘信號CLK。向增益電路 406的切換元件或者晶體管408注入時鐘信號CLK或者使時鐘信號CLK與其耦合。在步驟 740,使用時鐘信號CLK來調制放大器電路的誤差信號以根據(jù)時鐘信號CLK的預定頻率改變 增益電路414的增益值。在步驟750，使用調制的誤差信號以明顯減少切換電路424的切換頻率中的諧波 分布或者EMI。時鐘信號CLK起到如圖5B和圖6B中所示在頻率頻譜內擴展或者分散諧波 干擾的作用。向切換電路424的控制器電路422施加經調制的誤差信號。控制器電路422 生成用于控制切換電路424的占空比的脈沖寬度調制信號。在與切換電路424耦合的輸出 電路432生成經調節(jié)的電壓信號Vf_。向放大器電路404的反饋輸入節(jié)點Vfie施加經調節(jié) 的電壓信號Vf_，而向放大器電路404的參考輸入節(jié)點404a施加參考電壓信號N參考。反饋 系統(tǒng)402在將經調節(jié)的電壓信號Vfl^維持于恒定值時響應于經調節(jié)的電壓信號Vfl^的改 變。反饋系統(tǒng)402經由反饋輸入節(jié)點Vfie與經調節(jié)的電壓信號Vfl^耦合，以便對經調制的 誤差信號進行采樣并且向控制器電路422提供經調制的誤差信號。控制器電路422通過根 據(jù)來自放大器電路404的經調制的誤差信號修改切換電路424的占空比來維持并且因此調 節(jié)電壓信號Vf_。方法700結束于步驟760。
盡管已經參照許多具體細節(jié)描述本發(fā)明，但是本領域普通技術人員將認識到可以 用其它具體形式實施本發(fā)明而不脫離本發(fā)明的精神實質。因此，本領域技術人員將理解本 發(fā)明將不受前述示例細節(jié)限制而是將由所附權利要求書來限定。
權利要求
一種包括閉環(huán)負反饋系統(tǒng)的調節(jié)功率控制裝置時鐘發(fā)生器電路，配置用于作為低頻調制器在預定頻率生成時鐘信號；放大器電路，與所述時鐘發(fā)生器電路耦合，其中所述放大器電路包括與所述時鐘發(fā)生器電路耦合的調制增益電路，其中所述放大器電路被配置成在所述調制增益電路的切換元件處接收所述時鐘信號；控制器電路，配置用于接收所述放大器電路的經調制的誤差信號；切換電路，配置用于接收所述經調制的誤差信號，其中使用所述時鐘信號來調制所述誤差信號，以根據(jù)所述時鐘信號的預定頻率改變所述增益電路的增益值；以及輸出電路，與所述切換電路耦合，所述輸出電路被配置用于生成經調節(jié)的電壓信號，其中所述控制器電路使用所述經調制的誤差信號以明顯減少所述切換電路的切換頻率中的諧波分布。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述控制器電路使用所述經調制的誤差信號，以 將所述切換電路的切換頻率中的諧波分布減少IOdb或者更多。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述時鐘發(fā)生器電路包括邏輯電路。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述時鐘發(fā)生器電路包括范圍為2至9Khz的頻率。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，還包括配置用于在所述誤差信號大于或者等于預定電 壓值時使能所述時鐘發(fā)生器電路的使能電路。
6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其中所述使能電路包括與所述放大器電路的輸出節(jié)點 耦合的鎖存二極管以及耦合于所述鎖存二極管與所述時鐘發(fā)生器電路之間的使能開關。
7.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述控制器電路被配置用于生成用于控制所述切 換電路的占空比的脈沖寬度調制信號。
8.根據(jù)權利要求1所述的裝置，還包括所述放大器電路的配置用于接收所述經調節(jié)的 電壓信號的反饋輸入節(jié)點以及所述放大器電路的配置用于接收參考電壓信號的參考輸入 節(jié)點。
9.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述增益電路包括耦合于所述放大器電路的輸出 節(jié)點與反饋輸入節(jié)點之間的可變電阻網絡。
10.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其中所述可變電阻網絡包括與串聯(lián)的第二電阻器和 所述切換元件并聯(lián)耦合的第一電阻器。
11.根據(jù)權利要求10所述的裝置，還包括與所述第一電阻器串聯(lián)耦合的電容器。
12.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其中所述增益電路的增益值包括所述可變電阻網絡 與耦合到所述反饋輸入節(jié)點的輸入電阻網絡的電阻比。
13.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述放大器電路包括運算放大器。
14.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述放大器電路包括用于所述切換電路的反饋 電路。
15.根據(jù)權利要求14所述的裝置，其中所述反饋電路包括負反饋環(huán)路。
16.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述切換電路包括半導體開關。
17.一種用于調節(jié)電源裝置的方法，包括在預定頻率生成時鐘信號；向放大器電路的增益電路中注入所述時鐘信號；使用所述時鐘信號來調制所述放大器電路的誤差信號，以根據(jù)所述時鐘信號的預定頻 率改變所述增益電路的增益值；并且使用經調制的誤差信號以明顯減少切換電路的切換頻率中的諧波分布。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中控制器電路使用所述經調制的誤差信號以將所 述切換電路的切換頻率中的諧波分布減少10. Odb或者更多。
19.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中使用時鐘發(fā)生器電路來生成所述時鐘信號。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中所述時鐘發(fā)生器電路包括邏輯電路。
21.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中所述時鐘發(fā)生器電路包括范圍為2至9Khz的頻率。
22.根據(jù)權利要求19所述的方法，還包括在所述誤差信號大于或者等于預定電壓值 時，使用使能電路來使能所述時鐘發(fā)生器電路。
23.根據(jù)權利要求17所述的方法，還包括向用于所述切換電路的所述控制器電路施加所述經調制的誤差信號；以及 生成用于控制所述切換電路的占空比的脈沖寬度調制信號。
24.根據(jù)權利要求17所述的方法，還包括用于在與所述切換電路耦合的輸出電路生成 經調節(jié)的電壓信號。
25.根據(jù)權利要求24所述的方法，還包括向所述放大器電路的反饋輸入節(jié)點施加所述 經調節(jié)的電壓信號，以及向所述放大器電路的參考輸入節(jié)點施加參考電壓信號。
26.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中所述時鐘信號耦合到所述增益電路的切換元件。
27.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中所述增益電路包括耦合于所述放大器電路的輸 出節(jié)點與反饋輸入節(jié)點之間的可變電阻網絡。
28.根據(jù)權利要求27所述的方法，其中所述可變電阻網絡包括與串聯(lián)的第二電阻器和 所述切換元件并聯(lián)耦合的第一電阻器。
29.根據(jù)權利要求27所述的方法，其中所述增益電路的增益值包括所述可變電阻網絡 與耦合到所述反饋輸入節(jié)點的輸入電阻網絡的電阻比。
30.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中所述放大器電路包括運算放大器。
31.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中所述放大器電路包括用于所述切換電路的反饋 電路。
32.根據(jù)權利要求31所述的方法，其中所述反饋電路包括負反饋環(huán)路。
33.一種用于調節(jié)電源裝置的方法，包括 向放大器電路的增益電路中注入時鐘信號；使用所述時鐘信號來調制所述放大器電路的誤差信號，以根據(jù)所述時鐘信號的預定頻 率改變所述增益電路的增益值；并且使用所述經調制的誤差信號以明顯減少切換電路的切換頻率中的諧波分布。
34.根據(jù)權利要求33所述的方法，其中控制器電路使用所述經調制的誤差信號以將所 述切換電路的切換頻率中的諧波分布減少10. Odb或者更多。
35.根據(jù)權利要求33所述的方法，還包括使用時鐘發(fā)生器電路在所述預定頻率生成所述時鐘信號。
36.根據(jù)權利要求35所述的方法，其中所述時鐘發(fā)生器電路包括邏輯電路。
37.根據(jù)權利要求35所述的方法，其中所述時鐘發(fā)生器電路包括范圍為2至9Khz的頻率。
38.根據(jù)權利要求35所述的方法，還包括在所述誤差信號大于或者等于預定電壓值 時，使用使能電路來使能所述時鐘發(fā)生器電路。
39.根據(jù)權利要求33所述的方法，還包括向用于所述切換電路的所述控制器電路施加所述經調制的誤差信號；并且 生成用于控制所述切換電路的占空比的脈沖寬度調制信號。
40.根據(jù)權利要求33所述的方法，還包括在與所述切換電路耦合的輸出電路處生成經 調節(jié)的電壓信號。
41.根據(jù)權利要求40所述的方法，還包括向所述放大器電路的反饋輸入節(jié)點施加所述 經調節(jié)的電壓信號，以及向所述放大器電路的參考輸入節(jié)點施加參考電壓信號。
42.根據(jù)權利要求33所述的方法，其中所述時鐘信號耦合到所述增益電路的切換元件。
43.根據(jù)權利要求33所述的方法，其中所述增益電路包括耦合于所述放大器電路的輸 出節(jié)點與所述反饋輸入節(jié)點之間的可變電阻網絡。
44.根據(jù)權利要求43所述的方法，其中所述可變電阻網絡包括與串聯(lián)的第二電阻器和 所述切換元件并聯(lián)耦合的第一電阻器。
45.根據(jù)權利要求43所述的方法，其中所述增益電路的增益值包括所述可變電阻網絡 與耦合到所述反饋輸入節(jié)點的輸入電阻網絡的電阻比。
46.根據(jù)權利要求33所述的方法，其中所述放大器電路包括運算放大器。
47.根據(jù)權利要求33所述的方法，其中所述放大器電路包括用于所述切換電路的反饋 電路。
48.根據(jù)權利要求47所述的方法，其中所述反饋電路包括負反饋環(huán)路。
全文摘要
提供一種調節(jié)功率控制裝置和用于調節(jié)電源裝置的方法。時鐘發(fā)生器電路被配置用于在預定頻率生成時鐘信號。放大器電路與時鐘發(fā)生器電路耦合。放大器電路包括與時鐘發(fā)生器電路耦合的增益電路。放大器電路被配置成在增益電路的切換元件處接收時鐘信號?？刂破麟娐繁慌渲糜糜诮邮辗糯笃麟娐返慕浾{制的誤差信號并且配置用于生成用于控制切換電路的占空比的脈沖寬度調制信號。切換電路被配置用于接收經調制的誤差信號。使用時鐘信號來調制誤差信號以根據(jù)預定頻率改變增益電路的增益值。輸出電路與切換電路耦合并且配置用于生成經調節(jié)的電壓信號?？刂破麟娐肥褂媒浾{制的誤差信號以明顯減少切換電路的切換頻率中的諧波分布?？梢詫⑶袚Q電路中的諧波分布減少10.0db或者更多。
文檔編號G05F1/46GK101887282SQ201010180859
公開日2010年11月17日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權日2009年5月15日
發(fā)明者M·特爾弗斯 申請人:弗萊克斯電子有限責任公司