專利名稱：一種半橋結(jié)構(gòu)下的自然抖頻電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自然抖頻電路，特別涉及一種半橋結(jié)構(gòu)下的自然抖頻電路。
背景技術(shù)：
半橋結(jié)構(gòu)由于工作于開關(guān)模式，并且工作頻率較高，一般都有較高的dv/dt和di/ dt，在做EMC(電磁兼容)測(cè)試時(shí)，會(huì)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，在開關(guān)頻率的某些倍頻點(diǎn)會(huì)超過EMI的限值，而在其他頻率點(diǎn)卻有較大的欲量。傳統(tǒng)解決EMI的方法是增加濾波器、降低變壓器漏感、減小分布電容等。然而，采用傳統(tǒng)方法具有以下缺點(diǎn)1、增加EMI濾波器，設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本增加。在半橋結(jié)構(gòu)中，傳統(tǒng)解決EMI問題的方法是在電網(wǎng)與設(shè)備之間增加特殊設(shè)計(jì)的低通濾波器，此種濾波器設(shè)計(jì)復(fù)雜，體積大，并且針對(duì)共模噪聲、差模噪聲及輻射等不同的傳導(dǎo)途徑，需要分別設(shè)計(jì)，增加了設(shè)計(jì)難度，成本也相應(yīng)升高。2、嚴(yán)控排版，導(dǎo)線和PCB走線極為困難。因?yàn)閷?dǎo)線和PCB走線，在高頻狀態(tài)下，會(huì)同時(shí)呈現(xiàn)阻抗、感抗、容抗的特點(diǎn)，因此在半橋結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)線和PCB的走線，就成為最佳的耦合、傳播途徑，所以對(duì)于走線的長(zhǎng)度、粗細(xì)、排布，電流的大小、器件的布局都需要特別的設(shè)計(jì)，因此，在PCB設(shè)計(jì)的過程中，明顯的增加了難度。3、降低開關(guān)速度，損耗加重，效率偏低，成本升高。降低開關(guān)速度，以減小dv/dt和di/dt。但是降低開關(guān)速度，功率管的大電流、高電壓同時(shí)并存的時(shí)間也跟隨增加，損耗也會(huì)相應(yīng)增加，可靠性大大降低。為了使整機(jī)正常工作，可能需要額外考慮改善散熱條件，最終導(dǎo)致發(fā)熱量增加，壽命、效率降低，同時(shí)成本也大幅度升高。4、強(qiáng)制抖頻，成本增加，損耗增加。強(qiáng)制抖頻是通過在振蕩器的充放電電阻或電容上強(qiáng)制疊加一個(gè)信號(hào)，改變?cè)械臅r(shí)間常數(shù)，從而達(dá)到改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率目的，相當(dāng)于在一個(gè)主頻的基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)另外頻率的信號(hào)。它雖然也能達(dá)到降低開關(guān)時(shí)刻的EMI能量，并使其轉(zhuǎn)移到有裕量的頻段上的效果，但是疊加的額外頻率信號(hào)，需要通過附加電路來實(shí)現(xiàn)，不僅增加了成本，而且又人為的引入一種高頻干擾，同時(shí)由于沒有采集電網(wǎng)信號(hào)，抖頻的幅度、寬度均不能隨電網(wǎng)調(diào)整， 對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)性較差。而自然抖頻方案是通過采樣母線電壓的紋波，當(dāng)母線的電壓抖動(dòng)時(shí)，半橋的輸入頻率將隨之發(fā)生變化，達(dá)到自然抖頻的目的；由于母線電壓是時(shí)刻跟隨電網(wǎng)變化的，因此自然抖頻也是時(shí)刻跟隨電網(wǎng)的變化而改變頻率的，因此對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)性較強(qiáng)；同時(shí)由于不需要引入額外的高頻信號(hào)、不需要增加附加電路，真正做到了在不增加成本的基礎(chǔ)上，降低了開關(guān)時(shí)刻的EMI能量，并使對(duì)應(yīng)的能量轉(zhuǎn)移到有裕量的頻段上去的一種技術(shù)，這樣總的EMI 能量雖然沒有減少，但由于進(jìn)行了重新分布，使得每個(gè)頻點(diǎn)都不會(huì)超過EMI的限值，從而滿足EMC(電磁兼容)的要求。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)以上所提到的技術(shù)問題，本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 提供一種半橋結(jié)構(gòu)下的自然抖頻電路，其特征在于由電磁濾波整流電路、濾波電路、半橋電路、半橋驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)處理電路、頻率抖動(dòng)控制電路、壓控振蕩器等七部分組成；所述的電磁濾波整流電路，是將電源中的雜訊進(jìn)行濾波、整流后轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電壓，傳遞給所述的濾波電路；所述的濾波電路，是將脈動(dòng)的直流電進(jìn)行適當(dāng)濾波后，轉(zhuǎn)換為含2倍電網(wǎng)頻率(約為IOOHz或120Hz)，幅度約為10%紋波的直流脈動(dòng)電壓傳遞給半橋驅(qū)動(dòng)電路；所述的半橋驅(qū)動(dòng)電路，接收所述的壓控振蕩器輸出的矩形波信號(hào)并將其放大，用于驅(qū)動(dòng)半橋電路，該電路內(nèi)還包括一檢流電阻；所述的電流檢測(cè)處理電路，是一反饋電路，通過檢測(cè)半橋驅(qū)動(dòng)電路中檢流電阻的電流變化，并反饋到頻率抖動(dòng)控制電路中，由于母線電壓是脈動(dòng)的，如果頻率不變，電流就也會(huì)是脈動(dòng)的；所述的頻率抖動(dòng)控制電路，是接收所述的電流檢測(cè)處理電路反饋的電流信號(hào)，并輸出電壓控制信號(hào)；所述的壓控振蕩器，接收所述的頻率抖動(dòng)控制電路輸出的電壓控制信號(hào)，產(chǎn)生一高頻矩形波，矩形波的占空比是固定的，頻率是隨頻率抖動(dòng)控制電路輸出的電壓控制信號(hào)變化而變化的，并將矩形波傳輸至半橋驅(qū)動(dòng)電路。本實(shí)用新型的有益效果是采用本實(shí)用新型，由于半橋電路中的電流恒定不變，通過母線電壓的低頻紋波控制電路輸出頻率可變，而實(shí)現(xiàn)自然抖頻的功能，在保證電路正常功能的情況下，通過此自然抖頻的方法，使開關(guān)過程中較高的EMI能量轉(zhuǎn)移到了有裕量的頻段上去，大大的降低了開關(guān)時(shí)刻的EMI，使整體電路更容易達(dá)到EMC的要求。同時(shí)，還降低了整機(jī)成本，提升了效率和可靠性，可使半橋應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬。

圖1是一種半橋結(jié)構(gòu)下的自然抖頻電路模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖。對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。如圖1所示提供一種半橋結(jié)構(gòu)下的自然抖頻電路，其特征在于由電磁濾波整流電路、濾波電路、半橋電路、半橋驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)處理電路、頻率抖動(dòng)控制電路、壓控振蕩器等七部分組成；電磁濾波整流電路(1)將夾雜在電源中的雜訊(如雷擊浪涌、群脈沖等)進(jìn)行過濾處理，同時(shí)阻止電源產(chǎn)生的雜訊反饋至電網(wǎng)，然后進(jìn)行整流，將其轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電壓輸出給濾波電路0)，濾波電路將脈動(dòng)的直流電，轉(zhuǎn)換為含2倍電網(wǎng)頻率(約為IOOHz或 120Hz)，幅度約為10%紋波的直流脈動(dòng)電壓，傳遞給半橋驅(qū)動(dòng)電路；電流檢測(cè)處理電路(5) 通過半橋驅(qū)動(dòng)電路中的檢流電阻，來檢測(cè)半橋電路中的電流變化，經(jīng)過處理后，反饋到頻率抖動(dòng)控制電路(6)中，自然抖動(dòng)控制電路通過調(diào)節(jié)壓控振蕩器的輸出頻率，來維持半橋中的電流恒定；頻率抖動(dòng)控制電路(6)通過接收前級(jí)電路送來的電流信號(hào)，并根據(jù)電流的變化產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的電壓，并將此控制電壓傳遞給壓控振蕩器(7)，此電壓用于控制壓控振蕩器的閾值，使輸出頻率發(fā)生改變來抑制半橋中電流的改變，進(jìn)而達(dá)到恒流的目的；壓控振蕩器 (7)接收所述的頻率抖動(dòng)控制電路輸出的電壓控制信號(hào)，并產(chǎn)生一固定占空比為、頻率變化的高頻矩形波，并將其傳送給半橋驅(qū)動(dòng)電路G)，半橋驅(qū)動(dòng)電路(4)對(duì)前級(jí)的矩形波信號(hào)放大，用于驅(qū)動(dòng)半橋電路(3)；此電路屬于高壓電路，耐壓要求在350V以上(針對(duì)IlOV電網(wǎng)) 或700V以上(針對(duì)220V電網(wǎng))。
權(quán)利要求1.一種半橋結(jié)構(gòu)下的自然抖頻電路，其特征在于由電磁濾波整流電路、濾波電路、半橋電路、半橋驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)處理電路、頻率抖動(dòng)控制電路、壓控振蕩器等七部分組成； 所述的電磁濾波整流電路，是將電源中的雜訊進(jìn)行濾波、整流后轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電壓，傳遞給所述的濾波電路；所述的濾波電路將脈動(dòng)的直流電進(jìn)行適當(dāng)濾波后，轉(zhuǎn)換為含2倍電網(wǎng)頻率，幅度約為10%紋波的直流脈動(dòng)電壓，傳遞給半橋驅(qū)動(dòng)電路；所述的半橋驅(qū)動(dòng)電路，接收所述的壓控振蕩器輸出的矩形波信號(hào)并將其放大，傳輸給半橋電路，還包括一檢流電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半橋結(jié)構(gòu)下的自然抖頻電路，其特征在于，所述的電流檢測(cè)處理電路，是一反饋電路，將所述的半橋驅(qū)動(dòng)電路中的電流變化，反饋到頻率抖動(dòng)控制電路中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半橋結(jié)構(gòu)下的自然抖頻電路，其特征在于，所述的壓控振蕩器產(chǎn)生一高頻矩形波并傳輸至半橋驅(qū)動(dòng)電路。
專利摘要一種半橋結(jié)構(gòu)下的自然抖頻電路，其特征在于由電磁濾波整流電路、濾波電路、半橋電路、半橋驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)處理電路、頻率抖動(dòng)控制電路、壓控振蕩器組成；電源中的雜訊經(jīng)電磁濾波整流電路濾波、整流后變?yōu)槊}動(dòng)直流電壓傳給濾波電路，再轉(zhuǎn)換為較平滑直流電傳給半橋驅(qū)動(dòng)電路；電流檢測(cè)處理電路檢測(cè)電流變化并反饋到頻率抖動(dòng)控制電路中，頻率抖動(dòng)控制電路輸出電壓控制信號(hào)至壓控振蕩器，接收所述的頻率抖動(dòng)控制電路輸出的電壓控制信號(hào)，并產(chǎn)生固定占空比、頻率可變的矩形波傳至半橋驅(qū)動(dòng)電路放大后傳給半橋電路。采用本電路降低了開關(guān)時(shí)刻的EMI，使整體電路更容易達(dá)到EMC的要求；同時(shí)降低了整機(jī)成本，提升了效率和可靠性，可使半橋應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬。
文檔編號(hào)H02M1/44GK202261011SQ201120299290
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者陳 光 申請(qǐng)人:上海登芯微電子科技有限公司