專利名稱：一種基于擴頻轉換技術的emi改善電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種基于擴頻轉換技術的EMI改善電路，此電路應用于電源管理芯片 中，可以有效改善電路的EMI特性，使之較容易通過EMI規(guī)范。
背景技術：
高頻開關式脈沖寬度調制(P麗)AC/DC和DC/DC電源轉換器因其效率高、體積小， 現(xiàn)已成為大部分系統(tǒng)的首選電源?？墒?，這類轉換器也有一個不足之處它會在開關頻率和 諧振頻率下產(chǎn)生傳導性和輻射性的電磁干擾(EMI)。假如不濾除EMI電流和電壓，那它們便 會損害到轉換器的電源并干擾使用同一個電源的其他設備。輻射性EMI會影響和干擾正在 附近工作的設備。很多時候，EMI的影響導致轉換器違反FCC和CISPR等訂立的規(guī)范。
實用新型內(nèi)容為了克服高頻開關式脈沖寬度調制電源EMI性能的不足，本實用新型提供一種基 于擴頻轉換技術的EMI改善電路。 高頻開關式脈沖寬度調制電源不能通過EMI測試不是因為它們產(chǎn)生出過量的干
擾能量，而是這些能量過于集中在某幾個頻率或超出了狹窄的頻帶。擴頻轉換技術就是據(jù)
此通過把干擾能量主動的分布到較寬闊的頻帶上，來改善EMI的性能，現(xiàn)今這項技術已被
廣泛應用到通信系統(tǒng)和消費設備上。本文將探討一種實用的減弱EMI的解決方案。 本發(fā)明擬采用隨機載頻(RCF)的方法達到擴頻的目的在RCF方案中，采用偽隨機
噪聲產(chǎn)生器來抖動頻率，頻率在fc- A F到fc+ A F之間周期性隨機變化。其中fc是中間頻
率，或是原本的固定開關頻率，一般都是處于lOOKHz 1MHz范圍內(nèi)。將集中在少數(shù)頻率點
或頻帶上的能量再重新分布到較寬闊的頻帶上，這樣便可降低在所有頻率下的電流和電壓
的平均峰值，并同時保持波形的整體能量水平。 技術方案 (1)對應于權利要求1 : —種基于擴頻轉換技術的EMI改善電路，其包括 方波產(chǎn)生電路輸出為方波，并且方波頻率受反饋電壓影響的電路； 1/128分頻器電路輸出輸入都為方波，并且輸出方波周期是輸入方波周期128倍
的電路，連接于方波產(chǎn)生電路的輸出端和12個獨立開關電路的控制端； 12個獨立開關電路12個獨立的控制信號為方波，并且根據(jù)控制信號在高電平和 低電平的時候輸入輸出分別處在短路和開路兩種狀態(tài)的電路，連接于電阻采樣反饋電路的 輸出端，和方波產(chǎn)生電路的輸入端； 基準電流產(chǎn)生電路輸出為基準電流的電路，驅動電阻采樣反饋電路； 電阻采樣反饋電路一基準電流流經(jīng)一串電阻，在各個電阻節(jié)點產(chǎn)生電壓輸出的
電路，分別連接于基準電流產(chǎn)生電路的輸出端和12個獨立開關電路； 其中，1/128分頻器電路分別有4對互補的輸出，分別用于控制12個獨立開關電
路，用于方波產(chǎn)生電路對電阻采樣電路的電壓采樣； 方波產(chǎn)生電路根據(jù)得到的不同采樣電壓完成頻率的調制。[0018] (2)對應于權利要求2 :1/128分頻器電路由7個1/2分頻器串聯(lián)組成，其中 第一 1/2分頻器，其CLK端與方波產(chǎn)生電路輸出相連，其Q端與第二 1/2分頻器的 CLK端相連； 第二 1/2分頻器，其CLK端與第一 1/2分頻器Q端相連 的CLK端相連； 第三1/2分頻器，其CLK端與第二 1/2分頻器Q端相連 的CLK端相連； 第四1/2分頻器，其CLK端與第三1/2分頻器Q端相連 的CLK端相連； 第五1/2分頻器，其CLK端與第四1/2分頻器Q端相連 的CLK端相連； 第六1/2分頻器，其CLK端與第五1/2分頻器Q端相連 的CLK端相連； 第七1/2分頻器，其CLK端與第六1/2分頻器Q端相連，其Q端為頻率調制輸出。 (3)對應于權利要求3 : 12個獨立開關共分為6組，每組開關均為2個獨立開關串聯(lián)連接； 6組開關又通過兩兩并聯(lián)的方式平均分成3組； 第一開關組由第四1/2分頻器和第七1/2分頻器控制； 第二開關組由第五1/2分頻器和第七1/2分頻器控制； 第三開關組由第六1/2分頻器和第七1/2分頻器控制。
(4)對應于權利要求4 :電壓采樣反饋電路還包括 第一電阻，一端連接第一開關組，另一端連接第二開關組； 第二電阻，一端連接第二開關組，另一端連接第三開關組； 第三電阻，一端連接第三開關組，另一端連接方波產(chǎn)生電路。 本發(fā)明的增強型MOS管基準電壓源電路較目前常用的基準電壓源電路有如下特 點有優(yōu)點。 (1)本電路采用偽隨機噪聲產(chǎn)生器原理，電路結構較為簡單，基本使用數(shù)字電路實 現(xiàn)， 并不需要特殊工藝，不需要很大的面積，成本易于控制。 (2)有效的降低了 EMI輻射，可以很容易通過EMI測試。
(3)電路受到工藝偏差的影響較小，有很好的一致性。
圖1是本發(fā)明基于擴頻轉換技術的EMI改善電路的結構框圖 圖2電源中基于固定頻率和擴頻轉換的理想化頻譜
具體實施方式如圖1所示，本發(fā)明首先對0SC模塊輸出的時鐘信號進行分頻，分頻模塊共包括7 個串聯(lián)的1/2分頻器，分別包括DO， Dl， D2， D3， D4， D5， D6。利用分頻器產(chǎn)生的控制信號，對 3組開關(Sll， S12， S13， S14， S21， S22， S23， S24， S31， S32， S33， S34)進行控制，每組開關
，其Q端與第三1/2分頻器 ，其Q端與第三1/2分頻器 ，其Q端與第五1/2分頻器 ，其Q端與第六1/2分頻器 ，其Q端與第七1/2分頻器包括2組串聯(lián)的開關，串聯(lián)的開關實現(xiàn)雙控制，當串聯(lián)的兩個開關都閉合時，電路才導通， 這樣即可實現(xiàn)對分壓電阻(R1，R2，R3)的選擇，然后通過電阻的選擇實現(xiàn)電阻的隨機組合， 從而實現(xiàn)產(chǎn)生隨機的電平，反饋到0SC模塊，實現(xiàn)頻率的抖動。 假設中心頻率為fc，頻率在fc- A F到fc+ A F之間周期性隨機變化，如果分析儀的 分辨帶寬為B，則可以根據(jù)公式1對EMI的抑制率進行計算 A F —般不會超過f c的5 % 10 % ，每一個在這個范圍以內(nèi)的頻率包括f c都具有 相同的或然率，這使到原本的頻率尖峰可以轉換成一個分布于頻率抖動范圍內(nèi)的較平整頻 譜，正如圖2所示。原本集中在fc處的能量現(xiàn)在已在較低的水平下被平均分布，而頻帶范 圍擴大到2AF寬。由于電源轉換器中的開關頻率是一個方波，它包含有諧波，而且理論上 會出現(xiàn)在單倍數(shù)的頻率上，例如是3fc、5fc、7fc等如此類推，因此采用RCF方法的頻率抖動 將會產(chǎn)生抖動諧波，而這些諧波會分別平均分布在3 (fc- A F)到3 (fc+ A F) 、5 (fc_ A F)到 5 (fc+ A F)和7 (fc- A F)到7 (fc+ A F)等如此類推的范圍內(nèi)。然而，當諧波愈大，頻譜便會 變得更平滑和更寬闊，原因是它將散布到更寬闊的2nAF的范圍，其中的n代表諧波數(shù)。結 果，諧波中的峰值能量將會隨著諧波數(shù)的上升而以更快的速度減少。
S = 10 log
(公式1)
權利要求一種基于擴頻轉換技術的EMI改善電路，其特征包括；方波產(chǎn)生電路；1/128分頻器電路，連接于方波產(chǎn)生電路的輸出端和12個獨立開關電路的控制端；12個獨立開關電路，連接于電阻采樣反饋電路的輸出端，和方波產(chǎn)生電路的輸入端；基準電流產(chǎn)生電路，驅動電阻采樣反饋電路；電阻采樣反饋電路，分別連接于基準電流產(chǎn)生電路的輸出端和12個獨立開關電路；其中，1/128分頻器電路分別有4對互補的輸出，分別用于控制12個獨立開關電路，用于方波產(chǎn)生電路對電阻采樣電路的電壓采樣；方波產(chǎn)生電路根據(jù)得到的不同采樣電壓完成頻率的調制。
2. 根據(jù)權利要求l所述的基于擴頻轉換技術的EMI改善電路，其特征是1/128分頻器電路，1/128分頻器電路由7個1/2分頻器串聯(lián)組成。
3. 根據(jù)權利要求1所述的基于擴頻轉換技術的EMI改善電路，其特征是12個獨立開關電路共分為6組，6組開關又通過并聯(lián)的方式平均分成3組。
4. 根據(jù)權利要求1所述的基于擴頻轉換技術的EMI改善電路，其特征是電壓采樣反饋電路還包括第一電阻，第二電阻，第三電阻。
專利摘要一種基于擴頻轉換技術的EMI改善電路，包括方波產(chǎn)生電路；1/128分頻器電路，12個獨立開關電路，基準電流產(chǎn)生電路，電阻采樣反饋電路，其中，1/128分頻器電路分別有4對互補的輸出，分別用于控制12個獨立開關電路，用于方波產(chǎn)生電路對電阻采樣電路的電壓采樣；方波產(chǎn)生電路根據(jù)得到的不同采樣電壓完成頻率的調制。本實用新型主要應用在對EMI要求比較高的芯片設計中，本設計可以有效降低EMI的輻射，使芯片滿足設計要求。
文檔編號H03K5/00GK201528323SQ20092015025
公開日2010年7月14日 申請日期2009年5月3日 優(yōu)先權日2009年5月3日
發(fā)明者張楠 申請人:南京微盟電子有限公司