開關(guān)電源中的頻率抖動

 

在展會上，一工程師介紹了一芯片中集成了這種功能，一時之間到不算太理解這項(xiàng)技術(shù)的意義，然后找了一些資料，然后找到兩個分析電路進(jìn)行大致介紹。

 

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(guān)頻率，其連續(xù)諧波的能量會越來越低。采用頻率抖動技術(shù)(Frequency Jitter)的著眼點(diǎn)在于分散諧波干擾能量，我們使得開關(guān)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(guān)頻率倍數(shù)的頻率)的峰值。發(fā)射量的減少取決于調(diào)制頻率的選擇(抖動 率)、抖動帶寬以及接收器的分辨帶寬。

 

 

注意：當(dāng)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(fù)電流等在交換節(jié)點(diǎn)的振鈴導(dǎo)致的。添加緩沖器、柵極驅(qū)動電阻器或使用軟恢復(fù)二極管是降低這些發(fā)射的常見的解決方法。

 

缺點(diǎn)：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(yuǎn)小于由于電容ESR和電感電流產(chǎn)生的輸出電壓紋波的頻率(開關(guān)頻率)，抖動產(chǎn)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(nèi)實(shí)現(xiàn)形式：

 

 

目前的PWM控制器一般使用外部電阻來設(shè)置工作頻率。通常工作頻率隨電阻值的降低而上升，控制器內(nèi)部的振蕩器編程引腳(RT)被調(diào)節(jié)為恒定電壓。連接到編程引腳的編程電阻設(shè)置從編程引腳輸出的電流源。比例電流還被饋送到內(nèi)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。

 

 

外部電阻來設(shè)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(nèi)部的振蕩器編程引腳(RT)被調(diào)節(jié)為恒定電壓，連接到編程引腳的編程電阻設(shè)置從編程引腳輸出的電流源。比例電流還被饋送到內(nèi)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

 

 

運(yùn)放電路

 

 

兩個電路的工作原理是一樣的，上電后，比較器/運(yùn)放的輸出為高，兩張圖分別通過R2和R4對電容進(jìn)行充電。當(dāng)電壓高于高閾值時，運(yùn)放/比較器翻轉(zhuǎn)，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。

 

 

三角波調(diào)制可控制器RT引腳的電流，實(shí)現(xiàn)PWM振蕩器的抖動。串聯(lián)的電阻器用于設(shè)置調(diào)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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