CN100472925C - 具有频率调变以降低电源转换器电磁干扰的控制电路 - Google Patents

Abstract

一种具有频率调变的控制电路，用以降低电源转换器的电磁干扰。切换电路耦接至回授电路，用以产生切换信号以调节该电源转换器的输出。第一振荡器用以决定该切换信号的切换频率。第二振荡器耦接至该第一振荡器，以调变该切换信号的切换频率以降低电源转换器的电磁干扰。数控电阻器是用以衰减该回授电路的回授信号。该第二振荡器的输出耦接至该数控电阻器，用以控制数控电阻器的电阻值。因此，当切换频率被调变时，亦能保持输出功率与输出电压为一定值。

Description

具有频率调变以降低电源转换器电磁干扰的控制电路

技术领域

本发明是关于一种电源转换器，且特别是关于一种切换式电源转换器的控制。

背景技术

电源转换器(power converter)是用来将一未调节电源转换成一调节的电压或电流。图1是绘示一传统电源转换器，其中一控制电路10是包括有一频率设定端RT、一回授端FB、一切换输出端SW与一电流感测端VS，其中该控制电路10产生一切换信号VSW，用以控制一晶体管20而切换一变压器30。一电阻器40是用来感测该变压器30的一切换电流IP以进行切换控制。一电阻器45是用来决定该控制电路10的一切换频率。该控制电路10的该回授端FB是连接至一回授电路50的一输出。该回授电路50是耦接至电源转换器的输出以产生一回授信号VFB。依据该回授信号VFB，该切换信号VSW的工作周期(duty cycle)是决定了从电源的输入端传送到电源转换器的输出端的功率。虽然切换技术使得电源转换器的体积得以缩小，切换组件所产生的电磁干扰(electric and magnetic interference，EMI)却影响了电源及其外围设备。因此电源转换器中需要配置电磁干扰的解决方案(例如EMI滤波器、变压器屏护等)，以降低电磁干扰。然而，电磁干扰的解决方案却造成功率的损耗，同时也增加了电源转换器的体积与成本。近期发展中，许多已知技术均针对此使用频率调变(frequencymodulation)或跳频(frequency hopping)等手段来降低电磁干扰。例如已知技术“Reduction of Power Supply EMI Emission by SwitchingFrequency Modulation”(IEEE Transactions on Power Electronics，VOL.9.No.1.January 1994)、“Effects of Switching FrequencyModulation on EMI Performance of a Converter Using Spread SpectrumApproach”(Applied Power Electronics Conference and Exposition，2002，17-Annual，IEEE，Volume 1，10-14，March，2002，Pages：93-99)、美国专利公告第6,229,366号“Offline Converter with IntegratedSoftstart and Frequency Jitter”(May 8，2001)以及美国专利公告第6,249,876号“Frequency Jittering Control for Varying the SwitchingFrequency of a Power Supply”(Jun.19，2001)等等。然而，已知技术的缺点在于“频率调变”会在电源转换器的输出产生非预期的涟波信号(ripple signal)。

由频率调变所产生非预期的涟波信号将说明如下。电源转换器的输出功率PO是电源转换器的输出电压VO与输出电流IO的乘积，其关系式为：

P_o＝Vo×lo＝η×P_IN---------------------------(1)

该变压器30的输入功率PIN与切换电流IP关系如下式所示

$P_{\mathrm{IN}}=\frac{1}{2\×T}\×L_P\×{I_P}^2$

$I_P=\frac{V_{\mathrm{IN}}}{L_P}\×T_{\mathrm{ON}}$

其中η为变压器30的效率(efficiency)，VIN为变压器30的输入电压，LP为变压器30的一次侧电感(primary inductance)，T为切换信号VSW的切换周期(switching period)，TON为切换信号VSW的导通时间(on-time)。

等式(1)可改写为

$P_O=\mathrm{\η}\×\frac{{V_{\mathrm{IN}}}^2\×{T_{\mathrm{ON}}}^2}{2\×L_P\×T}------------------------\left(2\right)$

由于切换周期T是依据频率调变而改变。如等式(2)所示，当切换周期T改变时，输出功率PO将会跟着改变。因此，当输出功率PO改变时，将产生非预期的涟波信号。

已知技术另外的缺点是非预期的频率调变范围。其频率调变范围是与切换频率的设定有关。因此，当依据不同的应用而设定其切换频率时，将使降低电磁干扰的效果不彰。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有频率调变的控制电路，以降低电源转换器(power converter)的电磁干扰(EMI)。

本发明的又一目的是提供一种具有频率调变的控制电路，以避免在电源转换器的输出产生非预期的涟波信号。

基于上述及其它目的，本发明提出一种具有频率调变的控制电路，用以控制电源转换器，其特征在于，该控制电路包括：

切换电路，耦接至回授电路，用以产生切换信号以调节该电源转换器的输出，其中该回授电路耦接至该电源转换器的该输出，以提供控制该切换信号的回授信号；

第一振荡器，耦接至该切换电路，用以产生时脉信号以决定该切换信号的切换频率；

数控电容器，耦接至该第一振荡器，用以调变该时脉信号的频率；

数控电阻器，耦接至该回授电路，用以衰减该回授信号；以及

第二振荡器，用以产生振荡信号，其中该第二振荡器包括有编码电路以依据该振荡信号产生数字信号组；其中该数字信号组用以控制该数控电容器以调变该切换信号的切换频率，以及用以控制该数控电阻器以决定该回授信号的衰减率，

其中该第一振荡器包括：第一充电电流源，用以产生第一充电电流；第一放电电流源，用以产生第一放电电流；第一振荡电容器，与该数控电容器相并联；第一充电开关，连接于该第一充电电流源与该第一振荡电容器之间；第一放电开关，连接于该第一放电电流源与该第一振荡电容器之间；第一比较器，所述第一比较器的第一输入由第一参考电压所供应，所述第一比较器的第二输入连接至该第一振荡电容器；第二比较器，所述第二比较器的第一输入连接至该第一振荡电容器，所述第二比较器的第二输入由第二参考电压所供应，其中该第一参考电压高于该第二参考电压；第一与非门，用以产生该时脉信号以决定该切换信号的切换频率，其中该第一与非门的第一输入耦接至该第一比较器的输出，其中该第一与非门的输出用以启闭该放电开关；以及第二与非门，所述第二与非门的二个输入分别连接至该第一与非门的该输出与该第二比较器的输出，而该第二与非门的输出连接至该第一与非门的第二输入，其中该第二与非门的输出用以启闭该充电开关，

其中该第二振荡器包括：第二充电电流源，用以产生第二充电电流；第二放电电流源，用以产生第二放电电流；第二振荡电容器，用以产生该振荡信号；第二充电开关，连接于该第二充电电流源与该第二振荡电容器之间；第二放电开关，连接于该第二放电电流源与该第二振荡电容器之间；第三比较器，所述第三比较器的第一输入由第三参考电压所提供，所述第三比较器的第二输入连接至该第二振荡电容器；第四比较器，所述第四比较器的第一输入连接至该第二振荡电容器，所述第四比较器的第二输入由第四参考电压所供应，其中该第三参考电压高于该第四参考电压；第三与非门，其中该第三与非门的第一输入耦接至该第三比较器的输出，其中该第三与非门的输出用以启闭该第二放电开关；且该第三与非门的输出还经由反向器用以启闭该第二充电开关；以及第四与非门，所述第四与非门的二个输入分别连接至该第三与非门的该输出与该第四比较器的输出，而该第四与非门的输出连接至该第三与非门的第二输入，

其中该编码电路包括：多个比较器，所述比较器的正输入连接至该振荡信号，而所述比较器的负输入分别由相应的多组参考电压所供应；多个正反器，所述正反器的输入分别耦接至所述比较器的输出，其中所述正反器的时脉输入由该时脉信号所供应；以及编码器，耦接至所述正反器的输出，用以产生该数字信号组。

其中该数控电容器包括：

多组切换电容对，所述切换电容对彼此并联，其中所述切换电容对由多组单独串联的第一开关与电容器所形成，所述第一开关由该数字信号组控制其启闭。

其中该数控电阻器包括：

多组切换电阻对，所述切换电阻对彼此并联，其中所述切换电阻对由多组单独串联的第二开关与电阻器相耦接所形成，所述第二开关由该数字信号组控制其启闭。

本发明提供一种具有频率调变的控制电路，用以控制电源转换器，其特征在于，该控制电路包括：

切换电路，耦接至回授电路，用以产生切换信号以调节该电源转换器的输出，其中该回授电路耦接至该电源转换器的该输出，以提供控制该切换信号的回授信号；

第一振荡器，耦接至该切换电路，用以产生时脉信号以决定该切换信号的切换频率；

数控电容器，耦接至该第一振荡器，用以调变该切换信号的切换频率；

第二振荡器，用以产生振荡信号，其中该第二振荡器包括有模拟数字转换器，用以依照该振荡信号产生数字信号组；以及

数控电阻器，耦接至该回授电路，用以衰减该回授信号；其中该数字信号组控制该数控电容器的电容值与该数控电阻器的电阻值，

其中该第一振荡器包括：第一充电电流源，用以产生第一充电电流；第一放电电流源，用以产生第一放电电流；第一振荡电容器，与该数控电容器相并联；第一充电开关，连接于该第一充电电流源与该第一振荡电容器之间；第一放电开关，连接于该第一放电电流源与该第一振荡电容器之间；第一比较器，所述第一比较器的第一输入由第一参考电压所供应，所述第一比较器的第二输入连接至该第一振荡电容器；第二比较器，所述第二比较器的第一输入连接至该第一振荡电容器，所述第二比较器的第二输入由第二参考电压所供应，其中该第一参考电压高于该第二参考电压；第一与非门，用以产生该时脉信号以决定该切换信号的切换频率，其中该第一与非门的第一输入耦接至该第一比较器的一输出，其中该第一与非门的输出用以启闭该第一放电开关；以及第二与非门，所述第二与非门的二个输入分别连接至该第一与非门的该输出与该第二比较器的输出，而该第二与非门的输出连接至该第一与非门的第二输入，其中该第二与非门的输出用以启闭该充电开关，

其中该第二振荡器包括：第二充电电流源，用以产生第二充电电流；第二放电电流源，用以产生第二放电电流；第二振荡电容器，用以产生该振荡信号；第二充电开关，连接于该第二充电电流源与该第二振荡电容器之间；第二放电开关，连接于该第二放电电流源与该第二振荡电容器之间；第三比较器，所述第三比较器的第一输入由第三参考电压所供应，所述第三比较器的第二输入连接至该第二振荡电容器；第四比较器，所述第四比较器的第一输入连接至该第二振荡电容器，所述第四比较器的第二输入由第四参考电压所供应，其中该第三参考电压高于该第四参考电压；第三与非门，其中该第三与非门的第一输入耦接至该第三比较器的输出，其中该第三与非门的输出用以启闭该第二放电开关；且该第三与非门的输出还经由反向器用以启闭该第二充电开关；以及第四与非门，所述第四与非门的二个输入分别连接至该第三与非门的该输出与该第四比较器的输出，而该第四与非门的输出连接至该第三与非门的第二输入，

其中该模拟数字转换器包括：多个比较器，所述比较器的正输入连接至该振荡信号，而所述比较器的负输入分别由相应的多组参考电压所供应；多个正反器，所述正反器的输入分别耦接至所述比较器的输出，其中所述正反器的时脉输入由该时脉信号所供应；以及编码器，耦接至所述正反器的输出，用以产生该数字信号组。

其中该数控电容器包括：

多组切换电容对，所述切换电容对彼此并联，其中所述切换电容对由多组单独串联的第一开关与电容器所形成，并采用该数字信号组而启闭所述第一开关。

其中该数控电阻器包括：

多组切换电阻对，所述切换电阻对彼此并联，其中所述切换电阻对由多组单独串联的第二开关与电阻器所形成，并由该数字信号组而启闭所述第二开关。

本发明提供一种具有频率调变的控制电路，用以控制电源转换器，其特征在于，该控制器包括：

切换电路，耦接至回授电路，用以产生切换信号以调节该电源转换器的输出，其中该回授电路耦接至该电源转换器的该输出，以提供控制该切换信号的回授信号；

第一振荡器，耦接至该切换电路，用以产生时脉信号以决定该切换信号的切换频率；

数控电容器，耦接至该第一振荡器，用以调变该切换信号的切换频率；以及

第二振荡器，用以产生振荡信号，其中该第二振荡器包括编码电路，用以依据该振荡信号产生数字信号组；其中该数字信号组用以控制该数控电容器的电容值，

其中该第一振荡器包括：第一充电电流源，用以产生第一充电电流；第一放电电流源，用以产生第一放电电流；第一振荡电容器，与该数控电容器相并联；第一充电开关，连接于该第一充电电流源与该第一振荡电容器之间；第一放电开关，连接于该第一放电电流源与该第一振荡电容器之间；第一比较器，所述第一比较器的第一输入由第一参考电压所供应，所述第一比较器的第二输入连接至该第一振荡电容器；第二比较器，所述第二比较器的第一输入连接至该第一振荡电容器，所述第二比较器的第二输入由第二参考电压所供应，其中该第一参考电压高于该第二参考电压；第一与非门，用以产生该时脉信号以决定该切换信号的切换频率，其中该第一与非门的第一输入耦接至该第一比较器的一输出，其中该第一与非门的输出用以启闭该第一放电开关；以及第二与非门，所述第二与非门的二个输入分别连接至该第一与非门的该输出与该第二比较器的输出，而该第二与非门的输出连接至该第一与非门的第二输入，其中该第二与非门的输出用以启闭该充电开关，

其中该第二振荡器包括：第二充电电流源，用以产生第二充电电流；第二放电电流源，用以产生第二放电电流；第二振荡电容器，所述第二振荡电容器产生该振荡信号；第二充电开关，连接于该第二充电电流源与该第二振荡电容器之间；第二放电开关，连接于该第二放电电流源与该第二振荡电容器之间；第三比较器，所述第三比较器的第一输入由第三参考电压所供应，所述第三比较器的第二输入连接至该第二振荡电容器；第四比较器，所述第四比较器的第一输入连接至该第二振荡电容器，所述第四比较器的第二输入由第四参考电压所供应，其中该第三参考电压高于该第四参考电压；第三与非门，其中该第三与非门的第一输入耦接至该第三比较器的输出，其中该第三与非门的输出用以启闭该第二放电开关；且该第三与非门的输出还经由反向器用以启闭该第二充电开关；以及第四与非门，所述第四与非门的二个输入分别连接至该第三与非门的该输出与该第四比较器的输出，而该第四与非门的输出连接至该第三与非门的第二输入，

其中该编码电路包括：多个比较器，所述比较器的正输入连接至该振荡信号，而所述比较器的负输入则分别由相应的多组参考电压所供应；多个正反器，所述正反器的输入分别耦接至所述比较器的输出，其中所述正反器的时脉输入由该时脉信号所供应；以及编码器，耦接至所述正反器的输出，用以产生该数字信号组。

其中该数控电容器包括：

多组切换电容对，所述切换电容对彼此并联，其中所述切换电容对由单独串联的第一开关与电容器所形成，并采用该数字信号组而启闭所述第一开关。

本发明提供一种具有频率调变的控制器，用以控制电源转换器，其特征在于，该控制器包括：

切换电路，耦接至回授电路，用以产生切换信号以调节该电源转换器的输出，其中该回授电路是耦接至该电源转换器的该输出，以提供控制该切换信号的回授信号；

第一振荡器，耦接至该切换电路，用以产生时脉信号以决定该切换信号的切换频率；

第二振荡器，耦接至该第一振荡器，用以调变该切换信号的切换频率；以及

数控电阻器，耦接至该回授电路，用以衰减该回授信号；其中该第二振荡器耦接至该数控电阻器，以控制该数控电阻器的电阻值，

其中该第一振荡器包括：第一充电电流源，用以产生第一充电电流；第一放电电流源，用以产生第一放电电流；第一振荡电容器，与该数控电容器相并联；第一充电开关，连接于该第一充电电流源与该第一振荡电容器之间；第一放电开关，连接于该第一放电电流源与该第一振荡电容器之间；第一比较器，所述第一比较器的第一输入由第一参考电压所供应，所述第一比较器的第二输入连接至该第一振荡电容器；第二比较器，所述第二比较器的第一输入连接至该第一振荡电容器，所述第二比较器的第二输入由第二参考电压所供应，其中该第一参考电压高于该第二参考电压；第一与非门，用以产生该时脉信号以决定该切换信号的切换频率，其中该第一与非门的第一输入耦接至该第一比较器的一输出，其中该第一与非门的输出用以启闭该第一放电开关；以及第二与非门，所述第二与非门的二个输入分别连接至该第一与非门的该输出与该第二比较器的输出，而该第二与非门的输出连接至该第一与非门的第二输入，其中该第二与非门的输出用以启闭该充电开关，

其中该第二振荡器包括：第二充电电流源，用以产生第二充电电流；第二放电电流源，用以产生第二放电电流；第二振荡电容器，用以产生该振荡信号；第二充电开关，连接于该第二充电电流源与该第二振荡电容器之间；第二放电开关，连接于该第二放电电流源与该第二振荡电容器之间；第三比较器，所述第三比较器的第一输入由第三参考电压所供应，所述第三比较器的第二输入连接至该第二振荡电容器；第四比较器，所述第四比较器的第一输入连接至该第二振荡电容器，所述第四比较器的第二输入由第四参考电压所供应，其中该第三参考电压高于该第四参考电压；第三与非门，其中该第三与非门的第一输入耦接至该第三比较器的输出，其中该第三与非门的输出用以启闭该第二放电开关；且该第三与非门的输出还经由反向器用以启闭该第二充电开关；以及第四与非门，所述第四与非门的二个输入分别连接至该第三与非门的该输出与该第四比较器的输出，而该第四与非门的输出连接至该第三与非门的第二输入。

本发明提供一种具有频率调变的控制电路，用以控制电源转换器，其特征在于，该控制电路包括：

切换电路，耦接至回授电路，用以产生切换信号以调节该电源转换器的输出，其中该回授电路是耦接至该电源转换器的该输出，以提供控制该切换信号的回授信号；

第一振荡器，耦接至该切换电路，用以产生时脉信号以决定该切换信号的切换频率；以及

第二振荡器，用以产生振荡信号，其中该第二振荡器包括编码电路，用以依据该振荡信号产生数字信号组；其中该数字信号组是耦接至该第一振荡器，用以调变该切换信号的切换频率，

其中该第一振荡器包括：第一充电电流源，用以产生第一充电电流；第一放电电流源，用以产生第一放电电流；第一振荡电容器，与该数控电容器相并联；第一充电开关，连接于该第一充电电流源与该第一振荡电容器之间；第一放电开关，连接于该第一放电电流源与该第一振荡电容器之间；第一比较器，所述第一比较器的第一输入由第一参考电压所供应，所述第一比较器的第二输入连接至该第一振荡电容器；第二比较器，所述第二比较器的第一输入连接至该第一振荡电容器，所述第二比较器的第二输入由第二参考电压所供应，其中该第一参考电压高于该第二参考电压；第一与非门，用以产生该时脉信号以决定该切换信号的切换频率，其中该第一与非门的第一输入耦接至该第一比较器的一输出，其中该第一与非门的输出用以启闭该第一放电开关；以及第二与非门，所述第二与非门的二个输入分别连接至该第一与非门的该输出与该第二比较器的输出，而该第二与非门的输出连接至该第一与非门的第二输入，其中该第二与非门的输出用以启闭该充电开关，

其中该第二振荡器包括：第二充电电流源，用以产生第二充电电流；第二放电电流源，用以产生第二放电电流；第二振荡电容器，所述第二振荡电容器产生该振荡信号；第二充电开关，连接于该第二充电电流源与该第二振荡电容器之间；第二放电开关，连接于该第二放电电流源与该第二振荡电容器之间；第三比较器，所述第三比较器的第一输入由第三参考电压所供应，所述第三比较器的第二输入连接至该第二振荡电容器；第四比较器，所述第四比较器的第一输入连接至该第二振荡电容器，所述第四比较器的第二输入由第四参考电压所供应，其中该第三参考电压高于该第四参考电压；第三与非门，其中该第三与非门的第一输入耦接至该第三比较器的输出，其中该第三与非门的输出用以启闭该第二放电开关；且该第三与非门的输出还经由反向器用以启闭该第二充电开关；以及第四与非门，所述第四与非门的二个输入分别连接至该第三与非门的该输出与该第四比较器的输出，而该第四与非门的输出连接至该第三与非门的第二输入，

其中该编码电路包括：多个比较器，所述比较器的正输入连接至该振荡信号，而所述比较器的负输入则分别由相应的多组参考电压所供应；多个正反器，所述正反器的输入分别耦接至所述比较器的输出，其中所述正反器的时脉输入由该时脉信号所供应；以及编码器，耦接至所述正反器的输出，用以产生该数字信号组。

本发明因调变了该切换信号的切换频率，因此展开了切换能量的频谱，因而降低了电源转换器的电磁干扰。另外，由于该数字信号组控制了该回授信号的衰减率(其控制着该切换信号的一导通时间)，因此可以由该切换频率调变而补偿其变化，并且保持输出功率与输出电压为定值，以避免在电源转换器的输出产生非预期的涟波信号。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下，其中：

图1是绘示说明一已知电源转换器。

图2是绘示本发明的一控制电路的电路图。

图3是绘示本发明的一振荡电路的方块图。

图4是绘示本发明的一第二振荡器的电路图。

图5是绘示本发明的一编码电路的电路图。

图6是绘示本发明的该第二振荡器的一振荡信号波形图。

图7是绘示本发明的一第一振荡器的电路图。

图8是绘示本发明的该第一振荡器的一锯齿信号与一时脉信号波形图。

图9是绘示本发明用以决定切换频率的两个电流源的电路图。

具体实施方式

图1是绘示一种传统电源转换器。一控制电路10是耦接至一回授电路50，以产生一切换信号V_SW而调节电源转换器的输出，该回授电路50是耦接至电源转换器的输出，以产生一回授信号V_FB。其中该切换信号V_SW是依照该回授信号V_FB而变化。一变压器30的一切换电流I_P是经由一感测电阻器40而被转换为一切换电流信号V_S。该切换电流信号V_S提供给该控制电路10，据以产生该切换信号V_SW。

图2是绘示本发明的控制电路10的电路图。于控制电路10中，一切换电路包括比较器71、72、正反器75、反相器70、与门73、79、二极管80以及电阻器90、91、92、93。电阻器90是用以拉升一回授端FB。该回授端FB将该回授信号V_FB经由二极管80连接至电阻器91。二极管80令该回授信号V_FB的准位移位。电阻器91、92、93是衰减该回授信号V_FB，以降低回路增益(loop gain)用以稳定电源转换器的回授回路(feedbackloop)。该电阻器92连接于该电阻器91与该电阻器93之间，而该电阻器93接地。电阻器91与92的连接在该比较器71正输入产生一衰减回授电压F_FB’。该切换电流信号V_S是供应至该比较器71的负输入。经由该与门73，该比较器71的输出是耦接至该正反器75的一重置端。该切换电流信号V_S更供应至该比较器72的一负输入。该比较器72的一正输入是由一参考电压V_T所供应。经由该与门73，该比较器72的一输出亦被用于重置该正反器75。一时脉信号PLS经由该反相器70而触发该正反器75。该反相器70的一输出更连接至该与门79的一输入。该与门79的另一输入则连接至该正反器75的一输出。该与门79的一输出产生该切换信号V_SW。因此，该切换信号V_SW依据该时脉信号PLS而切换。一旦该切换电流信号V_S高于该衰减回授电压V_FB’与/或该参考电压V_T，切换信号V_SW将立即被关闭(turned off)。

一荡电路100产生该时脉信号PLS与数字信号组N_n～N₀。一电阻器45通过一连接端RT连接该振荡电路100，用以决定该时脉信号PLS的振荡频率。一数控电阻器101是与该电阻器93并联，用以设定该回授信号V_FB的衰减率。该数控电阻器101包括多组相互并联的切换电阻对，其中各切换电阻对是由电阻器99～94与开关89～84分别所形成。其中开关84与电阻器94串联。开关89与电阻器99串联。数字信号组N_n～N₀经由反相器109～104而控制着开关89～84，以改变该数控电阻器101的电阻值。

参考图3，该振荡电路100包含一第一振荡器300与第二振荡器200。该第一振荡器300产生该时脉信号PLS，而该第二振荡器则产生数字信号组N_n～N₀。该连接端RT是连接至该第一振荡器300。图4是绘示本发明的该第二振荡器200的电路图。该第二振荡器200包括一电流源225，用以产生一充电电流，一电流源226则产生一放电电流。一开关227是连接于该电流源225与一电容器210之间。一开关228是连接于该电流源226与该电容器210之间。因此在该电容器210上产生一振荡信号WAV。一第一上参考电压VHS提供至一比较器230的一第一输入。该比较器230的一第二输入连接至该电容器210。一第一下参考电压VLS提供至一比较器235的一第二输入。该比较器235的一第一输入是连接至该电容器210。该第一上参考电压V_HS是高于该第一下参考电压V_LS。该比较器230的一输出是连接至一与非门240的一第一输入，而该与非门240的一输出是用以启闭(turn on/off)该开关228，该与非门240的该输出更通过一反相器220用以启闭该开关227。一与非门245的二输入分别连接至该与非门240的该输出与该比较器235的一输出。与非门245的一输出是连接至该与非门240的一第二输入。一编码电路250是依据该振荡信号WAV以产生该数字信号组N_n～N₀。

图5是绘示本发明的该编码电路250的电路图。在此该编码电路250的操作可视为一模拟数字转换器。该编码电路250包含比较器251～255，比较器251～255的数量可依照需要而任意决定。比较器251～255的正输入是由振荡信号WAV所供应。参考电压V_R1～V_R5分别供应给比较器251～255的负输入。正反器261～265的输入分别耦接至比较器251～255的输出。正反器261～265的时脉输入是由该时脉信号PLS所供应。因此比较器251～255的输出状态即依据该时脉信号PLS而分别被锁存于正反器261～265中。一编码器270是耦接至正反器261～265的输出，用以产生数字信号组N_n～N₀。

图6是绘示本发明的该振荡信号WAV的波形图。数字信号组N_n～N₀是依据该振荡信号WAV而产生。图中T_H表示该振荡信号WAV的周期。

图7是绘示本发明该第一振荡器300的电路图。第一振荡器300包括一电流源325，用以产生一充电电流I₃₂₅。一电流源326则用来产生一放电电流I₃₂₆。一电容器320是与一数控电容器500并联。该数控电容器500是由多组切换电容对并联组成。各切换电容对是由电容器311～319与开关351～359分别串联而形成，其中开关351～359分别依据数字信号组Nn～NO而启闭。因此，为了调变切换频率，数控电容器500的电容值可由数字信号组N_n～N₀而设定。

一开关327是连接于该电流源325与该电容器320之间。一开关328是连接于该电流源326与该电容器320之间。一第二上参考电压V_HM供应至一比较器330的一第一输入。该比较器330的一第二输入是连接至该电容器320。一第二下参考电压V_LM供应至一比较器335的一第二输入。该比较器335的一第一输入是连接至该电容器320。该第二上参考电压V_HM高于该第二下参考电压V_LM。一与非门340用以产生该时脉信号PLS，以决定该切换信号V_SW的切换频率。该比较器330的一输出戏耦接至该与非门340的一第一输入。该与非门340的该输出是用以启闭该开关328。一与非门345的二输入分别连接至该与非门340的该输出与该比较器335的一输出。该与非门345的该输出是连接至该与非门340的一第二输入。该与非门345的该输出是用以启闭该开关327。因此在电容器320上产生一锯齿信号SAW。

图8是绘示本发明的该锯齿信号SAW与该时脉信号PLS的范例波形图。图中T_SW表示该锯齿信号SAW的周期。该锯齿信号SAW与该时脉信号PLS的频率是由该充电电流I325、该放电电流I₃₂₆、该电容器320与数控电容器500所决定。在此，该充电电流I₃₂₅与该放电电流I₃₂₆是由图9所示的电路所产生。

图9是依据本发明实施例说明该电流源325与电流源326的电路图。该电流源325与该电流源326包括有：放大器360、晶体管361、电阻器45以及电流镜。此电流镜是由晶体管362～366所组成。在图9的实施例中，电阻器45是用以决定切换频率。放大器360是依据连接于频率设定端RT上的电阻器45产生晶体管361的一电流I₃₆₁。依据该电流镜的预设比例，该电流I₃₆₁将分别由一晶体管364与一晶体管366镜射出该充电电流I₃₂₅与该放电电流I₃₂₆。

数字信号组N_n～N₀是依据该二振荡器200的振荡信号WAV以改变，数字信号组Nn～NO的改变是与该第一振荡器300所设定的切换频率无关。当由数字信号组N_n～N₀设定该数控电容器500时，即对应地调变了该切换信号V_SW的切换频率。切换能量的频谱即被展开，降低了电源转换器的电磁干扰。请参照等式(2)，由于切换周期T的调变而改变了电源转换器的输出功率。数字信号组N_n～N₀更控制了该回授信号V_FB的衰减率，进而控制该切换信号V_SW的导通时间T_ON。因此，由切换频率调变而补偿其变化，以保持输出功率与输出电压为一定值。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。

Claims (10)

1.一种具有频率调变的控制电路，用以控制电源转换器，其特征在于，该控制电路包括：

切换电路，耦接至回授电路，用以产生切换信号以调节该电源转换器的输出，其中该回授电路耦接至该电源转换器的该输出，以提供控制该切换信号的回授信号；

第一振荡器，耦接至该切换电路，用以产生时脉信号以决定该切换信号的切换频率；

数控电容器，耦接至该第一振荡器，用以调变该时脉信号的频率；

数控电阻器，耦接至该回授电路，用以衰减该回授信号；以及

第二振荡器，用以产生振荡信号，其中该第二振荡器包括有编码电路以依据该振荡信号产生数字信号组；其中该数字信号组用以控制该数控电容器以调变该切换信号的切换频率，以及用以控制该数控电阻器以决定该回授信号的衰减率，

其中该第一振荡器包括：第一充电电流源，用以产生第一充电电流；第一放电电流源，用以产生第一放电电流；第一振荡电容器，与该数控电容器相并联；第一充电开关，连接于该第一充电电流源与该第一振荡电容器之间；第一放电开关，连接于该第一放电电流源与该第一振荡电容器之间；第一比较器，所述第一比较器的第一输入由第一参考电压所供应，所述第一比较器的第二输入连接至该第一振荡电容器；第二比较器，所述第二比较器的第一输入连接至该第一振荡电容器，所述第二比较器的第二输入由第二参考电压所供应，其中该第一参考电压高于该第二参考电压；第一与非门，用以产生该时脉信号以决定该切换信号的切换频率，其中该第一与非门的第一输入耦接至该第一比较器的输出，其中该第一与非门的输出用以启闭该放电开关；以及第二与非门，所述第二与非门的二个输入分别连接至该第一与非门的该输出与该第二比较器的输出，而该第二与非门的输出连接至该第一与非门的第二输入，其中该第二与非门的输出用以启闭该充电开关，

其中该第二振荡器包括：第二充电电流源，用以产生第二充电电流；第二放电电流源，用以产生第二放电电流；第二振荡电容器，用以产生该振荡信号；第二充电开关，连接于该第二充电电流源与该第二振荡电容器之间；第二放电开关，连接于该第二放电电流源与该第二振荡电容器之间；第三比较器，所述第三比较器的第一输入由第三参考电压所提供，所述第三比较器的第二输入连接至该第二振荡电容器；第四比较器，所述第四比较器的第一输入连接至该第二振荡电容器，所述第四比较器的第二输入由第四参考电压所供应，其中该第三参考电压高于该第四参考电压；第三与非门，其中该第三与非门的第一输入耦接至该第三比较器的输出，其中该第三与非门的输出用以启闭该第二放电开关；且该第三与非门的输出还经由反向器用以启闭该第二充电开关；以及第四与非门，所述第四与非门的二个输入分别连接至该第三与非门的该输出与该第四比较器的输出，而该第四与非门的输出连接至该第三与非门的第二输入，

其中该编码电路包括：多个比较器，所述比较器的正输入连接至该振荡信号，而所述比较器的负输入分别由相应的多组参考电压所供应；多个正反器，所述正反器的输入分别耦接至所述比较器的输出，其中所述正反器的时脉输入由该时脉信号所供应；以及编码器，耦接至所述正反器的输出，用以产生该数字信号组。

2.如权利要求1所述的具有频率调变的控制电路，其特征在于，其中该数控电容器包括：

多组切换电容对，所述切换电容对彼此并联，其中所述切换电容对由多组单独串联的第一开关与电容器所形成，所述第一开关由该数字信号组控制其启闭。

3.如权利要求1所述的具有频率调变的控制电路，其特征在于，其中该数控电阻器包括：

多组切换电阻对，所述切换电阻对彼此并联，其中所述切换电阻对由多组单独串联的第二开关与电阻器相耦接所形成，所述第二开关由该数字信号组控制其启闭。

4.一种具有频率调变的控制电路，用以控制电源转换器，其特征在于，该控制电路包括：

切换电路，耦接至回授电路，用以产生切换信号以调节该电源转换器的输出，其中该回授电路耦接至该电源转换器的该输出，以提供控制该切换信号的回授信号；

第一振荡器，耦接至该切换电路，用以产生时脉信号以决定该切换信号的切换频率；

数控电容器，耦接至该第一振荡器，用以调变该切换信号的切换频率；

第二振荡器，用以产生振荡信号，其中该第二振荡器包括有模拟数字转换器，用以依照该振荡信号产生数字信号组；以及

数控电阻器，耦接至该回授电路，用以衰减该回授信号；其中该数字信号组控制该数控电容器的电容值与该数控电阻器的电阻值，

其中该第一振荡器包括：第一充电电流源，用以产生第一充电电流；第一放电电流源，用以产生第一放电电流；第一振荡电容器，与该数控电容器相并联；第一充电开关，连接于该第一充电电流源与该第一振荡电容器之间；第一放电开关，连接于该第一放电电流源与该第一振荡电容器之间；第一比较器，所述第一比较器的第一输入由第一参考电压所供应，所述第一比较器的第二输入连接至该第一振荡电容器；第二比较器，所述第二比较器的第一输入连接至该第一振荡电容器，所述第二比较器的第二输入由第二参考电压所供应，其中该第一参考电压高于该第二参考电压；第一与非门，用以产生该时脉信号以决定该切换信号的切换频率，其中该第一与非门的第一输入耦接至该第一比较器的一输出，其中该第一与非门的输出用以启闭该第一放电开关；以及第二与非门，所述第二与非门的二个输入分别连接至该第一与非门的该输出与该第二比较器的输出，而该第二与非门的输出连接至该第一与非门的第二输入，其中该第二与非门的输出用以启闭该充电开关，

其中该第二振荡器包括：第二充电电流源，用以产生第二充电电流；第二放电电流源，用以产生第二放电电流；第二振荡电容器，用以产生该振荡信号；第二充电开关，连接于该第二充电电流源与该第二振荡电容器之间；第二放电开关，连接于该第二放电电流源与该第二振荡电容器之间；第三比较器，所述第三比较器的第一输入由第三参考电压所供应，所述第三比较器的第二输入连接至该第二振荡电容器；第四比较器，所述第四比较器的第一输入连接至该第二振荡电容器，所述第四比较器的第二输入由第四参考电压所供应，其中该第三参考电压高于该第四参考电压；第三与非门，其中该第三与非门的第一输入耦接至该第三比较器的输出，其中该第三与非门的输出用以启闭该第二放电开关；且该第三与非门的输出还经由反向器用以启闭该第二充电开关；以及第四与非门，所述第四与非门的二个输入分别连接至该第三与非门的该输出与该第四比较器的输出，而该第四与非门的输出连接至该第三与非门的第二输入，

其中该模拟数字转换器包括：多个比较器，所述比较器的正输入连接至该振荡信号，而所述比较器的负输入分别由相应的多组参考电压所供应；多个正反器，所述正反器的输入分别耦接至所述比较器的输出，其中所述正反器的时脉输入由该时脉信号所供应；以及编码器，耦接至所述正反器的输出，用以产生该数字信号组。

5.如权利要求4所述的具有频率调变的控制电路，其特征在于，其中该数控电容器包括：

多组切换电容对，所述切换电容对彼此并联，其中所述切换电容对由多组单独串联的第一开关与电容器所形成，并采用该数字信号组而启闭所述第一开关。

6.如权利要求4所述的具有频率调变的控制电路，其特征在于，其中该数控电阻器包括：

多组切换电阻对，所述切换电阻对彼此并联，其中所述切换电阻对由多组单独串联的第二开关与电阻器所形成，并由该数字信号组而启闭所述第二开关。

7.一种具有频率调变的控制电路，用以控制电源转换器，其特征在于，该控制器包括：

切换电路，耦接至回授电路，用以产生切换信号以调节该电源转换器的输出，其中该回授电路耦接至该电源转换器的该输出，以提供控制该切换信号的回授信号；

第一振荡器，耦接至该切换电路，用以产生时脉信号以决定该切换信号的切换频率；

数控电容器，耦接至该第一振荡器，用以调变该切换信号的切换频率；以及

第二振荡器，用以产生振荡信号，其中该第二振荡器包括编码电路，用以依据该振荡信号产生数字信号组；其中该数字信号组用以控制该数控电容器的电容值，

其中该第一振荡器包括：第一充电电流源，用以产生第一充电电流；第一放电电流源，用以产生第一放电电流；第一振荡电容器，与该数控电容器相并联；第一充电开关，连接于该第一充电电流源与该第一振荡电容器之间；第一放电开关，连接于该第一放电电流源与该第一振荡电容器之间；第一比较器，所述第一比较器的第一输入由第一参考电压所供应，所述第一比较器的第二输入连接至该第一振荡电容器；第二比较器，所述第二比较器的第一输入连接至该第一振荡电容器，所述第二比较器的第二输入由第二参考电压所供应，其中该第一参考电压高于该第二参考电压；第一与非门，用以产生该时脉信号以决定该切换信号的切换频率，其中该第一与非门的第一输入耦接至该第一比较器的一输出，其中该第一与非门的输出用以启闭该第一放电开关；以及第二与非门，所述第二与非门的二个输入分别连接至该第一与非门的该输出与该第二比较器的输出，而该第二与非门的输出连接至该第一与非门的第二输入，其中该第二与非门的输出用以启闭该充电开关，

其中该第二振荡器包括：第二充电电流源，用以产生第二充电电流；第二放电电流源，用以产生第二放电电流；第二振荡电容器，所述第二振荡电容器产生该振荡信号；第二充电开关，连接于该第二充电电流源与该第二振荡电容器之间；第二放电开关，连接于该第二放电电流源与该第二振荡电容器之间；第三比较器，所述第三比较器的第一输入由第三参考电压所供应，所述第三比较器的第二输入连接至该第二振荡电容器；第四比较器，所述第四比较器的第一输入连接至该第二振荡电容器，所述第四比较器的第二输入由第四参考电压所供应，其中该第三参考电压高于该第四参考电压；第三与非门，其中该第三与非门的第一输入耦接至该第三比较器的输出，其中该第三与非门的输出用以启闭该第二放电开关；且该第三与非门的输出还经由反向器用以启闭该第二充电开关；以及第四与非门，所述第四与非门的二个输入分别连接至该第三与非门的该输出与该第四比较器的输出，而该第四与非门的输出连接至该第三与非门的第二输入，

其中该编码电路包括：多个比较器，所述比较器的正输入连接至该振荡信号，而所述比较器的负输入则分别由相应的多组参考电压所供应；多个正反器，所述正反器的输入分别耦接至所述比较器的输出，其中所述正反器的时脉输入由该时脉信号所供应；以及编码器，耦接至所述正反器的输出，用以产生该数字信号组。

8.如权利要求7所述的具有频率调变的控制电路，其特征在于，其中该数控电容器包括：

多组切换电容对，所述切换电容对彼此并联，其中所述切换电容对由单独串联的第一开关与电容器所形成，并采用该数字信号组而启闭所述第一开关。

9.一种具有频率调变的控制器，用以控制电源转换器，其特征在于，该控制器包括：

切换电路，耦接至回授电路，用以产生切换信号以调节该电源转换器的输出，其中该回授电路是耦接至该电源转换器的该输出，以提供控制该切换信号的回授信号；

第一振荡器，耦接至该切换电路，用以产生时脉信号以决定该切换信号的切换频率；

第二振荡器，耦接至该第一振荡器，用以调变该切换信号的切换频率；以及

数控电阻器，耦接至该回授电路，用以衰减该回授信号；其中该第二振荡器耦接至该数控电阻器，以控制该数控电阻器的电阻值，

其中该第一振荡器包括：第一充电电流源，用以产生第一充电电流；第一放电电流源，用以产生第一放电电流；第一振荡电容器，与该数控电容器相并联；第一充电开关，连接于该第一充电电流源与该第一振荡电容器之间；第一放电开关，连接于该第一放电电流源与该第一振荡电容器之间；第一比较器，所述第一比较器的第一输入由第一参考电压所供应，所述第一比较器的第二输入连接至该第一振荡电容器；第二比较器，所述第二比较器的第一输入连接至该第一振荡电容器，所述第二比较器的第二输入由第二参考电压所供应，其中该第一参考电压高于该第二参考电压；第一与非门，用以产生该时脉信号以决定该切换信号的切换频率，其中该第一与非门的第一输入耦接至该第一比较器的一输出，其中该第一与非门的输出用以启闭该第一放电开关；以及第二与非门，所述第二与非门的二个输入分别连接至该第一与非门的该输出与该第二比较器的输出，而该第二与非门的输出连接至该第一与非门的第二输入，其中该第二与非门的输出用以启闭该充电开关，

其中该第二振荡器包括：第二充电电流源，用以产生第二充电电流；第二放电电流源，用以产生第二放电电流；第二振荡电容器，用以产生该振荡信号；第二充电开关，连接于该第二充电电流源与该第二振荡电容器之间；第二放电开关，连接于该第二放电电流源与该第二振荡电容器之间；第三比较器，所述第三比较器的第一输入由第三参考电压所供应，所述第三比较器的第二输入连接至该第二振荡电容器；第四比较器，所述第四比较器的第一输入连接至该第二振荡电容器，所述第四比较器的第二输入由第四参考电压所供应，其中该第三参考电压高于该第四参考电压；第三与非门，其中该第三与非门的第一输入耦接至该第三比较器的输出，其中该第三与非门的输出用以启闭该第二放电开关；且该第三与非门的输出还经由反向器用以启闭该第二充电开关；以及第四与非门，所述第四与非门的二个输入分别连接至该第三与非门的该输出与该第四比较器的输出，而该第四与非门的输出连接至该第三与非门的第二输入。

10.一种具有频率调变的控制电路，用以控制电源转换器，其特征在于，该控制电路包括：

切换电路，耦接至回授电路，用以产生切换信号以调节该电源转换器的输出，其中该回授电路是耦接至该电源转换器的该输出，以提供控制该切换信号的回授信号；

第一振荡器，耦接至该切换电路，用以产生时脉信号以决定该切换信号的切换频率；以及

第二振荡器，用以产生振荡信号，其中该第二振荡器包括编码电路，用以依据该振荡信号产生数字信号组；其中该数字信号组是耦接至该第一振荡器，用以调变该切换信号的切换频率，

其中该第一振荡器包括：第一充电电流源，用以产生第一充电电流；第一放电电流源，用以产生第一放电电流；第一振荡电容器，与该数控电容器相并联；第一充电开关，连接于该第一充电电流源与该第一振荡电容器之间；第一放电开关，连接于该第一放电电流源与该第一振荡电容器之间；第一比较器，所述第一比较器的第一输入由第一参考电压所供应，所述第一比较器的第二输入连接至该第一振荡电容器；第二比较器，所述第二比较器的第一输入连接至该第一振荡电容器，所述第二比较器的第二输入由第二参考电压所供应，其中该第一参考电压高于该第二参考电压；第一与非门，用以产生该时脉信号以决定该切换信号的切换频率，其中该第一与非门的第一输入耦接至该第一比较器的一输出，其中该第一与非门的输出用以启闭该第一放电开关；以及第二与非门，所述第二与非门的二个输入分别连接至该第一与非门的该输出与该第二比较器的输出，而该第二与非门的输出连接至该第一与非门的第二输入，其中该第二与非门的输出用以启闭该充电开关，

其中该第二振荡器包括：第二充电电流源，用以产生第二充电电流；第二放电电流源，用以产生第二放电电流；第二振荡电容器，所述第二振荡电容器产生该振荡信号；第二充电开关，连接于该第二充电电流源与该第二振荡电容器之间；第二放电开关，连接于该第二放电电流源与该第二振荡电容器之间；第三比较器，所述第三比较器的第一输入由第三参考电压所供应，所述第三比较器的第二输入连接至该第二振荡电容器；第四比较器，所述第四比较器的第一输入连接至该第二振荡电容器，所述第四比较器的第二输入由第四参考电压所供应，其中该第三参考电压高于该第四参考电压；第三与非门，其中该第三与非门的第一输入耦接至该第三比较器的输出，其中该第三与非门的输出用以启闭该第二放电开关；且该第三与非门的输出还经由反向器用以启闭该第二充电开关；以及第四与非门，所述第四与非门的二个输入分别连接至该第三与非门的该输出与该第四比较器的输出，而该第四与非门的输出连接至该第三与非门的第二输入，

其中该编码电路包括：多个比较器，所述比较器的正输入连接至该振荡信号，而所述比较器的负输入则分别由相应的多组参考电压所供应；多个正反器，所述正反器的输入分别耦接至所述比较器的输出，其中所述正反器的时脉输入由该时脉信号所供应；以及编码器，耦接至所述正反器的输出，用以产生该数字信号组。

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