抑制電磁干擾的電源系統技術方案

本發明專利技術涉及電子技術領域，具體涉及一種電源系統。抑制電磁干擾的電源系統，BUCK轉換器，包括，工作電路，于脈寬調制信號的作用下在充電模式和放電模式之間切換，以輸出第一電壓；控制電路，于第一時鐘脈沖信號、第一電壓反饋信號、電流檢測信號的作用下生成脈寬調制信號；電荷泵電路，包括，調壓電路，于頻率在設定范圍內隨機偏移的開關控制信號作用下于充電模式和放電模式之間切換將第一電壓變換為第二電壓；電荷泵控制電路，連接頻率抖動模塊，用于產生上述開關控制信號。本發明專利技術控制電荷泵電路的工作頻率實現隨機偏移，使得原先集中在狹窄頻譜上的電磁輻射能量得以分布在較寬頻譜范圍，通過分散各諧波干擾的能量，實現對EMI有效抑制。

Power supply system for suppressing electromagnetic interference

The invention relates to the field of electronic technology, in particular to a power supply system. Suppression of electromagnetic interference of the power supply system, BUCK converter, including the circuit, to a pulse width modulation signal under the action between the charging mode and discharging mode switching, to output the first voltage control circuit; the first clock pulse generating a pulse width modulated signal, the first signal voltage feedback signal and current signal detection under the action of the charge pump; the circuit, including a voltage regulator circuit to switch frequency in the set range random offset control signal effect between charge mode and discharge mode switching converts the first voltage to the second voltage; charge pump control circuit, frequency jitter connection module for generating the switch control signal. The working frequency of the charge pump circuit to realize random offset, the electromagnetic radiation energy was concentrated in a narrow spectrum can be distributed in a wide spectrum range, by interfering the harmonic energy dispersion, to achieve effective suppression of EMI.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電子
，具體涉及一種電源系統。
技術介紹
采用電池供電的便攜式電子產品中常常需要電源系統提供正負電壓，現有技術的電源系統通過BUCK轉換器將一輸入高電壓降到較低的電壓后輸出電壓，該輸出電壓同時通過電荷泵電路轉換以得到穩定的負電壓輸出。電荷泵是利用電容作為儲能元件的一種開關電源，其內部通過控制開關管陣列來控制電容的充放電，實現電壓轉化，其特性基于線性穩壓器和電感式開關電源之間，具有較高的效率和相對簡單的外圍電路，在需要負電壓供電的系統中得到廣泛的應用，然而現有電源系統中開關管隨高低電平開啟和關斷時，由于電路中寄生電感和電容等因素的影響，會產生較高的電壓和電流尖峰，這些尖峰含有大量的諧波成分，造成較高的電磁干擾(EMI，Electro Magnetic Interference)輻射。參照圖1的電路圖及圖2至圖4的充放電時序圖可以看出，現有技術中紋波電壓過高，電磁干擾問題突出，影響系統的性能表現。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供一種抑制電磁干擾的電源系統，解決以上技術問題；本專利技術所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：抑制電磁干擾的電源系統，其中，包括，BUCK轉換器，所述BUCK轉換器包括，設置有儲能元件的工作電路，于一脈寬調制信號的作用下在充電模式和放電模式之間切換，以輸出一第一電壓；控制電路，于一由時鐘單元產生的第一時鐘脈沖信號、一采樣自所述第一電壓的第一電壓反饋信號、一電流檢測信號的作用下生成所述脈寬調制信號；電荷泵電路，所述電荷泵電路包括，設置有儲能電容的調壓電路，于一組頻率在設定范圍內隨機偏移的開關控制信號作用下于充電模式和放電模式之間切換，將所述第一電壓變換為一第二電壓；電荷泵控制電路，連接一頻率抖動模塊，用于產生所述開關控制信號。本專利技術的抑制電磁干擾的電源系統，所述電荷泵控制電路包括，比較器，于一采樣自所述第二電壓的第二電壓反饋信號、一由所述頻率抖動模塊產生的大小隨機改變的閾值電壓的作用下產生一比較信號；振蕩器，于所述比較信號的作用下產生第二時鐘脈沖信號；電平轉換電路，與所述振蕩器連接，依據所述第二時鐘脈沖信號產生所述開關控制信號。本專利技術的抑制電磁干擾的電源系統，所述頻率抖動模塊包括，電流調制單元，于一隨機信號的控制下對一第一電流源進行調制以輸
出一調制電流；所述調制電流和一第二電流源的電流疊加后作用于所述電荷泵控制電路以產生頻率在設定范圍內隨機偏移的開關控制信號。本專利技術的抑制電磁干擾的電源系統，所述調壓電路包括，一輸入電壓端，與所述第一電壓連接；一輸出電壓端，用于輸出所述第二電壓；第一開關支路，連接于所述輸入電壓端和一第一交匯結點之間；第二開關支路，連接于所述第一交匯結點和接地端之間；第三開關支路，連接于所述輸出電壓端和一第二交匯結點之間；第四開關支路，連接于所述第二交匯結點和接地端之間；所述第一開關支路、所述第二開關支路、所述第三開關支路和所述第四開關支路的控制端分別與所述開關控制信號連接；所述儲能電容連接于所述第一交匯結點和所述第二交匯結點之間；所述調壓電路于充電模式時，所述第一開關支路和所述第四開關支路導通，所述第二開關支路和所述第三開關支路斷開，所述輸入電壓端向所述儲能電容充電；所述調壓電路于放電模式時，所述第二開關支路和所述第三開關支路導通，所述第一開關支路和所述第四開關支路斷開，自所述儲能電容兩端向所述輸出電壓端放電。本專利技術的抑制電磁干擾的電源系統，還包括一輸出電容，連接于所述輸出電壓端和接地端之間。本專利技術的抑制電磁干擾的電源系統，所述第一開關支路上串聯一第一PMOS管，所述第二開關支路上串聯一第一NMOS管，所述第三開關支路上
串聯一第二NMOS管，所述第四開關支路上串聯一第三NMOS管。本專利技術的抑制電磁干擾的電源系統，所述工作電路包括，充電控制支路，連接于一輸入端與一交匯結點之間；充放電支路，連接于所述交匯結點與一輸出端之間；放電控制支路，連接于所述交匯結點與接地端之間；所述儲能元件串聯于所述充放電支路上；所述工作電路于充電模式時，所述開關器件組控制所述充電控制支路及所述充放電支路導通，并控制所述放電控制支路斷開，使所述輸入端輸入的電流對所述儲能元件充電；所述工作電路于放電模式時，所述開關器件組控制所述放電控制支路及所述充放電支路導通，并控制所述充電控制支路斷開，使所述儲能元件對所述輸出端放電。本專利技術的抑制電磁干擾的電源系統，所述控制電路包括，一誤差放大器，用于對一參考電壓與所述電壓反饋信號進行比較，得到一誤差放大信號；一比較器，用于對所述誤差放大信號與所述電流檢測信號進行比較，產生一比較信號；一PWM調制器，所述PWM調制器連接所述時鐘信號，用于依據所述比較信號和所述時鐘信號產生所述脈寬調制信號。本專利技術的抑制電磁干擾的電源系統，所述充電控制支路上串聯一第二PMOS管；所述放電控制支路上串聯一第四NMOS管。本專利技術的抑制電磁干擾的電源系統，所述第一電壓與所述第二電壓之間連
接負載。有益效果：由于采用以上技術方案，本專利技術控制電荷泵電路的工作頻率實現隨機偏移，使得原先集中在狹窄頻譜上的電磁輻射能量得以分布在較寬頻譜范圍，通過分散各諧波干擾的能量，實現對電磁干擾(EMI)的有效抑制。附圖說明圖1現有技術的BUCK變換器和電荷泵構成的電源系統結構圖；圖2為BUCK變換器的充放電時序圖；圖3為電荷泵的充放電時序圖；圖4為現有技術的BUCK變換器和電荷泵構成的電源系統的充放電時序圖；圖5為本專利技術的BUCK變換器和電荷泵構成的電源系統結構圖；圖6為本專利技術的BUCK變換器和電荷泵構成的電源系統的充放電時序圖；圖7為現有技術的輸出電壓紋波頻譜圖；圖8為本專利技術的輸出電壓紋波頻譜圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本專利技術中的實施例及實施例中的特
征可以相互組合。下面結合附圖和具體實施例對本專利技術作進一步說明，但不作為本專利技術的限定。參照圖5，抑制電磁干擾的電源系統，其中，包括，BUCK轉換器，BUCK轉換器包括，設置有儲能元件的工作電路，于一脈寬調制信號的作用下在充電模式和放電模式之間切換，以輸出一第一電壓VDD2；控制電路，于一由時鐘單元5產生的第一時鐘脈沖信號、一采樣自第一電壓VDD2的第一電壓反饋信號Vfb、一電流檢測信號的作用下生成脈寬調制信號；電荷泵電路，電荷泵電路包括，設置有儲能電容C1的調壓電路，于一組頻率在設定范圍內偏移的開關控制信號作用下于充電模式和放電模式之間切換，將第一電壓VDD2變換為一第二電壓VSS；電荷泵控制電路12，連接一頻率抖動模塊4，用于產生上述的開關控制信號。本專利技術的抑制電磁干擾的電源系統，電荷泵控制電路12可以包括，比較器，于一采樣自第二電壓VSS的第二電壓反饋信號、一由頻率抖動模塊4產生的大小隨機改變的閾值電壓的作用下產生一比較信號；振蕩器，于比較信號的作用下產生第二時鐘脈沖信號；電平轉換電路，與振蕩器連接，依據本文檔來自技高網...

【技術保護點】
抑制電磁干擾的電源系統，其特征在于，包括，BUCK轉換器，所述BUCK轉換器包括，設置有儲能元件的工作電路，于一脈寬調制信號的作用下在充電模式和放電模式之間切換，以輸出一第一電壓；控制電路，于一由時鐘單元產生的第一時鐘脈沖信號、一采樣自所述第一電壓的第一電壓反饋信號、一電流檢測信號的作用下生成所述脈寬調制信號；電荷泵電路，所述電荷泵電路包括，設置有儲能電容的調壓電路，于一組頻率在設定范圍內隨機偏移的開關控制信號作用下于充電模式和放電模式之間切換實現電壓轉換，將所述第一電壓變換為一第二電壓；電荷泵控制電路，連接一頻率抖動模塊，用于產生所述開關控制信號。

【技術特征摘要】
1.抑制電磁干擾的電源系統，其特征在于，包括，BUCK轉換器，所述BUCK轉換器包括，設置有儲能元件的工作電路，于一脈寬調制信號的作用下在充電模式和放電模式之間切換，以輸出一第一電壓；控制電路，于一由時鐘單元產生的第一時鐘脈沖信號、一采樣自所述第一電壓的第一電壓反饋信號、一電流檢測信號的作用下生成所述脈寬調制信號；電荷泵電路，所述電荷泵電路包括，設置有儲能電容的調壓電路，于一組頻率在設定范圍內隨機偏移的開關控制信號作用下于充電模式和放電模式之間切換實現電壓轉換，將所述第一電壓變換為一第二電壓；電荷泵控制電路，連接一頻率抖動模塊，用于產生所述開關控制信號。2.根據權利要求1所述的抑制電磁干擾的電源系統，其特征在于，所述電荷泵控制電路包括，比較器，于一采樣自所述第二電壓的第二電壓反饋信號、一由所述頻率抖動模塊產生的大小隨機改變的閾值電壓的作用下產生一比較信號；振蕩器，于所述比較信號的作用下產生第二時鐘脈沖信號；電平轉換電路，與所述振蕩器連接，依據所述第二時鐘脈沖信號產生所述開關控制信號。3.根據權利要求1所述的抑制電磁干擾的電源系統，其特征在于，所述
\t頻率抖動模塊包括，電流調制單元，于一隨機信號的控制下對所述第一電流源進行調制以輸出一調制電流；所述調制電流和一第二電流源的電流疊加后作用于所述電荷泵控制電路以產生頻率在設定范圍內隨機偏移的開關控制信號。4.根據權利要求1所述的抑制電磁干擾的電源系統，其特征在于，所述調壓電路包括，一輸入電壓端，與所述第一電壓連接；一輸出電壓端，用于輸出所述第二電壓；第一開關支路，連接于所述輸入電壓端和一第一交匯結點之間；第二開關支路，連接于所述第一交匯結點和接地端之間；第三開關支路，連接于所述輸出電壓端和一第二交匯結點之間；第四開關支路，連接于所述第二交匯結點和接地端之間；所述第一開關支路、所述第二開關支路、所述第三開關支路和所述第四開關支路的控制端分別與所述開關控制信號連接；所述儲能電容連接于所述第一交匯結點和所述第二交匯結點之間；所述調壓電路于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：樊茂，朱小榮，
申請(專利權)人：展訊通信上海有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31