專利名稱：用于多個脈寬調(diào)制器同步的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于多個脈寬調(diào)制器同步的電路，尤其適用于一個電源系統(tǒng)內(nèi)多 個脈寬調(diào)制器工作的開關(guān)電源電路。
背景技術(shù)：
當(dāng)多個脈寬調(diào)制器在一個電源系統(tǒng)內(nèi)工作時，由于每個脈寬調(diào)制器頻率大小不 同，多個脈寬調(diào)制器之間存在差頻干擾，嚴(yán)重時導(dǎo)致電源系統(tǒng)振蕩，失去工作穩(wěn)定性。同時， 多個脈寬調(diào)制器因為開關(guān)信號不同步，使得開關(guān)時刻有時疊合，有時錯開，開關(guān)噪聲的疊加 表現(xiàn)為時變頻率，從而削弱了電源輸入端電磁兼容濾波器的濾波效果。為了克服上述問題， 多個脈寬調(diào)制器共同工作時，采用同步技術(shù)，使多個脈寬調(diào)制器同頻同步工作，能顯著提高 電源系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和電磁兼容性。美國Texas Instruments 公司在其產(chǎn)品應(yīng)用說明(APPLICATION NOTE U-100AUC3842/3/4/5 PROVIDES LOW-COST CURRENT-MODE CONTROL)中給出了一種多脈寬調(diào) 制器同步電路。該同步電路采用了 3個三極管、3個電容、6個電阻共12個元件來生成同步 脈沖信號(圖1)。該脈寬調(diào)制器同步電路工作原理是，三極管W及電阻Rl用來完成對主 脈寬調(diào)制器(Master PWM)定頻三角波的射極跟隨，電容Cl對該跟隨信號隔直流取交流并 將交流信號疊加于三極管Pl的基極b ；電阻R2和R3對Master PWM的電壓基準(zhǔn)Vrefm分 壓后為三極管Pl基極提供直流偏置；三極管P1、電阻R4和電容C2，在電容Cl提供的交流 信號下降沿產(chǎn)生同步脈沖電流信號并輸出到三極管N2的基極b ；三極管N2和電阻R5構(gòu)成 射極跟隨器，輸出正電壓脈沖信號；該信號經(jīng)電容C3隔直后施加于電阻R6上，在電容C3與 電阻R6連接點處輸出Slave PWM所需的同步信號syn。上述Texas Instruments公司給出的兩個脈寬調(diào)制器同步用電路具有以下不足之 處1)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)試不便；2)由主脈寬調(diào)制器(Master PWM)定頻三角波下降沿到從 脈寬調(diào)制器(Slave PWM)定頻三角波上產(chǎn)生同步信號(正電壓脈沖信號)，需要經(jīng)過三個三 極管延時，同步延時較大；3)三極管Pl基極帶直流偏置，Master PWM定頻三角波上的高頻 開關(guān)噪聲尖刺容易通過電容Cl加于三極管Pl的基極輸入端，并被三極管Pl放大后經(jīng)三極 管N2、電阻R5、電容C3、電阻R6射極跟隨后輸出到Slave PWM的定頻三角波上，降低了同步 信號工作的可靠性；4)所用元器件較多，占用的電路板面較大。在 Sanjaya Maniktala所著《Switching Power Supply Design & Optimization》 書中提到了一種兩個脈寬調(diào)制器同步電路(圖2)。該同步電路采用了 1個三極管、1個電 容、3個電阻共5個元件來生成同步脈沖信號。該電路結(jié)構(gòu)比圖1的多脈寬調(diào)制器同步電路 簡單，但所用元件仍比本發(fā)明涉及的電路元件多，且因為該電路同步三極管基極施加了直 流偏置，Master PWM定頻三角波上的高頻開關(guān)噪聲尖刺容易通過電容Cl加于三極管Pl的 基極輸入端，并被三極管Pl放大后經(jīng)電阻R3輸出到Slave PWM的定頻三角波上，降低了同 步信號工作的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種多脈寬調(diào)制器同步的電路，旨在解決背景技術(shù)所涉多脈寬調(diào)制 器同步電路的以下問題1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜調(diào)試不便；2)同步延時較大；3)同步三極管帶直流偏 置同步信號易受干擾；4)元器件多不利于小型化。為達到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的一種用于多個脈寬調(diào) 制器同步的電路，包括一個隔直電容C1，一個給隔直電容C1充放電的第一電阻R1，一個在 主脈寬調(diào)制器Master PWM定頻三角波下降沿產(chǎn)生同步脈沖電流信號的三極管P1，和一個 把同步脈沖電流信號轉(zhuǎn)換為從脈寬調(diào)制器Slave PWM同步信號的第二電阻R2 ；所述隔直電 容C1 一端連接主脈寬調(diào)制器Master PWM定頻三角波信號OSCm端，另一端連接三極管P1 的基極b ；第一電阻R1 —端連接三極管P1的基極b，另一端連接三極管P1的發(fā)射極e ；第 二電阻R2的一端連接三極管P1的集電極c，另一端接地GND ；三極管P1的發(fā)射極e連接主 脈寬調(diào)制器Master PWM的電壓基準(zhǔn)Vrefm端或從脈寬調(diào)制器Slave PWM的電壓基準(zhǔn)Vrefs 端。三極管P1的集電極c與第二電阻R2的連接點輸出從脈寬調(diào)制器Slave PWM所需的同 步脈沖信號syn。上述方案中，所述輸出的從脈寬調(diào)制器Slave PWM所需的同步脈沖信號syn連接 一至三個從脈寬調(diào)制器Slave PWM的定頻電容Cs。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于1.電路結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便(元件及參數(shù)免 調(diào)或微調(diào)即可)；2.同步延時小(同步信號的產(chǎn)生只經(jīng)過一個三極管延時)；3.同步電路干 擾抑制能力強，同步信號工作可靠。4.元器件少，占用電路板面小(僅由4個電路元件構(gòu)成)。


圖1為Texas Instruments公司給出的兩個脈寬調(diào)制器同步用電路(圖中虛線部 分)。圖2為Sanjaya Maniktala著作中提出的兩個脈寬調(diào)制器同步用電路(圖中虛線 部分)。圖3為本發(fā)明的一個Mster PWM同步一個Slave PWM的同步電路(圖中虛線部 分)。圖4為本發(fā)明的一個Mster PWM同步兩個Slave PWM的同步電路(圖中虛線部 分)。圖5為本發(fā)明的一個Mster PWM同步三個Slave PWM的同步電路(圖中虛線部 分)。圖6為圖1電路中主從脈寬調(diào)制器同步工作波形(三極管P1基極帶直流偏置)。圖7為圖3電路中主從脈寬調(diào)制器同步工作波形(三極管P1基極不帶直流偏置)。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。如圖3所示，一種用于多個脈寬調(diào)制器同步的電路，包括一個隔直電容C1，一個 給隔直電容C1充放電的第一電阻R1，一個在主脈寬調(diào)制器Master PWM定頻三角波下降沿產(chǎn)生同步脈沖電流信號的三極管P1，和一個把同步脈沖電流信號轉(zhuǎn)換為從脈寬調(diào)制器 SlavePWM所需的同步信號的第二電阻R2。其中R1 = IOkQ ；R2 = 100 Ω ；Cl = IOOpF ；三 極管型號為3CK3108。隔直電容Cl 一端連接主脈寬調(diào)制器Master PWM定頻三角波信號OSCm端，另一端連接三極管Pl的基極b ；第一電阻Rl —端連接三極管Pl的基極b，另一端連接三極管Pl 的發(fā)射極e ；第二電阻R2的一端連接三極管Pl的集電極c，另一端接地GND ；三極管Pl的發(fā) 射極e連接主脈寬調(diào)制器Master PWM的電壓基準(zhǔn)Vrefm端或從脈寬調(diào)制器Slave PWM的 電壓基準(zhǔn)Vrefs端，三極管Pl的集電極c與第二電阻R2的連接點輸出從脈寬調(diào)制器Slave PWM所需的同步脈沖信號syn。圖3的同步電路工作原理是當(dāng)主脈寬調(diào)制器(Master PWM)定頻三角波OSCm出 現(xiàn)陡峭的下降沿時，由于隔直電容Cl兩端的電壓不能突變，所以同步三極管3CK3108的基 極b電位突然降低，該PNP三極管Pl陡然導(dǎo)通，其集電極c上的電流Ic在同步電阻R2上 產(chǎn)生正電壓脈沖；由于從脈寬調(diào)制器(Slave PWM)定頻電容Cs上電壓不能突變，所以同 步電阻R2上的正電壓脈沖同時出現(xiàn)在定頻電容Cs上端(即Slave PWM定頻三角波OSCs 端)。所以Slave PWM定頻三角波OSCs上出現(xiàn)同步信號(正電壓脈沖)。隨著電阻Rl對 電容Cl的充電，三極管Pl基極b電壓被電阻Rl拉高，三極管Pl關(guān)斷，同步信號消失。隨 著MasterPWM定頻三角波OSCm三角波緩慢爬升，電容Cl通過電阻Rl緩慢放電，三極管始 終處于關(guān)斷狀態(tài)。Slave PWM定頻三角波OSCs按其定頻電阻Rs和定頻電容Cs所設(shè)定的頻 率處于緩慢爬升的三角波上升沿，等待Master PWM定頻三角波OSCm出現(xiàn)陡峭的下降沿時 產(chǎn)生的下一個同步信號。由于三極管Pl的基極b沒有直流偏置，所以在Master PWM定頻 三角波OSCm緩慢爬升階段施加于三極管Pl基極b的干擾波形不會令三極管Pl開通并傳 遞到Slave PWM定頻三角波OSCs上來進而引發(fā)同步誤觸發(fā)。所以同步電路對Master PWM 定頻三角波OSCm上存在的干擾波形具有較強的抗干擾能力。。圖3是將一個Slave PWM的定頻電容Csl原來與地(GND)相連的一端斷開后連接 于同步脈沖信號Syn，可實現(xiàn)一個Mster PWM同步一個Slave PWM的功能。如圖4所示，將兩個Slave PWM(Slavel和Slave2)的定頻電容Csl、Cs2原來與地 (GND)相連的一端都斷開后共同連接于同步脈沖信號Syn，可實現(xiàn)一個Mster PWM同步兩個 Slave PWM的功能。如圖5 所示，將三個 Slave PWM(Slavel、Slave2 和 Slave3)的定頻電容 Csl、Cs2、 Cs3原來與地(GND)相連的一端都斷開后共同連接于同步脈沖信號Syn，可實現(xiàn)一個Mster PWM同步三個Slave PWM的功能。采用本發(fā)明的同步電路，用一個Mster PWM同步一個到三個Slave PWM性能最優(yōu) 且對所用元器件無特殊要求。同步三個以上的Slave PWM時，需選擇電流放大倍數(shù)大的三 極管Pl (β≥200)。如圖6所示，Texas Instruments公司給出的兩個脈寬調(diào)制器同步用電路，當(dāng)主從 脈寬調(diào)制器同步工作時，由于三極管Pl基極b帶直流偏置，在Master PWM定頻三角波OSCm 緩慢爬升階段施加于三極管Pl基極b的干擾波形經(jīng)三極管Pl放大后傳遞到了 Slave PWM 定頻三角波OSCs上。因為隨著Master PWM脈寬的增大，其PWM關(guān)斷時刻開關(guān)噪聲引起的 干擾會向定頻三角波頂部移動，當(dāng)該干擾靠近定頻三角波頂部時，就會被誤作為同步信號引起Slave PWM的同步誤觸發(fā)。所以三極管Pl基極帶直流偏置，會降低同步信號工作的可 靠性。如圖7所示，本發(fā)明給出的兩個脈寬調(diào)制器同步用電路，當(dāng)主從脈寬調(diào)制器同步工作 時，由于三極管Pl基極b不帶直流偏置，Master PWM開關(guān)噪聲引起的干擾不會被三極管Pl 放大并傳遞到Slave PWM定頻三角波OSCs上來，同步電路干擾抑制能力強，同步信號工作 可靠。
權(quán)利要求
一種用于多個脈寬調(diào)制器同步的電路，其特征在于，包括一個隔直電容C1，一個給隔直電容C1充放電的第一電阻R1，一個在主脈寬調(diào)制器Master PWM定頻三角波下降沿產(chǎn)生同步脈沖電流信號的三極管P1，和一個把同步脈沖電流信號轉(zhuǎn)換為從脈寬調(diào)制器Slave PWM同步信號的第二電阻R2；所述隔直電容C1一端連接主脈寬調(diào)制器Master PWM定頻三角波信號OSCm端，另一端連接三極管P1的基極b；第一電阻R1一端連接三極管P1的基極b，另一端連接三極管P1的發(fā)射極e；第二電阻R2的一端連接三極管P1的集電極c，另一端接地GND；三極管P1的發(fā)射極e連接主脈寬調(diào)制器Master PWM的電壓基準(zhǔn)Vrefm端或從脈寬調(diào)制器Slave PWM的電壓基準(zhǔn)Vrefs端，三極管P1的集電極c與第二電阻R2的連接點輸出從脈寬調(diào)制器Slave PWM所需的同步脈沖信號syn。
2.如權(quán)利要求1所述的用于多個脈寬調(diào)制器同步的電路，其特征在于，所述輸出的從 脈寬調(diào)制器Slave PWM所需的同步脈沖信號syn連接一至三個從脈寬調(diào)制器Slave PWM的 定頻電容Cs。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于多個脈寬調(diào)制器同步的電路，其特征在于，包括一個隔直電容C1，一個給隔直電容C1充放電的第一電阻R1，一個三極管P1，和一個把同步脈沖電流信號轉(zhuǎn)換為從脈寬調(diào)制器Slave PWM同步信號的第二電阻R2；所述隔直電容C1一端連接主脈寬調(diào)制器Master PWM定頻三角波信號OSCm端，另一端連接三極管P1的基極b；第一電阻R1一端連接三極管P1的基極b，另一端連接三極管P1的發(fā)射極e；第二電阻R2的一端連接三極管P1的集電極c，另一端接地GND；三極管P1的發(fā)射極e連接主脈寬調(diào)制器Master PWM的電壓基準(zhǔn)Vrefm端或從脈寬調(diào)制器Slave PWM的電壓基準(zhǔn)Vrefs端，三極管P1的集電極c與第二電阻R2的連接點輸出從脈寬調(diào)制器Slave PWM所需的同步脈沖信號syn。
文檔編號H03L7/00GK101820279SQ20101017561
公開日2010年9月1日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者張宏科 申請人:中國航天科技集團公司第九研究院第七七一研究所