孙大成

（中国电子科技集团公司第47研究所，沈阳110032）



应用于开关电源芯片的频率抖动技术

孙大成

（中国电子科技集团公司第47研究所，沈阳110032）

摘要：为了减小开关电源中的电磁干扰（EMI），研究了单片开关电源中的频率抖动技术，并简要介绍了频率抖动技术及其原理。设计一个具有频率抖动功能的弛张振荡器，分析了以弛张振荡器原理为基础具有频率抖动功能的振荡器结构设计和原理。通过HSPICE仿真分析电路频谱，结果表明频率抖动技术能有效削减方波的各次谐波幅值，从而达到抑制电磁干扰的效果。重点从抖动范围、抖动周期两方面讨论频率抖动模型，频谱对比分析结果表明抖动范围±7％、抖动周期为128T的抖动模型，其谐波至少下降6 dB以上，高次谐波的峰值下降更为明显，满足6 dB工程裕量的要求，能有效抑制电磁干扰。

关键词：开关电源；脉冲宽度调制；频率抖动；电磁干扰；振荡器；频谱分析

1　引言

开关电源诸多的优点和重要性使其得到大量应用，目前生产的开关电源多数采用脉冲宽度调制方式，要求其性能不断提高。采用脉冲宽度（PWM）调制方式的开关电源的开关频率越来越高，在高频开关波形中的大量谐波峰值辐射成分通过传输线传播和空间电磁场向外传播，从而造成了不可忽视的传导和辐射干扰的问题。如何减小电磁干扰（EMI）成为开关电源设计中的一个难点。在EMI测试结果中可以发现，开关电源在开关频点及其倍频处通常容易超过EMI限值，而在其他频率点上却往往具有较大的裕量，因此人们从这一角度提出频率抖动技术[1]。……