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一种开关式电源电路的电源管理装置的制作方法

专利查询2022-5-21  102

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1.本技术涉及电压转换电路领域,具体而言,涉及一种开关式电源电路的电源管理装置。


背景技术:

2.家用的计算机类、通信类和消费类等电子产品,一般配置有开关式电源电路。
3.开关式电源电路中,当电压转换电路处于轻载模式时,通常采用间歇供电模式(burst mode)来提供电子装置所需的较低电能。以间歇供电模式来说,电源管理装置控制脉冲宽度调变电路暂停一预设时间,当提供给电子装置的电能低于一下限时,才重新输出脉波,使得电压转换电路再次提供电能给电子装置。
4.换句话说,间歇供电模式是将原本的连续脉波分割成连续的脉波群组输出,使得脉波群组的频率低于原本脉波的频率,以减少提供的电能给电子装置。但是,为了减少电子装置的供电而将脉波群组的频率调低的过程中,在频率低至人耳敏感的音频范围1khz~10khz时,开关式电源电路就会产生音频杂讯。


技术实现要素:

5.本技术实施例的目的在于提供一种开关式电源电路的电源管理装置,用以解决间歇供电模式下,开关式电压电路产生频率在人耳敏感的音频范围内的音频杂讯的问题。
6.本技术实施例提供的一种开关式电源电路的电源管理装置,包括:
7.脉冲间歇模块,用于当电压转换电路处于轻载模式时,产生间歇脉冲的驱动信号,并根据驱动信号驱动电压转换电路进行电压转换;以及有限状态机,其与脉冲间歇模块连接,有限状态机用于实时检测驱动信号的频率,通过调整影响驱动信号的频率的参数,使得驱动信号的频率在人可感知频率范围之外。
8.上述技术方案,在开关式电源电路中,当电压转换电路处于轻载模式时,开关式电源电路的电源管理装置处于间歇供电模式的过程中,基于有限状态机,即通过实时检测用于驱动电压转换电路的驱动信号的频率,通过调整影响驱动信号频率的参数,使该频率在人耳可感知频率范围之外,例如,要使驱动信号频率在人耳敏感音频1khz~10khz之外,可以将驱动信号频率控制在1khz以下或10khz以上。
9.在一些可选的实施方式中,脉冲间歇模块还用于连接回授反馈电路,接收回授反馈电路输出的回授反馈电压,根据回授反馈电压产生驱动信号。
10.在一些可选的实施方式中,电压转换电路的输出端连接负载,回授反馈电路的输入端连接电压转换电路的输出端。
11.在一些可选的实施方式中,有限状态机包括检测电路和参数调整模块;
12.检测电路包括充电容电流源、泄能开关、蓄能电容、低电压比较器和高电压比较器;
13.充电容电流源的输出端连接蓄能电容的一端,蓄能电容的另一端接地;
14.充电容电流源的输出端还连接泄能开关的一端,泄能开关另一端接地,泄能开关受控制脉冲控制;其中,控制脉冲用于与pwm脉冲共同生成驱动信号;
15.充电容电流源的输出端还连接低电压比较器的正向输入端,低电压比较器的负向输入端用于输入低位电压,低电压比较器的输出端用于输出低电压比较结果;
16.充电容电流源的输出端还连接高电压比较器的正向输入端,高电压比较器的负向输入端用于输入高位电压,高电压比较器的输出端用于输出高电压比较结果;其中,高位电压大于低位电压;
17.参数调整模块,与低电压比较器和高电压比较器连接,用于根据低电压比较结果和高电压比较结果,调低或调高影响驱动信号的频率的参数。
18.在一些可选的实施方式中,参数调整模块包括电压转换器、升压电流源、降压电流源、电容、升压开关、降压开关和加法器;
19.电压转换器的第一输入端用于输入低电压比较结果,电压转换器的第一输出端控制升压开关;升压开关的一端连接升压电流源的输出端,升压开关另一端连接加法器的第一输入端;
20.加法器的第一输入端还连接降压开关的一端,降压开关另一端连接降压电流源的输入端,降压电流源的输出端接地;电压转换器的第二输入端用于输入高电压比较结果,电压转换器的第二输出端控制降压开关;加法器的第一输入端(vcomp)还连接电容的一端,电容的另一端接地;
21.加法器的第二输入端用于输入高压调整值,加法器的输出端用于输出调整后的高压调整值;其中,高压调整值用于当回授反馈电压升高至高压调整值时,电源管理装置输出高电平的驱动信号。
22.在一些可选的实施方式中,参数调整模块包括电压转换器、升压电流源、降压电流源、电容、升压开关、降压开关和减法器;
23.电压转换器的第一输入端用于输入低电压比较结果,电压转换器的第一输出端控制升压开关;升压开关的一端连接升压电流源的输出端,升压开关另一端连接减法器的第一输入端;
24.减法器的第一输入端还连接降压开关的一端,降压开关另一端连接降压电流源的输入端,降压电流源的输出端接地;电压转换器的第二输入端用于输入高电压比较结果,电压转换器的第二输出端控制降压开关;减法器的第一输入端(vcomp)还连接电容的一端,电容的另一端接地;
25.减法器的第二输入端用于输入低压调整值,减法器的输出端用于输出调整后的低压调整值;其中,低压调整值用于当回授反馈电压降低至低压调整值时,电源管理装置输出低电平的驱动信号。
26.在一些可选的实施方式中,参数调整模块包括电压转换器、升压电流源、降压电流源、电容、升压开关、降压开关和脉波宽度补偿电路;
27.电压转换器的第一输入端用于输入低电压比较结果,电压转换器的第一输出端控制升压开关;升压开关的一端连接升压电流源的输出端,升压开关另一端连接脉波宽度补偿电路u6的第一输入端;
28.脉波宽度补偿电路的第一输入端还连接降压开关的一端,降压开关另一端连接降
压电流源的输入端,降压电流源的输出端接地;电压转换器的第二输入端用于输入高电压比较结果,电压转换器的第二输出端控制降压开关;脉波宽度补偿电路的第一输入端(vcomp)还连接电容的一端,电容的另一端接地;
29.脉波宽度补偿电路的第二输入端用于输入pwm脉冲,脉波宽度补偿电路的输出端用于输出调整脉宽后的pwm脉冲;其中,pwm脉冲用于与控制脉冲共同生成驱动信号。
30.在一些可选的实施方式中,参数调整模块包括电压转换器、升压电流源、降压电流源、电容、升压开关、降压开关、加法器、振荡器和触发器;
31.电压转换器的第一输入端用于输入低电压比较结果,电压转换器的第一输出端控制升压开关;升压开关的一端连接升压电流源的输出端,升压开关另一端连接加法器的第一输入端;
32.加法器的第一输入端还连接降压开关的一端,降压开关另一端连接降压电流源的输入端,降压电流源的输出端接地;电压转换器的第二输入端用于输入高电压比较结果,电压转换器的第二输出端控制降压开关;加法器的第一输入端还连接电容的一端,电容的另一端接地;
33.加法器的第二输入端用于输入固定频率的时钟信号,加法器的输出端连接振荡器的输入端,振荡器输出目标频率的时钟信号至触发器的第一输入端,触发器的第二输入端用于输入固定脉宽的pwm脉冲,触发器的输出端输出调整频率后的pwm脉冲;其中,调整频率后的pwm脉冲用于与控制脉冲共同生成驱动信号。
34.在一些可选的实施方式中,振荡器采用压控振荡器。
35.在一些可选的实施方式中,触发器采用rs触发器。
36.本技术实施例提供的一种电压转换电路轻载噪声抑制方法,该方法应用于开关式电源电路的电源管理装置;在开关式电源电路中,当电压转换电路处于轻载模式时,产生间歇脉冲的驱动信号,并根据驱动信号驱动电压转换电路进行电压转换;
37.该方法包括:
38.实时检测驱动信号的频率,通过调整影响驱动信号的频率的参数,使得驱动信号的频率在人耳可感知频率范围之外。
39.在一些可选的实施方式中,当电压转换电路处于轻载模式时,产生间歇脉冲的驱动信号,并根据驱动信号驱动电压转换电路进行电压转换,包括:
40.电压转换电路负载变轻时,电压转换电路输出电压升高,回授反馈电压降低,直到回授反馈电压降低至低压调整值时,电源管理装置输出低电平的驱动信号,使电压转换电路停止工作;
41.电压转换电路停止工作时,电压转换电路输出电压降低,回授反馈电压升高,直到回授反馈电压升高到高压调整值时,电源管理装置输出高电平的驱动信号;其中,低压调整值小于高压调整值。
42.上述技术方案,电压转换电路的负载变轻,回授反馈电压降低至低压调整值时,开关式电源电路开始间歇供电模式,电源管理装置输出低电平的驱动信号,使电压转换电路停止工作,之后,随着电压转换电路输出电压降低,回授反馈电压逐渐升高,直到回授反馈电压升高至高压调整值时,电压管理装置输出高电平的驱动信号,电压转换电路又进入工作模式,重复上述的过程,使得开关式电源电路进行间歇供电。
43.在一些可选的实施方式中,通过调整影响驱动信号的频率的参数,包括:
44.调节低压调整值和高压调整值的大小。
45.上述技术方案,通过调节低压调整值和高压调整值的大小,来调节驱动信号的周期大小,使得驱动信号的频率在人耳可感知频率范围之外,避免产生音频杂讯。
46.在一些可选的实施方式中,电源管理装置还用于:
47.生成pwm脉冲;
48.生成用于控制驱动信号为高电平和低电平的控制脉冲;
49.根据pwm脉冲和控制脉冲,生成驱动信号。
50.上述技术方案,电源管理装置还生成pwm脉冲和控制脉冲,将pwm脉冲和控制脉冲共同输入逻辑电路即可得到驱动信号。
51.在一些可选的实施方式中,通过调整影响驱动信号的频率的参数包括:
52.调节pwm脉冲的脉冲宽度。
53.上述技术方案,通过调节pwm脉冲的脉冲宽度,使得驱动信号的频率在人耳可感知频率范围之外,避免产生音频杂讯。
54.在一些可选的实施方式中,通过调整影响驱动信号的频率的参数,包括:调节pwm脉冲的脉冲频率。
55.上述技术方案,通过调节pwm脉冲的脉冲频率,使得驱动信号的频率在人耳可感知频率范围之外,避免产生音频杂讯。
附图说明
56.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
57.图1为本技术实施例提供的间歇供电模块的功能模块示意图;
58.图2为本技术实施例提供的控制脉冲、pwm脉冲与驱动信号的示意图;
59.图3为本技术实施例提供的一种开关式电源电路的电源管理装置的结构示意图;
60.图4为本技术实施例提供的采用第一种调节方式的电源管理装置的结构示意图;
61.图5为本技术实施例提供的三角波saw_800、控制脉冲、pwm脉冲与驱动信号的示意图;
62.图6为本技术实施例提供的低压调整值、高压调整值、回授反馈电压和驱动信号的关系示意图;
63.图7为本实施例提供的采用第一种调节方式的另一电源管理装置的电路结构图;
64.图8为本实施例提供的采用第二种调节方式的电源管理装置的电路结构图;
65.图9为本实施例提供的采用第三种调节方式的电源管理装置的电路结构图。
66.图标:电源管理装置-1,脉冲间歇模块-11,有限状态机-12,参数调整模块-121,检测电路-122,电压转换电路-2,回授反馈电路-3。
具体实施方式
67.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行描述。
68.目前,家用的计算机类、通信类和消费类等电子产品,一般配置有开关式电源电路。开关式电源电路中,当电压转换电路处于轻载模式时,通常采用间歇供电模式(burst mode)来提供电子装置所需的较低电能。以间歇供电模式来说,电源管理装置控制脉冲宽度调变电路暂停一预设时间,当提供给电子装置的电能低于一下限时,才重新输出脉波,使得电压转换电路再次提供电能给电子装置,此时,驱动电压转换电路的驱动信号即为脉波群组。为了避免频率在人耳敏感的音频范围1khz~10khz内的音频杂讯产生,本技术的一种开关式电源电路的电源管理装置,能够控制驱动信号的频率在人耳可感知频率之外,下面以将驱动信号的频率控制在800hz左右为例进行描述。
69.为描述方面,首先,对本技术实施例提供的一种开关式电源电路的电源管理装置进行详细阐述:
70.本技术实施例的电源管理装置目的在于:在开关式电源电路中,当电压转换电路处于轻载模式时,产生间歇脉冲的驱动信号,并根据驱动信号驱动电压转换电路进行电压转换。通过电源管理装置,实时检测驱动信号的频率,通过调整影响驱动信号的频率的参数,使得驱动信号的频率在人耳可感知频率范围之外。
71.本技术实施例的电压管理装置是基于有限状态机来控制间歇脉冲模式下输出的驱动信号,即:在开关式电源电路中,当电压转换电路处于轻载模式时,开关式电源电路的电源管理装置处于间歇供电模式的过程中,基于有限状态机,通过实时检测用于驱动电压转换电路的驱动信号的频率,通过调整影响驱动信号频率的参数,使该频率在人耳可感知频率范围之外,例如,要使驱动信号频率在人耳敏感音频1khz~10khz之外,可以将驱动信号频率控制在1khz以下或10khz以上,例如将驱动信号频率控制在800hz左右。
72.其中,间歇供电模式是:电压转换电路负载变轻时,电压转换电路输出电压升高,回授反馈电压降低,直到回授反馈电压降低至低压调整值时,电源管理装置输出低电平的驱动信号,使电压转换电路停止工作;电压转换电路停止工作时,电压转换电路输出电压降低,回授反馈电压升高,直到回授反馈电压升高到高压调整值时,电源管理装置输出高电平的驱动信号;其中,低压调整值小于高压调整值。电压转换电路的负载变轻,回授反馈电压降低至低压调整值时,开关式电源电路开始间歇供电模式,电源管理装置输出低电平的驱动信号,使电压转换电路停止工作,之后,随着电压转换电路输出电压降低,回授反馈电压逐渐升高,直到回授反馈电压升高至高压调整值时,电压管理装置输出高电平的驱动信号,电压转换电路又进入工作模式,重复上述的过程,使得开关式电源电路进行间歇供电。
73.需明确的是,电压转换电路可应用于隔离与非隔离的各类直流/直流转换器,例如:降压转换器(buckconverter)、升压转换器(boostconverter)、升降压转换器(buck-boostconverter)、驰返转换器(flybackconverter)、顺向式转换器(forwardconverter),及llc振荡电路等。本技术的以下实施例以驰返转换器为例进行阐述。
74.请参照图1,图1为脉冲间歇模块11的功能模块示意图,脉冲间歇模块11用于实现间歇供电模式,vzd_h为高压调整值,vzd_l为低压调整值,vfb为回授反馈电压,利用脉冲间歇比较器u4判断回授反馈电压vfb是否降低至低压调整值vzd_l,若是则输出低电平的控制脉冲zd,使驱动信号gate为低电平,此时,电压转换电路停止工作。利用脉冲间歇比较器u4
判断回授反馈电压vfb是否升高至高压调整值vzd_h,若是,则输出高电平的控制脉冲zd,使驱动信号gate为高电平,此时,电压转换电路开始工作。其中,控制脉冲zd与pwm脉冲共同输入逻辑电路u5,从而生成驱动信号gate,驱动信号gate输出脉冲时与pwm脉冲一致;控制脉冲zd为低电平时,驱动信号gate也为低电平;控制脉冲zd为高电平时,驱动信号gate也为高电平,也就是说控制脉冲的频率与驱动信号的频率保持一致,如图2所示。
75.相应的,在一些可选的实施方式中,电源管理装置可以为pwm(脉宽调制)芯片,电源管理装置还用于生成pwm脉冲,以及生成用于控制驱动信号为高电平和低电平的控制脉冲,并且,根据pwm脉冲和控制脉冲,生成驱动信号。
76.在下述的一些实施例中,将结合具体的电路详细描述本技术多个实施例提供的不同的电源管理装置。
77.请参照图3,图3为本技术实施例提供的一种开关式电源电路的电源管理装置的结构示意图,电源管理装置1包括脉冲间歇模块11和有限状态机12。
78.其中,电压转换电路2的输入为vin,电压转换电路2的输出vout接负载,回授反馈电路3输入端连接电压转换电路的输出vout,回授反馈电路3输出回授反馈电压至脉冲间歇模块11。脉冲间歇模块11,用于当电压转换电路2处于轻载模式时,根据回授反馈电压产生间歇脉冲的驱动信号,并根据驱动信号驱动电压转换电路2进行电压转换。有限状态机12,其与脉冲间歇模块11连接,有限状态机12用于实时检测驱动信号的频率,通过调整影响驱动信号的频率的参数,使得驱动信号的频率在人可感知频率范围之外。
79.在一些可选的实施方式中,有限状态机12包括检测电路122和参数调整模块121。
80.请参照图4,图4为本技术实施例提供的采用第一种调节方式的电源管理装置1的结构示意图,本技术实施例的检测电路122包括充电容电流源d1、泄能开关k1、蓄能电容c1、低电压比较器u1和高电压比较器u2。
81.其中,充电容电流源d1的输出端连接蓄能电容c1的一端,蓄能电容c1的另一端接地;充电容电流源d1的输出端还连接泄能开关k1的一端,泄能开关k1另一端接地,泄能开关k1受控制脉冲控制;其中,控制脉冲用于与pwm脉冲共同生成驱动信号;充电容电流源d1的输出端还连接低电压比较器u1的正向输入端,低电压比较器u1的负向输入端用于输入低位电压,低电压比较器u1的输出端用于输出低电压比较结果;充电容电流源d1的输出端还连接高电压比较器u2的正向输入端,高电压比较器u2的负向输入端用于输入高位电压,高电压比较器u2的输出端用于输出高电压比较结果;其中,高位电压大于低位电压。
82.本实施例的参数调整模块121,与低电压比较器u1和高电压比较器u2连接,用于根据低电压比较结果和高电压比较结果,调低或调高影响驱动信号的频率的参数。
83.在一些可选的实施方式中,本实施例的参数调整模块121包括电压转换器u3、升压电流源d2、降压电流源d3、电容c2、升压开关k2、降压开关k3和加法器;
84.其中,电压转换器u3的第一输入端用于输入低电压比较结果,电压转换器u3的第一输出端控制升压开关k2;升压开关k2的一端连接升压电流源d2的输出端,升压开关k2另一端连接加法器的第一输入端;加法器的第一输入端还连接降压开关k3的一端,降压开关k3另一端连接降压电流源d3的输入端,降压电流源d3的输出端接地;电压转换器u3的第二输入端用于输入高电压比较结果,电压转换器u3的第二输出端控制降压开关k3;加法器的第一输入端(vcomp)还连接电容c2的一端,电容c2的另一端接地;加法器的第二输入端用于
输入高压调整值,加法器的输出端用于输出调整后的高压调整值;其中,高压调整值用于当回授反馈电压升高至高压调整值时,电源管理装置1输出高电平的驱动信号。
85.本实施例电源管理装置1采用第一种调节方式,即,固定低压调整值,调节高压调整值的大小,其具体过程为:
86.充电容电流源d1对蓄能电容c1进行充电,同时,根据控制脉冲的周期,周期性地闭合泄能开关k1,从而形成三角波saw_800。本实施例的三角波saw_800请参照图5所示,在一个控制脉冲的周期内,利用充电容电流源d1充蓄能电容c1的三角波saw_800是否顶到2v的电压目标值,该电压目标值对应的是一个周期是否为1.25ms,原因在于:当一个周期为1.25ms时,对应的周期的倒数即为目标频率值800hz。也就是说通过判断三角波saw_800顶到2v,就可以使控制脉冲的频率达到800hz。因此,利用高电压比较器u2与2v的高位电压vtar_hys进行对比,若saw_800未达到2v,即驱动信号的频率f_bst大于800hz,则根据控制脉冲的周期,周期性地闭合升压开关k2,利用电压转换器u3的升压输出端输出,使得vcomp的值增大,使高压调整值vzd_h’=vzd_h+vcomp。请参照图6所示,当高压调整值变大,低压调整值不变时,(低压调整值,高压调整值)的范围变大,则驱动信号的频率f_bst下降并且逼近800hz。
87.同样的,在一个控制周期内,利用充电容电流源d1充蓄能电容c1的三角波saw_800是否超过到2.1v的电压目标值,该电压目标值对应的频率值为760hz,若saw_800超过2.1v,即驱动信号的频率f_bst小于760hz,则周期性地闭合降压开关k3,利用电压转换器u3的降压输出端输出,使得vcomp的值减小,使高压调整值减小,频率f_bst逼近760hz。
88.在一些可选的实施方式中,请参照图7,图7为本实施例提供的采用第一种调节方式的另一电源管理装置1的电路结构图。本实施例的参数调整模块121包括电压转换器u3、升压电流源d2、降压电流源d3、电容c2、升压开关k2、降压开关k3和减法器。
89.其中,电压转换器u3的第一输入端用于输入低电压比较结果,电压转换器u3的第一输出端控制升压开关k2;升压开关k2的一端连接升压电流源d2的输出端,升压开关k2另一端连接减法器的第一输入端;减法器的第一输入端还连接降压开关k3的一端,降压开关k3另一端连接降压电流源d3的输入端,降压电流源d3的输出端接地;电压转换器u3的第二输入端用于输入高电压比较结果,电压转换器u3的第二输出端控制降压开关k3;减法器的第一输入端(vcomp)还连接电容c2的一端,电容c2的另一端接地;减法器的第二输入端用于输入低压调整值,减法器的输出端用于输出调整后的低压调整值;其中,低压调整值用于当回授反馈电压降低至低压调整值时,电源管理装置1输出低电平的驱动信号。
90.本实施例电源管理装置1采用第一种调节方式类似的方式,稍有不同的是,固定高压调整值,调节低压调整值的大小,其具体过程为:
91.在一个周期内,利用充电容电流源d1充蓄能电容c1的三角波saw_800是否达到2v的电压目标值,该电压目标值对应的频率值为800hz,若saw_800未超过2v,即驱动信号的频率f_bst大于800hz,则周期性地闭合升压开关k2,利用电压转换器u3的升压输出端输出,使得vcomp的值增加,由于低压调整值vzd_l’=vzd_l-vcomp,可使低压调整值减小,频率f_bst逼近800hz。
92.在一个周期内,利用充电容电流源d1充蓄能电容c1的三角波saw_800是否超过到2.1v的电压目标值,该电压目标值对应的频率值为760hz,若saw_800超过2.1v,即驱动信号
的频率f_bst小于760hz,则周期性地闭合降压开关k3,利用电压转换器u3的降压输出端输出,使得vcomp的值减小,使低压调整值增大,频率f_bst逼近760hz。
93.在一些可选的实施方式中,请参照图8,图8为本实施例提供的采用第二种调节方式的电源管理装置1的电路结构图。参数调整模块121包括电压转换器u3、升压电流源d2、降压电流源d3、电容c2、升压开关k2、降压开关k3和脉波宽度补偿电路u6;
94.其中,电压转换器u3的第一输入端用于输入低电压比较结果,电压转换器u3的第一输出端控制升压开关k2;升压开关k2的一端连接升压电流源d2的输出端,升压开关k2另一端连接脉波宽度补偿电路u6的第一输入端;脉波宽度补偿电路u6的第一输入端还连接降压开关k3的一端,降压开关k3另一端连接降压电流源d3的输入端,降压电流源d3的输出端接地;电压转换器u3的第二输入端用于输入高电压比较结果,电压转换器u3的第二输出端控制降压开关k3;脉波宽度补偿电路u6的第一输入端(vcomp)还连接电容c2的一端,电容c2的另一端接地;脉波宽度补偿电路u6的第二输入端用于输入pwm脉冲,脉波宽度补偿电路u6的输出端用于输出调整脉宽后的pwm脉冲;其中,pwm脉冲用于与控制脉冲共同生成驱动信号。
95.本实施例电源管理装置1采用第二种调节方式,固定低压调整值和高压调整值不变,对pwm脉冲进行脉波宽度补偿,其具体过程为:
96.在一个周期内,利用充电容电流源d1充蓄能电容c1的三角波saw_800是否达到2v的电压目标值,该电压目标值对应的频率值为800hz,若saw_800未超过2v,即驱动信号的频率f_bst大于800hz,则周期性地闭合升压开关k2,利用电压转换器u3的升压输出端输出,使得vcomp的值增加,利用脉波宽度补偿电路u6根据调节后的vcomp对pwm脉冲增加脉冲,得到调整脉宽后的pwm脉冲,使频率f_bst下降并逼近800hz。
97.在一个周期内,利用充电容电流源d1充蓄能电容c1的三角波saw_800是否超过到2.1v的电压目标值,该电压目标值对应的频率值为760hz,若saw_800超过2.1v,即驱动信号的频率f_bst小于760hz,则周期性地闭合降压开关k3,利用电压转换器u3的降压输出端输出,使得vcomp的值减小,利用脉波宽度补偿电路u6根据调节后的vcomp对pwm脉冲减少脉冲,得到调整脉宽后的pwm脉冲,使频率f_bst上升并逼近760hz。
98.在一些可选的实施方式中,请参照图9,图9为本实施例提供的采用第三种调节方式的电源管理装置1的电路结构图。参数调整模块121包括电压转换器u3、升压电流源d2、降压电流源d3、电容c2、升压开关k2、降压开关k3、加法器、振荡器u7和触发器u8;本实施例的振荡器u7需采用带电压控制的振荡器,例如压控振荡器;本实施例的触发器u8采用rs触发器。
99.电压转换器u3的第一输入端用于输入低电压比较结果,电压转换器u3的第一输出端控制升压开关k2;升压开关k2的一端连接升压电流源d2的输出端,升压开关k2另一端连接加法器的第一输入端;加法器的第一输入端还连接降压开关k3的一端,降压开关k3另一端连接降压电流源d3的输入端,降压电流源d3的输出端接地;电压转换器u3的第二输入端用于输入高电压比较结果,电压转换器u3的第二输出端控制降压开关k3;加法器的第一输入端(vcomp)还连接电容c2的一端,电容c2的另一端接地;加法器的第二输入端用于输入固定频率的时钟信号,加法器的输出端连接振荡器u7的输入端,振荡器u7输出目标频率的时钟信号至触发器u8的s端,触发器u8的r端用于输入固定脉宽的pwm脉冲,触发器u8的q端输
出调整频率后的pwm脉冲;其中,pwm脉冲用于与控制脉冲共同生成驱动信号。
100.本实施例电源管理装置1采用第三种调节方式,固定低压调整值、高压调整值和pwm脉冲宽度不变,调节pwm脉冲的频率,其具体过程为:
101.在一个周期内,利用充电容电流源d1充蓄能电容c1的三角波saw_800是否达到2v的电压目标值,该电压目标值对应的频率值为800hz,若saw_800未超过2v,即驱动信号的频率f_bst大于800hz,则周期性地闭合升压开关k2,利用电压转换器u3的升压输出端输出,使得vcomp的值增加,将vcomp与原本频率20khz的vclk时钟信号输入加法器之后进入振荡器u7,振荡器u7输出信号clk,利用信号clk输入触发器u8的s端,在触发器u8的r端固定脉冲宽度不变,使触发器u8输出频率增大后的pwm脉冲,使频率f_bst下降并逼近800hz。
102.在一个周期内,利用充电容电流源d1充蓄能电容c1的三角波saw_800是否超过到2.1v的电压目标值,该电压目标值对应的频率值为760hz,若saw_800超过2.1v,即驱动信号的频率f_bst小于760hz,则周期性地闭合降压开关k3,利用电压转换器u3的降压输出端输出,使得vcomp的值减小,将vcomp与原本频率20khz的vclk时钟信号输入加法器之后进入振荡器u7,振荡器u7输出信号clk,利用信号clk输入触发器u8的s端,在触发器u8的r端固定脉冲宽度不变,使触发器u8输出频率减小后的pwm脉冲,使频率f_bst上升并逼近760hz。
103.下面的实施例将阐述本技术实施例提供的一种电压转换电路轻载噪声抑制方法,具体如下:
104.本技术实施例提供的一种电压转换电路轻载噪声抑制方法应用于开关式电源电路的电源管理装置1;在开关式电源电路中,当电压转换电路2处于轻载模式时,产生间歇脉冲的驱动信号,并根据驱动信号驱动电压转换电路2进行电压转换。
105.本技术实施例的噪声抑制方法包括:实时检测驱动信号的频率,通过调整影响驱动信号的频率的参数,使得驱动信号的频率在人耳可感知频率范围之外。
106.在开关式电源电路中,当电压转换电路2处于轻载模式时,开关式电源电路的电源管理装置1处于间歇供电模式的过程中,基于有限状态机,即通过实时检测用于驱动电压转换电路2的驱动信号的频率,通过调整影响驱动信号频率的参数,使该频率在人耳可感知频率范围之外,例如,要使驱动信号频率在人耳敏感音频1khz~10khz之外,可以将驱动信号频率控制在1khz以下或10khz以上,例如将驱动信号频率控制在800hz左右。
107.在一些可选的实施方式中,当电压转换电路2处于轻载模式时,产生间歇脉冲的驱动信号,并根据驱动信号驱动电压转换电路2进行电压转换,包括:电压转换电路2负载变轻时,电压转换电路2输出电压升高,回授反馈电压降低,直到回授反馈电压降低至低压调整值时,电源管理装置1输出低电平的驱动信号,使电压转换电路2停止工作;电压转换电路2停止工作时,电压转换电路2输出电压降低,回授反馈电压升高,直到回授反馈电压升高到高压调整值时,电源管理装置1输出高电平的驱动信号;其中,低压调整值小于高压调整值。
108.电压转换电路2的负载变轻,回授反馈电压降低至低压调整值时,开关式电源电路开始间歇供电模式,电源管理装置1输出低电平的驱动信号,使电压转换电路2停止工作,之后,随着电压转换电路2输出电压降低,回授反馈电压逐渐升高,直到回授反馈电压升高至高压调整值时,电压管理装置输出高电平的驱动信号,电压转换电路2又进入工作模式,重复上述的过程,使得开关式电源电路进行间歇供电。
109.在一些可选的实施方式中,电源管理装置1可以为pwm(脉宽调整)芯片,电源管理
装置1还用于生成pwm脉冲,以及生成用于控制驱动信号为高电平和低电平的控制脉冲,并且,根据pwm脉冲和控制脉冲,生成驱动信号。
110.在一些可选的实施方式中,通过调整影响驱动信号的频率的参数,至少包括以下三种调节方式:
111.第一种调节方式,通过调节低压调整值和高压调整值的大小,来调节驱动信号的周期大小,使得驱动信号的频率在人耳可感知频率范围之外,避免产生音频杂讯。
112.第二种调节方式,通过调节pwm脉冲的脉冲宽度,使得驱动信号的频率在人耳可感知频率范围之外,避免产生音频杂讯。
113.第三种调节方式,通过调节pwm脉冲的脉冲频率,使得驱动信号的频率在人耳可感知频率范围之外,避免产生音频杂讯。
114.在本技术所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
115.另外,作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
116.再者,在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
117.在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
118.以上所述仅为本技术的实施例而已,并不用于限制本技术的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。

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