电源系统及其控制方法、电子设备技术方案

提供了一种电源系统及其控制方法、电子设备，包括：开关电源，包含电源输出端，开关电源具有多种开关频率；多个电容，与多种开关频率一一对应，多个电容中的每个电容用于滤除多种开关频率中的与每个电容对应的开关频率的噪声；开关模块，位于多个电容和电源输出端之间，用于响应于开关电源的当前工作频率，控制多个电容中的与当前开关频率对应的第一电容处于工作状态，且多个电容中的除第一电容之外的其他电容处于非工作状态。根据当前开关频率选择对应的电容接入电源输出端以滤除当前开关频率对应的开关噪声，避免了多个电容同时并联在输出端造成的浪涌电流过大，从而降低电源系统性能、甚至损坏电源系统的问题。甚至损坏电源系统的问题。甚至损坏电源系统的问题。

【技术实现步骤摘要】
电源系统及其控制方法、电子设备


[0001]本申请涉及电源
，具体涉及一种电源系统及其控制方法、电子设备。

技术介绍

[0002]开关电源具有小型、轻量和高效率的特点，因此以开关电源为核心的电源系统被广泛应用于各个领域。随着开关频率的变化，电源系统开关噪声的频率也随之变化。相关技术中采用并联多个电容的方法以滤除多种频率的开关噪声。
[0003]但是，输出端并联的电容越多，等效电容值越大。从而，在电源系统启动的瞬间，浪涌电流值就越大。浪涌电流值过大会影响电源系统的性能，甚至损坏电源系统内部的元器件。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种电源系统及其控制方法、电子设备。
[0005]第一方面，提供一种电源系统，包括：开关电源，包含电源输出端，开关电源具有多种开关频率；多个电容，与多种开关频率一一对应，多个电容中的每个电容用于滤除多种开关频率中的与每个电容对应的开关频率的噪声；开关模块，位于多个电容和电源输出端之间，用于响应于开关电源的当前工作频率，控制多个电容中的与当前开关频率对应的第一电容处于工作状态，且多个电容中的除第一电容之外的其他电容处于非工作状态。
[0006]第二方面，提供一种电源系统的控制方法，电源系统包括：开关电源，包含电源输出端，开关电源具有多种开关频率；多个电容，与多种开关频率一一对应，多个电容中的每个电容用于滤除多种开关频率中的与每个电容对应的开关频率的噪声；开关模块，位于多个电容和电源输出端之间，控制方法包括：响应于开关电源的当前工作频率，控制多个电容中的与当前开关频率对应的第一电容处于工作状态，且多个电容中的除第一电容之外的其他电容处于非工作状态。
[0007]第三方面，提供一种电子设备，包括，负载器件；如第一方面的电源系统，用于为负载器件供电。
[0008]本申请实施例，根据当前开关频率选择对应的电容接入电源输出端以滤除当前开关频率对应的开关噪声，避免了多个电容同时并联在输出端造成的浪涌电流过大，从而降低电源系统性能、甚至损坏电源系统的问题。
附图说明
[0009]图1为降压型DC/DC开关电源(Buck)示意图。
[0010]图2为基于PWM控制开关电源的输出电压的占空比的示例图。
[0011]图3为基于PFM控制开关电源的输出电压的占空比的示例图。
[0012]图4为相关技术中的滤除开关电源多种频率开关噪声的示例图。
[0013]图5为图4中的电容C1的插入损耗的示意图。
[0014]图6为本申请实施例提供的一种电源系统的示意图。
[0015]图7为电源系统的检测模块的一种实现方式示意图。
[0016]图8为电源系统的一种实现方式的示意图。
[0017]图9为本申请实施例提供的一种电子设备的示意图。
[0018]图10为本申请实施例提供的一种电源系统控制方法的流程图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0020]开关电源是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。以开关电源为核心的电源系统广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器、电子冰箱、液晶显示器，LED灯具、通讯设备、视听产品、安防监控，LED灯带、电脑机箱、数码产品和仪器类等领域。
[0021]当电源系统的开关频率是变化的，电源系统开关噪声的频率也随之变化。为了有效滤除开关噪声，相关技术中采用并联多个电容的方法。但是并联的电容越多，在电源系统启动的瞬间，浪涌电流值就越大。浪涌电流值过大会影响电源的性能，甚至损坏电源系统内部的元器件。
[0022]为了便于理解，下面以电源系统为降压型DC/DC开关电源(Buck)为例，结合图1对上文提及的问题进行详细的举例说明。
[0023]DC/DC开关电源是通过控制开关管开通和关断的时间比率以维持稳定的输出。
[0024]如图1所示，Buck可以包括输入电源110、控制器130、开关器件120和121、电感140、电容150、负载160等。
[0025]开关器件120为可以通过控制方式改变通断状态的任意开关器件。例如，可以为MOSFET，也可以为IGBT。开关器件121为可以在开关器件120断开时能够导通完成续流、开关器件120导通时断开的任意开关器件。例如，可以为MOSFET，也可以为IGBT，也可以为二极管。
[0026]Buck利用电感140的储能功能，通过控制开关器件120和121的开通与关断，实现降压输出。输出电压V
o
和输入电压V
in
的关系为：
[0027]V
o
＝V
in
×
d
[0028]其中，d为开关器件120的占空比，也就是一个周期内开关打开的时间与周期的比值。
[0029]由上面的公式可以看出，对输出的控制，实际上是通过对占空比的控制来实现的。控制器130控制占空比d的方法可以为脉冲宽度调制(PWM)，也可以为脉冲频率调制(PFM)。
[0030]PWM为一种周期恒定的控制方法，通过控制每个周期内开关打开的时间(ON)实现占空比d的改变。图2为基于PWM控制开关电源的输出电压的占空比的示例图。图2中的脉冲可以用于驱动图1中的开关器件120。如图2所示，在第一个开关周期内开关器件120导通的时间为t1，开关周期为T，此时占空比为d1。保持开关周期T不变，在第二个开关周期内将开关器件120导通的时间调整为t2(t2>t1)，此时占空比为d2(d2>d1)。通过在相同的周期内改
变开关器件120导通的时间实现了占空比的增大。
[0031]PFM为一种周期变化的控制方法，分为固定ON时间型和固定OFF时间型两种类型。以固定ON时间型为例，每个周期内开关打开的时间(ON)不变，PFM是通过控制关断时间，实现占空比d的改变。换句话说，固定ON时间型为每个周期内开关打开的时间(ON)不变，PFM是通过控制周期变化，实现占空比d的改变。图3为基于PFM控制开关电源的输出电压的占空比的示例图。图中的脉冲可以用于驱动图1中的开关器件120。
[0032]如图3所示，在每个周期内开关器件120导通的时间均为t。在第一个开关周期T1内开关器件120关断的时间为t3，此时占空比为d3。在第二个开关周期T2内开关器件120关断的时间为t4，此时占空比为d4。在第三个开关周期T3内开关器件120关断的时间为t5，此时占空比为d5。结合占空比的计算方法可以看出，固定ON时间型PFM控制方式，是在导通时间不变的情况下，改变周期来改变占空比，从而实现电源输出的改变。
[0033]由于开关器件工作在高频通断状态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电源系统，其特征在于，包括：开关电源，包含电源输出端，所述开关电源具有多种开关频率；多个电容，与所述多种开关频率一一对应，所述多个电容中的每个电容用于滤除所述多种开关频率中的与所述每个电容对应的开关频率的噪声；开关模块，位于所述多个电容和所述电源输出端之间，用于响应于所述开关电源的当前工作频率，控制所述多个电容中的与所述当前开关频率对应的第一电容处于工作状态，且所述多个电容中的除所述第一电容之外的其他电容处于非工作状态。2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括：检测模块，用于检测所述开关电源的开关频率，响应于检测到所述开关电源的开关频率切换至所述当前开关频率，向所述开关模块发送触发信号，以触发所述开关模块控制所述第一电容处于工作状态。3.根据权利要求2所述的电源系统，其特征在于，所述检测模块包括：控制模块，用于控制所述开关电源的开关频率；存储模块，用于存储所述开关电源的所述多种开关频率与所述多个电容之间的通断状态的映射关系，且响应于所述控制模块的开关频率切换至所述当前开关频率，向所述开关模块发送所述触发信号。4.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述开关电源为基于PFM模式的开关电源。5.一种电源系统的控制方法，其特征在于，所述电源系统包括：开关电源，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭博，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：