自适应直流-直流升压转换器装置制造方法及图纸

本申请公开了一种自适应直流

【技术实现步骤摘要】
自适应直流
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直流升压转换器装置
[0001]本申请是2021年7月1日提交的题为“自适应直流
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直流升压转换器装置”的中国专利申请202110744972.1的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种自适应直流
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直流升压转换器装置，包括电路板，电路板具有安装于其上的多个电子组件，多个电子组件包括自适应直流
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直流升压转换器电路和连接于自适应直流
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直流升压转换器电路的输出的升压去耦电容器。

技术介绍

[0003]在许多电子设备中，直流
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直流升压转换器用于使电源电压升高，例如，在电池运转的设备中，为了将低电池电压调整为高电源电压。从能源效率的角度，这是有效的，因为可以仅在需要时调整电源电压。然而，在这种直流
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直流升压转换器中经常使用的去耦电容器可能会导致电子设备产生不需要的声学噪声。
[0004]国际专利公布WO2015/105719公开了一种使用具有多层陶瓷电容器的装置来消除噪声的技术。在电路中，一个电容器器耦接到参考地，另一个电容器耦接到电源电压。多层陶瓷电容器由使得电容器封装不会因电压电平波动而改变形状或振动的材料制成。
[0005]美国专利公布US 9,615,460公开了一种用于降低声学噪声的电路板设备。提供了特定的PCB板布局，PCB的任一侧具有两个以背对背的方式设置的电容器封装区域。

技术实现思路

[0006]本专利技术寻求提供一种解决方案，以在施加交流信号时抑制源自包括在(印刷)电路板上的陶瓷电容器的可听噪声。
[0007]根据本专利技术，如上所定义，提供一种自适应直流
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直流升压转换器装置，进一步包括直流
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直流升压转换器，自适应直流
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直流升压控制单元和声学噪声抑制滤波器。直流
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直流升压转换器具有转换器设定值输入，升压电源输入和升压电压输出。自适应直流
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直流升压控制单元具有控制输入和控制输出。声学噪声抑制滤波器具有与自适应直流
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直流升压控制单元的控制输出连接的滤波器输入和与直流
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直流升压转换器的转换器设定值输入连接的滤波器输出，所述声学噪声抑制滤波器被配置成滤除由升压去耦电容器上的交流信号造成的所述电路板的谐振频率。
[0008]本专利技术的实施例具有的优点是自适应直流
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直流升压转换器装置可被应用于使用具有低成本、低复杂性布局要求和最小尺寸的简单板电路的电子电路。它提供了一种更简单的解决方案，用于抑制源自陶瓷电容器的可听噪声，同时保持对电源电压的升压能力，例如高放大器输出功率的应用。
[0009]在另一方面，本专利技术涉及一种电子电路，其包括根据本文描述的实施例的任一的自适应直流
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直流升压转换器装置。
附图说明
[0010]下面将参照附图更详细地讨论本专利技术，其中
[0011]图1示出了使用根据本专利技术的实施例的自适应直流
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直流升压转换器装置的电子电路的示意图；
[0012]图2示出了使用在根据本专利技术的实施例的自适应直流
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直流升压转换器装置中的声学噪声抑制滤波器的示例性输入和输出信号的信号图；
[0013]图3示出了图2所示信号的功率谱的曲线图；
[0014]图4示出了有过冲的滤波器和无过冲的滤波器的阶跃响应图；以及
[0015]图5示出了根据本专利技术的声学噪声抑制滤波器的示例性实施例的电路图。
具体实施方式
[0016]移动应用中的音频放大器使用内置的直流
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直流升压转换器来提升电源电压，从而实现高放大器输出功率。内置的直流
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直流升压转换器将电池电压增加到放大器中的更高电压，以允许将更多功率驱动到其负载中。由于内置的直流
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直流升压转换器仅在需要时提升电源电压，因此可降低电池的功耗，从而延长电池寿命。此外，对于音频信号，升压电压遵循音频信号的包络，因此会响应于变化的电压需求而不断变化。
[0017]通常，此类音频放大器还在相关(印刷)电路板上采用直流
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直流升压转换器去耦电容器，以驱动相关负载(例如扬声器)。大多数音频放大器使用陶瓷电容器作为直流
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直流升压转换器去耦电容器，因为它们在保持良好的性能的同时尺寸更小、成本更低。然而，在电路板上使用陶瓷电容器的缺点是会产生可听噪声，也称为声学噪声，可听噪声来自陶瓷电容器，例如在施加交流信号时。这通常被称为“电容器啸叫”。陶瓷电容器本身不会产生这种可听噪声，但它可能会响应于施加的电压变化而振动、膨胀和/或移动，因此，陶瓷电容器可能会在物理上使电路板振动。虽然电容器的移动很小，只有大约1pm
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1nm，但噪声水平仍然可听到的。特定的电路板共振频率会产生大部分可听噪声。这些共振频率通常高于4kHz，但可能会转移到较低频率，例如，如果电容器的物理尺寸更大。
[0018]本领域中已有抑制“电容器啸叫”的影响的技术。一种技术是使用多层陶瓷电容器，例如在国际专利公布WO2015/105719中公开的，多层陶瓷电容器由使电容器封装不会响应于变化的电压需求而改变形状或振动的材料形成。然而，多层陶瓷电容器通常比普通陶瓷电容器更昂贵，从而推高了制造成本。另一种技术是使用特殊PCB板布局，PCB板的任一侧具有两个设置为背对背的方式的电容器封装区域，例如，在美国专利公布US 9,615,460中所公开的。虽然这成功地降低了可听噪声，但这种特殊的PCB板布局通常具有更复杂的布局要求，并且还需要更多空间，而后者至关重要，尤其是在移动应用中。一种替代技术是将内置的直流
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直流升压转换器固定为恒定输出电压，从而避免任何变化的电压需求并抑制可听噪声，但这会导致效率损失和电池消耗增加。
[0019]因此，本领域需要克服这些缺点，并提供一种以低成本和低复杂性的电路以抑制“电容器啸叫”的技术，同时通过可靠的操作保持变化的电压需求。
[0020]本专利技术的实施例提供了一种自适应直流
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直流升压转换器装置来对电源电压进行升压，同时提供一种简单的解决方案来抑制源自去耦电容器的可听噪声，其具有低成本和简单的(印刷)板电路。
[0021]图1示出了根据本专利技术示例性实施例的使用自适应直流
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直流升压转换器装置的电子电路的示意图。在这个示例性实施例中，电子电路围绕放大器2构建，在进一步的应用中，它可以是不同类型的电子电路。自适应直流
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直流升压转换器装置包括电路板，电路板具有安装在其上的多个电子组件，这多个电子组件包括自适应直流
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直流升压转换器电路3，以及连接到自适应直流
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直流升压转换器电路3的输出的升压去耦电容器C
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应直流
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直流升压转换器装置，包括：电路板，所述电路板具有安装于其上的多个电子组件；所述多个电子组件包括自适应直流
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直流升压转换器电路(3)和连接于所述自适应直流
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直流升压转换器电路(3)的输出的升压去耦电容器(C
bst
)，所述升压去耦电容器响应于交流信号而振动、膨胀和/或移动，以在物理上使所述电路板振动，所述自适应直流
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直流升压转换器电路(3)包括：直流
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直流升压转换器(4)，具有转换器设定值输入(4
i
)，升压电源输入(4
s
)和升压电压输出(4
o
)；自适应直流
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直流升压控制单元(5)，具有控制输入(5
i
)和控制输出(5
o
)；声学噪声抑制滤波器(6)，具有连接于自适应直流
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直流升压控制单元(5)的控制输出(5
o
)的滤波器输入(6
i
)和连接于直流
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直流升压转换器(4)的设定值输入(4
i
)的滤波器输出(6
o
)，其中，所述声学噪声抑制滤波器被配置成滤除由所述升压去耦电容器上的所述交流信号造成的所述电路板的谐振频率。2.根据权利要求1所述的自适应直流
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直流升压转换器装置，其中，所述自适应直流
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直流升压控制单元(5)被布置为确定用于输入到所述直流
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直流升压转换器(4)的转换器设定值输入(4
i
)的转换器设定值，所述转换器设定值与控制输入(5
i
)上的信号电平成比例。3.根据权利要求1所述的自适应直流
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直流升压转换器装置，其中，所述声学噪声抑制滤波器(6)为具有小于所述谐振频率的通过带宽的低通滤波器。4.根据权利要求1所述的自适应直流
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直流升压转换器装置，其中，所述升压去耦电容器(C
bst
)的物理尺寸越大，所述谐振频率越低。5.根据权利要求1所述的自适应直流
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直流升压转换器装置，其中，所述声学噪声抑制滤波器(6)具有小于4kHz的通过带宽。6.根据权利要求1所述的自适应直流
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直流升压转换器装置，其中，所述声学噪声抑制滤波器(6)具有小于1kHz的通过带宽。7.根据权利要求3所述的自适应直流
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直流升压转换器装置，其中，所述通过带宽取决于所述升压去耦电容器(C

【专利技术属性】
技术研发人员：卢岑，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：