一种电容啸叫自动消除电路及电子设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电容啸叫自动消除电路及电子设备，用于消除具备轻载模式的开关电源芯片的电容啸叫，该电路包括开关电源芯片和有效负载，当有效负载的功耗小于阈值W时，开关电源芯片切换为轻载模式；还包括：备份负载，与开关电源芯片连接，作为开关电源的输出负载，所述备份负载的功耗不低于所述阈值W；监控模块，与开关电源芯片以及备份负载连接，用于监控所述开关电源是否有电容啸叫的趋势，并向备份负载发送开关信号。本实用新型专利技术解决了开关电源芯片的电容啸叫问题，采用检测模块自动检测，速度快；针对不同类型的开关电源芯片提供不同的检测模块，且电路结构简单，不会给整体电路带来额外负担。电路带来额外负担。电路带来额外负担。

【技术实现步骤摘要】
一种电容啸叫自动消除电路及电子设备


[0001]本技术涉及电路设计领域，特别涉及一种电容啸叫自动消除电路及电子设备。

技术介绍

[0002]陶瓷电容由于压电效应，会随加在其两端的电压变化而发生伸缩，当电压呈某种周期性变化，且达到一定幅度时，电容就可能会发生振荡。而当振荡频率，即电压变化频率的频谱在20
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20000Hz范围内且达到一定能量时，人耳就会听见，这就是陶瓷电容的啸叫。开关电源芯片（DC/DC、AC/DC等）通过开关实现供电电压变换，其设计中通常会避开20
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20000Hz的开关频率（通常是大于此频率），以避免出现电容啸叫现象。
[0003]近年来，很多开关电源芯片为了提升性能，设计了轻载模式功能，当电源芯片输出负载较低时，芯片进入轻载状态，降低开关频率或不再进行开关，以提升工作效率。使用带有轻载模式的开关电源芯片时，在两种情况下可能会出现电容啸叫问题：1.轻载模式的开关频率落在20
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20000Hz范围内时；2.开关电源芯片在轻载模式和普通模式间进行切换，切换的频率落在20
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20000Hz范围内时。
[0004]开关电源芯片在大量电子设备中均有应用，而电容啸叫现象对很多设备是不可接受的。本技术提供一种方法，用于自动消除由于开关电源芯片轻载模式带来的电容啸叫问题。

技术实现思路

[0005]本技术提出的一种电容啸叫自动消除电路及电子设备，可至少解决上述技术问题之一。
[0006]为实现上述目的，本技术提出了以下技术方案：
[0007]一种电容啸叫自动消除电路，包括开关电源芯片和有效负载，当有效负载的功耗小于阈值W时，开关电源芯片切换为轻载模式，还包括：
[0008]备份负载，与开关电源芯片连接，作为开关电源的输出负载，所述备份负载的功耗不低于所述阈值W；
[0009]监控模块，与开关电源芯片以及备份负载连接，用于监控所述开关电源是否有电容啸叫的趋势，并向备份负载发送开关信号。
[0010]进一步地，所述监控模块向备份负载发送开关信号，包括：
[0011]所述监控模块检测到所述开关电源有电容啸叫的趋势，则向备份负载发送打开信号，打开备份负载；所述监控模块检测到所述开关电源没有电容啸叫的趋势，则向备份负载发送关闭信号，关闭备份负载。
[0012]进一步地，所述开关电源有电容啸叫的趋势，包括：
[0013]开关电源芯片已切换为轻载模式；或，有效负载的功耗小于阈值W；或，开关电源芯片的开关频率的频谱在20
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20000Hz范围内超过阈值E。
[0014]进一步地，所述开关电源芯片自带轻载状态标志，所述监控模块根据所述轻载状态标志，判断所述开关电源芯片是否已切换为轻载模式。
[0015]进一步地，所述监控模块包括一缓冲器，所述缓冲器输入端与开关电源芯片连接，接收轻载状态标志的信号；缓冲器的输出端与备份负载的开关相连，对轻载状态标志的信号进行转换后输出，用于控制备份负载的开关。
[0016]进一步地，所述监控模块用于监控所述开关电源芯片的开关频率，进行快速傅里叶变换，然后判断开关电源芯片的开关频率的频谱是否在20
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20000Hz范围超过阈值E。
[0017]进一步地，所述监控模块包括一FFT运算模块，所述FFT运算模块的输入端与开关电源的输出相连，用于对开关电源的开关频率进行FFT运算，所述FFT运算模块的输出端与备份负载的开关相连，若判断开关频率的频谱在20
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20000Hz范围内超过阈值E，则向备份负载发送信号使其打开。
[0018]进一步地，所述监控模块用于监控所述开关电源芯片的电流检测电阻，进而得到所述有效负载的功耗大小，并判断所述有效负载的功耗是否小于阈值W。
[0019]进一步地，所述监控模块包括模数转换器和比较器，所述模数转换器的输入端分别连接至开关电源芯片的电流检测电阻两端，输出端连接至比较器的输入端；
[0020]所述比较器的输出端和备份负载的开关相连，所述模数转换器通过开关电源芯片的电流检测电阻，获得其输出负载的大小，并将其大小通过设定的信号值传入比较器，和功耗的阈值W对应的信号值T比较，若该信号值小于或等于T，则比较器向备份负载发送信号使其打开。
[0021]另一方面，本专利技术还提出了一种电子设备，所述电子设备包括上述的电容啸叫自动消除电路。
[0022]本技术的有益效果如下：
[0023]（1）解决了开关电源芯片的电容啸叫问题，采用检测模块自动检测，且能够在电容啸叫发生之前即能够得到检测结果，速度快；
[0024]（2）针对不同类型的开关电源芯片提供不同的检测模块，且电路结构简单，不会给整体电路带来额外负担。
附图说明
[0025]图1是本技术的电容啸叫自动消除电路示意图；
[0026]图2是本技术实施例1的电容啸叫自动消除电路示意图；
[0027]图3是本技术实施例2的电容啸叫自动消除电路示意图；
[0028]图4是本技术实施例3的电容啸叫自动消除电路示意图。
具体实施方式
[0029]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
[0030]本实施例提出的电容啸叫自动消除电路如图1所示，包括开关电源芯片、有效负载、监控模块和备份负载。其中开关电源芯片和有效负载即构成现有技术中的含开关电源芯片的各种电路，有效负载是开关电源芯片的输出负载，即电子设备本身的负载，其会随着整个电路的状态变化而变化。当有效负载的功耗值小于阈值W时，开关电源芯片将持续进入轻载模式，或在轻载模式和普通模式间切换。
[0031]监控模块和备份负载为本实施例为消除开关电源芯片的电容啸叫，而在现有电路的基础上增加的部分。其中备份负载也可以作为开关电源芯片的输出负载，且其功耗不低于阈值W，此时即使有效负载为0时，备份负载也可保证开关电源芯片不会进入轻载状态。
[0032]监控模块可监控开关电源芯片的状态，也即监控所述开关电源是否出现电容啸叫的趋势，并以此控制备份负载的开关。具体地，当监控模块检测到开关电源有电容啸叫的趋势，则并向备份负载发送打开信号，打开备份负载，使开关电源芯片不会进入轻载模式，防止电容啸叫现象的发生；当监控模块检测到开关电源没有电容啸叫的趋势，则并向备份负载发送关闭信号，关闭备份负载，以降低电路整体的功耗。
[0033]在本实施例中，开关电源芯片自带轻载状态标志，如图2所示，开关电源芯片和有效负载连接形成电路基础，开关电源芯片同时和备份负载连接，备份负载的开关受到监控模块控制。监控模块包括一个缓冲器，其输入端与开关电源芯片连接，接收轻载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容啸叫自动消除电路，包括开关电源芯片和有效负载，当有效负载的功耗小于阈值W时，开关电源芯片切换为轻载模式，其特征在于，还包括：备份负载，与开关电源芯片连接，作为开关电源的输出负载，所述备份负载的功耗不低于所述阈值W；监控模块，与开关电源芯片以及备份负载连接，用于监控所述开关电源是否有电容啸叫的趋势，并向备份负载发送开关信号。2.根据权利要求1所述的电容啸叫自动消除电路，其特征在于，所述监控模块向备份负载发送开关信号，包括：所述监控模块检测到所述开关电源有电容啸叫的趋势，则向备份负载发送打开信号，打开备份负载；所述监控模块检测到所述开关电源没有电容啸叫的趋势，则向备份负载发送关闭信号，关闭备份负载。3.根据权利要求2所述的电容啸叫自动消除电路，其特征在于，所述开关电源有电容啸叫的趋势，包括：开关电源芯片已切换为轻载模式；或，有效负载的功耗小于阈值W；或，开关电源芯片的开关频率的频谱在20
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20000Hz范围内超过阈值E。4.根据权利要求3所述的电容啸叫自动消除电路，其特征在于，所述开关电源芯片自带轻载状态标志，所述监控模块根据所述轻载状态标志，判断所述开关电源芯片是否已切换为轻载模式。5.根据权利要求4所述的电容啸叫自动消除电路，其特征在于，所述监控模块包括一缓冲器，所述缓冲器输入端与开关电源芯片连接，接收轻载状态标志的信号；缓冲器的输出端与备份负载的开关相连，对轻载状态标志的信号进行转换后输出，用于控制备份负载的开关。6.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晨飞，曹桂平，董宁，
申请(专利权)人：合肥埃科光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：