[发明专利]具有胳肢脉冲注入的电源

说明书

技术领域

该公开内容涉及开关电源。

背景技术

开关电源通常用于包括音频应用的各种应用中。在音频应用中，经常存在由电源供电的音频放大器汲取很少功率或者不汲取功率的时候。例如，在歌曲或其他音频渲染期间的短暂沉默使放大器汲取相对少的功率。该低负载状况可以使开关电源以减小的频率来切换其功率开关或者完全停止切换。该切换不好控制并且能够引起放大器的性能中不期望的可听伪像（audible artifact）或洞（hole）。

发明内容

在一个方面，一种电源使用了一种方法，该方法用于将一系列“胳肢（tickle）”脉冲注入脉冲宽度调制（PWM）控制器中，以诱导该控制器以最小开关频率生成PWM脉冲，这对于音频应用优选地是超声波的。开关频率还可以被选择或控制以使得其避免电源中的谐振。

在另一方面，一种电源，包括：输出节点，其传送目标输出电压到可变负载；一个或多个功率开关，其控制被传送到输出节点的功率；以及控制器，其产生控制功率开关的操作的一系列可变宽度脉冲，以使得输出节点传送几乎不变的目标输出电压到负载，其中控制器接收指示负载处的实际电压与目标电压之间的差异的误差信号，并且基于误差信号至少改变被传送到功率开关的脉冲的宽度。电源还包括生成一系列胳肢脉冲的胳肢脉冲发生器，该胳肢脉冲与被提供到控制器的误差信号进行组合，以使得当负载汲取很少功率或者不汲取功率（例如，当与负载的平均功率汲取相比时的少量功率）时，脉冲中的至少一些脉冲使控制器生成被传送到功率开关的脉冲。

在另一方面，一种音频系统可以包括一个或多个扬声器以及由具有胳肢脉冲发生器的PWM电源供电的音频放大器，该胳肢脉冲发生器将一系列胳肢脉冲引入PWM控制器中，以使得控制器以最小开关频率生成PWM脉冲，这优选地是非可听频率。

实施例可以包括下列特征中的一个或多个。电源还可以包括时钟，该时钟提供计时信号（clocking signal）到控制器，以使得控制器能够在某数量的时钟脉冲——例如，偶数个（诸如每隔一个时钟脉冲）或奇数个时钟脉冲上生成可变宽度脉冲。相同的计时信号还可以被提供到胳肢脉冲发生器来为胳肢脉冲的生成定时。胳肢脉冲发生器可以被配置为使得其在某奇数个计时脉冲上生成胳肢脉冲。其还可以被配置为使得其在某偶数个胳肢脉冲上生成胳肢脉冲，并且可以被进一步配置为确定胳肢脉冲是否与开关时机对齐，并且如果否，则将胳肢脉冲波形移动一个或多个计时脉冲以获得这样的对齐。

胳肢脉冲发生器可以包括延迟单元，其例如根据计时信号来延迟胳肢脉冲的生成。可以引入该延迟以便更精确地将胳肢脉冲与PWM控制器的PWM开关时机对齐。

胳肢脉冲发生器可以生成具有任意形状——例如，方波形状、三角波形状、锯齿波形状等的胳肢脉冲波形。其可以生成胳肢波，该胳肢波具有使误差信号影响由胳肢脉冲触发的PWM脉冲的宽度（从而，使能某种调整）的形状。胳肢脉冲的形状可以是使得它们具有快速的攻击（fast attack）和缓慢的衰减（slow decay）（例如，胳肢脉冲当与其下降沿相比时的快速上升沿）。胳肢脉冲可以具有线性或非线性的上升或下降斜率。

胳肢脉冲的频率可以被选择或控制为使PWM脉冲将以可听开关频率出现的可能性最小化。胳肢脉冲频率还可以被选择或控制为避免电源中的谐振。

胳肢脉冲发生器还可以随着负载对电源的需求从低功率状态到正常功率状态的转变而监测PWM开关频率的变化。胳肢脉冲发生器可以基于由PWM控制器产生的PWM脉冲的频率（或频率的变化）来调整胳肢脉冲的形状。胳肢脉冲发生器还可以基于由PWM控制器产生的PWM脉冲的频率（或频率的变化）来改变胳肢脉冲的频率。胳肢脉冲发生器可以改变胳肢脉冲的形状和/或频率，以使PWM脉冲的频率的变化随着负载要求从低要求状态的转变而引起可听伪像的可能性最小化。

胳肢脉冲发生器可以数字地或者以模拟形式实现。胳肢脉冲发生器、控制器、时钟以及功率开关（或及其组合）可以在同一硅片上数字地实现。

附图说明

图1和图3各自是具有胳肢脉冲发生器的开关电源的框图。

图2是胳肢脉冲发生器的示例的框图。

图4、图6、图7和图9是图示具有胳肢脉冲发生器的开关电源的操作的理想化时序图。

图5是开关电源中功率开关和变压器的电路图。

图8是胳肢脉冲整形电路的示例。

具体实施方式