[發(fā)明專利]使用變頻調(diào)制在DC-DC轉(zhuǎn)換器中的聲學(xué)噪聲降低

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910292408.3
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110380611A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 燕模·陳;斌·李;梅裕爾·迪利普·沙阿;國坤·林
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞薩電子美國有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/44
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;吳啟超

本實(shí)施例大體上涉及基于開關(guān)電容器(SC)的DC?DC轉(zhuǎn)換器，更具體地涉及包括諸如MLCC這樣的陶瓷電容器的帽分頻器的調(diào)制方案。根據(jù)某些一般方面，本實(shí)施例使用變頻調(diào)制方案來增加輕負(fù)載時(shí)的開關(guān)頻率，以減小MLCC上的電壓差。在這些和其他實(shí)施例中，可以減少從MLCC產(chǎn)生的聲學(xué)噪聲，同時(shí)保持優(yōu)異的輕負(fù)載效率。根據(jù)某些方面，這可以在對系統(tǒng)性能、成本和尺寸影響最小的情況下實(shí)現(xiàn)。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2018年4月12日提交的美國臨時(shí)專利申請No.62/656,650的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)施例大體上涉及基于開關(guān)電容器(SC)的DC-DC轉(zhuǎn)換器，更具體地涉及采用梯形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并且包括陶瓷電容器的帽分頻器的調(diào)制方案。

背景技術(shù)

DC-DC轉(zhuǎn)換器從輸入源(例如，主電源、電池等)接收輸入電壓，并使用該電壓向負(fù)載(例如，計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等)提供輸出電壓。傳統(tǒng)的DC-DC轉(zhuǎn)換器經(jīng)常采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括電感器和諸如功率MOSFET的功率開關(guān)。這種基于電感器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在問題和/或它們存在某些設(shè)計(jì)考慮因素，這些因素通常不容易解決。

基于電感器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的替代方案是基于開關(guān)電容器(SC)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。基于SC的DC-DC轉(zhuǎn)換器包括飛跨電容器，該飛跨電容器使用由脈沖寬度調(diào)制(PWM)或脈沖頻率調(diào)制(PFM)信號驅(qū)動的開關(guān)進(jìn)行充電和放電，以便將能量從輸入電壓傳輸?shù)捷敵龆鵁o需使用電感器。雖然基于SC的DC-DC轉(zhuǎn)換器因此可以提供優(yōu)于基于電感器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的某些益處，但是仍然存在某些改進(jìn)的機(jī)會。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)施例大體上涉及基于開關(guān)電容器(SC)的DC-DC轉(zhuǎn)換器，更具體地涉及包括諸如MLCC這樣的陶瓷電容器的帽分頻器的調(diào)制方案。根據(jù)某些一般方面，本實(shí)施例使用變頻調(diào)制方案來增加輕負(fù)載時(shí)的開關(guān)頻率，以減小MLCC上的電壓差。在這些和其他實(shí)施例中，可以減少從MLCC產(chǎn)生的聲學(xué)噪聲，同時(shí)保持優(yōu)異的輕負(fù)載效率。根據(jù)某些方面，這可以在對系統(tǒng)性能、成本和尺寸影響最小的情況下實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

通過結(jié)合附圖閱讀以下具體實(shí)施例的描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明了本發(fā)明的這些和其他方面和特征，其中：

圖1A和1B是示出具有梯形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示例性帽分頻器的框圖；

圖2A和2B是示出一個(gè)示例性聲學(xué)噪聲降低技術(shù)的各方面的示圖；

圖3是示出根據(jù)本實(shí)施例的用于實(shí)現(xiàn)聲學(xué)噪聲降低的示例性調(diào)制器的框圖；

圖4A和4B是示出可以結(jié)合圖3中所示的調(diào)制器實(shí)現(xiàn)的示例性頻率調(diào)制方法的示圖；

圖5是示出根據(jù)本實(shí)施例的用于實(shí)現(xiàn)聲學(xué)噪聲降低的另一示例性調(diào)制器的框圖；

圖6是示出根據(jù)本實(shí)施例的用于實(shí)現(xiàn)聲學(xué)噪聲降低的又一示例性調(diào)制器的框圖；

圖7是示出根據(jù)本實(shí)施例的用于實(shí)現(xiàn)聲學(xué)噪聲降低的再一示例性調(diào)制器的框圖；

圖8是示出根據(jù)本實(shí)施例的用于實(shí)現(xiàn)聲學(xué)噪聲降低的另一示例性調(diào)制器的框圖；

圖9A和9B是示出由本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的益處的示例性方面的示圖；和

圖10是示出根據(jù)本實(shí)施例的示例性聲學(xué)噪聲降低方法的流程圖。

具體實(shí)施方式