[发明专利]除去了噪音的电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高具有开关元件的电源装置在轻负载时的效率，同时除 去噪音的技术。

背景技术

在笔记本型电脑(以下称为笔记本PC)中，DC/DC变换器将AC/DC适 配器输出的直流电压变换为预定的直流电压。另外，笔记本PC具备对蓄电池 充电的充电器。AC/DC适配器、DC/DC变换器以及充电器具备用于接通切断 输入的直流电压，得到预定的直流电压的开关元件，也被称为开关稳压器。

开关稳压器在PWM(Pulse Width Modulation)以及PFM(Pulse Frequency Modulation)等动作模式下，控制开关元件的一周期中的导通期间以及关断期 间或者其中的某一方，来输出恒定的直流电压。在PWM模式下，使得与导通 /关断开关元件的周期相对应的开关频率(以下称为动作频率)恒定来控制导 通期间，在PFM模式下，使导通期间恒定来控制关断期间，由此，将二次侧 的平均电压控制在一定的范围内。PWM模式因为动作频率恒定，用于降低噪 声的滤波器的设计容易，在大量的开关稳压器中得到使用，但具有轻负载时的 开关损失大的缺点。

为了弥补PWM模式在轻负载时的缺点，采用了间歇模式这样的动作模 式。间歇模式也被称为跳越模式、突发模式、或者休眠模式等。在采用了间歇 模式的开关稳压器中，监视负载电流或负载电压，在重负载时在PWM模式下 进行动作，在轻负载时在间歇模式下进行动作。在间歇模式下通过使动作频率 低于PWM模式时的动作频率，可以降低开关损失。

在间歇模式下，随着负载减小降低动作频率，在无负载之前可以生成恒定 的输出电压。此时，当负载减小时，开关元件的动作频率变得小于作为可听频 率上限的20kHz。在无负载时，仅流过由电源装置中包含的电容器、电阻等的 电路常数决定的微小电流，频率降低到10Hz左右。因此，轻负载时，构成开 关稳压器的电感器以及电容器以可听频率进行振动而产生噪音。构成开关稳压 器的元件相对于基板的物理配置、安装方法、以及紧固力等与噪音产生的原因 相关。另外，元件的容量以及材料等个体差异或环境温度等也与该原因相关。 并且，噪音由于各原因综合作用而发生，而且，由于元件随时间恶化，因此难 以完全控制噪音，并且难以在较长的期间内保证这一点。

现有技术中公开了检测汽车的噪音，对PWM控制的变换器的载波频率进 行控制的技术。在该文献的发明中，直接检测基于伴随车辆移动而产生的风声 和路面噪声等的车内噪音，在该检测噪音增大，PWM控制的载波频率引起的 噪音消除了该噪音的高速行驶时等，载波频率降低，开关部的电力变换效率提 高；在车内的检测噪音减小，载波频率引起的噪音相对增大的低速行驶时等， 开关部的载波频率增大，抑制噪音。

现有技术中公开了一种开关稳压器，其采用了通过调节开关稳压器的电流 限制，在轻负载时降低可听噪声的导通/关断控制。该文献的发明所涉及的开 关稳压器包含状态机，该状态机根据反馈信号值的图形调节开关稳压器的电流 限制，上述反馈信号值来自与先行的驱动信号的N个周期相对的电源的输出。 状态机在通过变压器的磁通量密度足够小，降低了可听噪声产生之前，为了将 开关稳压器的动作频率降低到可听频率范围内，不跳过周期地在轻负载时将电 流限制调节得较低。

现有技术中公开了一种开关稳压器，通过自动跳越(auto skip)电路检测 是轻负载还是重负载，在为重负载时在PWM模式下进行动作，在轻负载时在 主输出晶体管的开关频率降低的跳越模式下进行动作，并且，即使从重负载的 状态成为轻负载的状态，直到成为轻负载的状态持续预定期间为止，不转移到 跳越模式。

当对于实施了噪音措施的同一形式的多个笔记本PC在制造时进行噪音测 试时，有时在若干笔记本PC中观测到超过基准的噪音。在这种情况下，需要 重新设计该形式的全体笔记本PC的噪音措施，作为避免该问题的一个方法， 代替间歇模式而采用无噪音模式。无噪音模式是即使在间歇模式中负载进一步 减小，动作频率也不会低于20kHz地进行控制的动作模式，不产生噪音。