带有噪声控制的开关电源的制作方法_2

文档序号:9621296阅读:来源:国知局
例涉及使用电力线作为通信介质的通信系统,但可以使用其他通信系 统,诸如无线或有线通信系统。在其他实例中,公知的指令实例、协议、结构与技术未被详细 示出以免淡化本描述。
[0048] 电源噪声可能影响电子装备的性能。例如,电源噪声可能降低电子通信设备中的 模拟组件的灵敏度。一些电源设计可能在电源输出上具有与电源的操作有关的噪声。例如, 开关电源设计可具有开关组件,诸如控制电源内的电流的开关晶体管。当开关组件在各工 作状态之间转换时,噪声可能被引入到电源输入和/或输出中。
[0049] 代替添加附加组件以对输入电压或输出电压进行滤波,可使用自适应信号处理技 术来减小来自电源的噪声的影响。在一个实施例中,可响应于电源中的信号(诸如反馈信 号)而自适应地使用数字滤波器。可在耦合至电源输出电压(由电源输出电压供电)的模 块内而不是在电源本身内应用这些信号处理技术。
[0050] 图1是描绘功率模块102和通信模块120的示例系统图100。在一个实施例中,功 率模块102可被实现为与通信模块120分开的设备。这样的实施例可具有较低的成本,因 为功率组件可与逻辑组件分开。在另一实施例中,功率模块102和通信模块可实现在单个 设备内。这样的实施例可以更紧凑(相对于多设备实施例)。功率模块102被配置成从电 源104接收功率、处理接收到的功率以及随后提供输出电压112。例如,输入级106可对接 收到的功率进行滤波。在一个实施例中,电源104可以是交流(AC)电压源,诸如在北美普 遍使用的110伏AC电压。在另一实施例中,电源104可以是直流(DC)电压源。在一些实 现中,输入级106可包括用于将AC电压整流成DC电压的整流器。
[0051] 输出级108耦合至输入级106并且可以提供输出电压112供其他模块(诸如通信 模块120)使用。可至少部分地通过在反馈输入110处接收的反馈信号150来确定输出电 压112。反馈信号150可将输出电压112调整到更高或更低的电压电平。通常,可通过反 馈信号150将输出电压112控制在参考电压电平的容限水平内。在一个实施例中,输出级 108可包括开关电源,其中可通过反馈信号150来调整该开关电源的输出电压112。以下结 合电压反馈模块122进一步描述反馈信号150。
[0052] 通信模块120可包括负载130。负载130可包括可耗散来自功率模块102的功率 的电子电路、存储器、处理器等。如图1所示,负载130可直接耦合至来自功率模块102的 输出电压112。在其他实施例中,负载130可例如通过布置在输出电压112与负载130之间 的一个或多个电压调节器(未示出)来间接耦合至输出电压112。
[0053] 电压反馈模块122可被配置成将输出电压112与参考电压电平进行比较并可将反 馈信号150提供给功率模块102。反馈信号150可相对于输出电压与参考电压电平之差而 变化。例如,如果输出电压112低于参考电压电平,则反馈信号150可发信号通知功率模块 102将输出电压112调整到更高的电压电平。相反,如果输出电压112是高于参考电压电 平的电平,则反馈信号150可发信号通知功率模块102将输出电压调整到更低的电压电平。 在一个实施例中,输出级108可包括开关晶体管(未示出),并且反馈信号150可耦合至该 开关晶体管。因此,反馈信号150可为开关晶体管提供开关信号。
[0054] 通信模块120中的通信处理块124可包括用于与通信信号有关的信号处理操作的 电子电路系统和组件,诸如用于由HenxeMug?规范所描述的在电力线上的通信或Wi-Fi? 通信(诸如由IEEE 802. 11标准所描述的那些通信)的信号处理电路系统。在一个实施例 中,通信数据132由通信处理块124编码以通过通信介质(例如,电力线或Wi-Fi)传送。通 信处理块124还可从通信介质接收通信信号、解码通信信号以及提供通信数据132。
[0055] 在一个实施例中,功率模块102可能在反馈信号150调整输出电压112时在输出 电压112上产生电源噪声。例如,电源噪声可表现为输出电压112上与反馈信号150在相 同的频率(基频)处的噪声尖峰。输出电压112中的电源噪声还可存在于与反馈信号150 谐波相关的频率处。输出级108可包括被配置成接收反馈信号150的开关组件,该开关组 件可在输出电压112中引入噪声。一般而言,电源噪声可能降低通信处理块124对低功率 (低振幅、低信号强度)通信信号的灵敏度,由此降低通信模块120的性能。在一些实施例 中,电源噪声可能干扰由通信处理块124提供的信号处理操作。例如,输出电压112中的噪 声可能在接收和解码来自通信介质的通信信号时干扰通信处理块124。
[0056] 在一个实施例中,电压反馈模块122还可将噪声自适应信号151提供给通信处理 块124中的噪声自适应单元128。噪声自适应信号151可以与提供给功率模块102的反馈 信号150(例如在频率、振幅或定时上)相关。在一些实现中,噪声自适应信号151可基本 上类似于反馈信号。噪声自适应单元128可响应于从电压反馈模块122接收到噪声自适 应信号151而修改通信处理块124内的信号处理操作。例如,噪声自适应单元128可响应 于接收到噪声自适应信号151而向通信信号的信号处理应用附加的滤波和/或附加的信号 处理操作(诸如数字信号处理)。附加的滤波和/或附加的信号处理操作可被配置成响应 于接收到反馈信号150而减小由功率模块102产生的电源噪声的影响。可在操作通信模块 120之前表征来自功率模块102的电源噪声以确定附加的滤波和/或附加的信号处理操作 的参数。例如,可在设计阶段期间仿真功率模块102的操作以表征功率模块102并确定滤 波参数。在另一示例中,可使用实验或历史数据来确定滤波参数。在一个实施例中,附加的 滤波和/或信号处理操作可提供"粗调"以减小电源噪声的影响。即,这些参数可能不会移 除电源噪声的所有影响,但可提供初始设置。可在通信模块124的操作期间通过将反馈信 号150与关于电源噪声(诸如通信介质中的噪声)的所收集统计进行相关来确定进一步的 参数。这些参数可提供"微调"以进一步减小电源噪声的影响。在另一实施例中,可在功率 模块102操作时由噪声自适应单元128"实时"确定滤波和/或信号处理参数。滤波和/或 信号处理参数可被存储在通信处理块124、噪声自适应单元128或任何其他技术上可行的 存储设备或位置中。附加的滤波和/或信号处理操作可减小归因于功率模块102的电源噪 声的影响并为通信处理块124中的信号处理操作提供提高的灵敏度。
[0057] 在一个实施例中,通信系统可被配置成使用AC电力线作为通信介质。例如,该通 信系统可被配置成使用电力线通信(PLC)协议来通信。以下在图2中描述该实施例。
[0058] 图2是描绘AC-DC功率模块202和通信模块120的另一示例系统图200。在一个 实施例中,AC-DC功率模块202可被实现为与通信模块120分开的设备。在另一实施例中, 功率模块102和通信模块可实现在单个设备内。AC-DC功率模块202从AC电源204接收功 率并提供输出电压112。AC-DC功率模块202通过电磁干扰(EMI)和通信信号块206耦合 至AC电源204。EMI和通信信号块206可包括EMI滤波器,其用于对AC功率信号进行滤波 以防止可导致对其他设备的干扰的意外辐射或电磁信号传导。另外,EMI和通信信号块206 可将通信信号270耦合至AC电力线275 (以下将结合通信模块120来描述通信信号270)。
[0059] AC-DC模块202中的DC输出模块208耦合至EMI和通信信号块206。DC输出模 块208可提供由其他模块(诸如通信模块120)使用的输出电压112。可至少部分地通过在 DC反馈输入210处接收的反馈信号150来确定输出电压112。如上所述,反馈信号150可 将输出电压112调整到更高或更低的电平。在一个实施例中,DC输出模块208可包括开关 电源,其中可通过反馈信号150来调整开关电源的输出电压112。
[0060] 通信模块120可包括负载130。如上所述,负载130可耗散来自输出电压112的功 率。通信模块120包括电压反馈模块122。电压反馈模块122可被配置成将输出电压112 与参考电压电平进行比较。在一个实施例中,电压反馈模块122可包括电压比较器(未示 出),该电压比较器被配置成将输出电压112与参考电压进行比较。电压反馈模块122可响 应于输出电压112与参考电压电平之差而将反馈信号150提供给DC反馈输入210。在一个 实现中
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