专利名称：可集成的电源滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种滤波器，特别是涉及一种可集成的电源滤波器。
背景技术：
电子产品的尺寸随着可集成电路的发展越做越小，故而电子产品对电源输出的电压的稳定性要求越来越高，特别低，在微麦克风领域中，电源所提供的偏置电压直接影响微麦克风的工作稳定性，因此，需要在微麦克风电源输出端提供一个滤波电路。目前，常用的滤波电路为RC电路，其中，电阻的阻值为百兆以上量级，这对于尺寸越来越小的集成电路来说，百兆级别的电阻所占用的尺寸很难符合集成电路中的滤波器的尺寸要求。为了解决集成电路的尺寸，可集成的滤波器还采用了二极管和电容来构成的尺寸较小的滤波电路，然而，由于二极管器件本身存在噪声，因此，每一个包含二极管的滤波电路的滤波效果受到 二极管器件的影响，无法确保批量生产出来的滤波器都符合要求。因此，需要对现有的可集成的电源滤波器进行改进，以便提供可靠性高、稳定性好的电源滤波器。
实用新型内容鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种可集成的电源滤波器，以便提供可靠性高、稳定性好的电源滤波器。为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种可集成的电源滤波器，其包括至少一个与电源输出端连接的阻抗单元，其中，所述阻抗单元包括一个按预设频率开/闭的开关、和至少一个受所述开关控制充电的第一电容；通过所述开关与所述阻抗单元连接的第二电容；相邻的所述开关交替开/闭。优选地，所述阻抗单元包括一个按预设频率开/闭的开关和多个受所述开关控制充电的串联/并联的第一电容。优选地，所述阻抗单元为多个，且逐个连接至所述电源输出端。优选地，所述阻抗单元为多个、且逐个连接至所述电源输出端，其中，每一个所述阻抗单元包括一个按预设频率开/闭的开关和一个受所述开关控制充电的第一电容。优选地，相邻的所述开关按各自预设的频率交替开/闭。优选地，相隔的所述开关的步调一致、且相邻的所述开关的步调相反。优选地，所有所述开关按照相同的频率、但各不相同的步调进行开/闭。优选地，所述开关的开/闭频率大于20KHZ。优选地，所述第一电容的电容值在飞法拉量级。如上所述，本实用新型的可集成的电源滤波器，具有以下有益效果利用多个飞法拉量级的所述第一电容来构成百兆量级以上的电阻，能够大大降低电阻在滤波器芯片中所占用的面积；另外，采用所述第一电容来构成滤波器中的高阻值电阻，有利于降低元件本身产生的噪声；此外，仅采用所述开关和所述第一电容来构成滤波电路中的阻抗单元，极大的降低了集成的滤波器的制造难度，有利于应用于微型电路中；还有，所述开关的频率在20kHz以上，能够避免所述开关对声音信号的影响。
图I显示为本实用新型的可集成的电源滤波器的电路示意图。图2显示为本实用新型的可集成的电源滤波器的一种优选方案的电路示意图。图3显示为本实用新型的可集成的电源滤波器的又一种优选方案的电路示意图。图4显示为本实用新型的可集成的电源滤波器的又一种优选方案的电路示意图。元件标号说明I电源滤波器 11阻抗单元111 开关112第一电容12第二电容2电源
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。请参阅图I至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。实施例一图I显示为本实用新型的可集成的电源滤波器的结构示意图。所述电源滤波器I包括至少一个阻抗单元11、第二电容12。所述阻抗单元11与电源2输出端连接，其包括一个按预设频率开/闭的开关111、和至少一个受所述开关111控制充电的第一电容112。其中，所述电源2包括任何能够为声电装置产生偏执电压的电源，其包括但不限于电荷泵等。所述阻抗单元11的数量可以是一个，也可以是多个，当所述阻抗单元11为多个时，各所述阻抗单元11逐个地连接于所述电源2的输出端。优选地，所有所述阻抗单元11所构成的阻抗值大于IGQ。所述第一电容112的数量可以是一个，也可以是多个。所述第一电容112的电容值优选为飞法拉量级。所述开关111包括任何能够按照预设的频率进行开/闭的开关，其包括但不限于受控晶体管开关等。所述预设频率优选为大于20kHz。例如，所述开关111受时钟信号进行开/闭。所述第二电容12通过所述开关111与所述阻抗单元连接，用于过滤高频电波。其中，相邻的所述开关交替开/闭。所述第二电容12的电容值优选在皮法拉量级，以过滤高频噪声。其中，相邻的所述开关111交替开/闭的方式包括但不限于[0033]I)所有所述开关111按照相同的频率、但各不相同的步调进行开/闭。例如，如图3所示，所有所述阻抗单元11中的所述开关111的频率均为40kHz，三个所述阻抗单元11中的所述开关111在一个时间周期0. 25ms内逐个开/闭，以各不相同的步调进行开/闭。2)相隔的所述开关111的步调一致、且相邻的所述开关111步调相反。例如，如图3所示，所有所述阻抗单元11中的所述开关111的频率相同，自所述电源输出端起第一、三位的所述开关111均以先开后闭的步调进行开/闭，第二、四位的所述开关111则以先闭后开的步调进行开/闭。具体地，所述阻抗单元11为一个，其包括一个按预设频率开/闭的开关111和多个受所述开关控制充电的串联的第一电容112。例如，如图2所示，所述阻抗单元11中的所述开关111的一端连接所述电源2输出端，另一端连接5个串联的所述第一电容112，该5个串联的所述第一电容112的另一端接地，其中，每一个所述第一电容112的电容值均为IOOfF,所述开关111的开闭频率为 40kHz，则由公式(I)可得该5个串联的所述第一电容112的总电容值为20fF，接着，由公式
(2)取得串联的所述第一电容112在所述开关111 一个开闭周期内转移的电荷量，该电荷量还等于电流与一个所述开闭周期的乘积，如公式(3)，接着，将公式(3)代入公式(4)得到所述阻抗单元11的阻值等于串联的所述第一电容112的总电容值与所述开关111频率乘积的倒数，即得到所述阻抗单元11的总阻值为I. 25GQ。1/C=l/Cfl+1/Cf2+1/Cf3+…+1/Cfn 公式(I)Q=C*V 公式(2)It=OV= > I =CV/t= > I=CVf 公式(3)R=V/1 =V/ (CVf) =l/f C 公式(4)其中，C为串联的第一电容的总电容值。CfS所述第一电容112的电容值，n为大于I的自然数。Q为串联的所述第一电容112总的电荷数。V为所述电源2输出端的电压值。I为流经所述阻抗单元11的电流值。t为所述开关111 一个开/闭周期。f为所述开关111的开/闭频率。R为串联的所述第一电容112的阻抗值。作为一种优选方案，所述阻抗单元11为多个、且逐个连接至所述电源2输出端，其中，每一个所述阻抗单元11均包含一个按预设频率开/闭的开关111和多个受所述开关控制充电的串联/并联的所述第一电容112，所述第二电容12通过所述开关111与所述阻抗单元连接，其中，相邻的所述开关111交替开/闭。如图3所示，所述电源滤波器I包含所述阻抗单元al、a2和a3，所述阻抗单元al一端与电源2输出端连接、另一端连接所述阻抗单元a2，所述阻抗单元a2另一端连接所述阻抗单元a3，所述阻抗单元a3的另一端通过按预设频率开闭的开关111连接所述第二电容12。其中，每一个所述阻抗单元11包含一个所述开关111和受所述开关控制充电的2个串联的所述第一电容112。本例中，每一个所述第一电容112的电容值均为200fF，每一个所述开关111的频率均为40kHz，则利用公式(I)至公式(4)可得每一个所述阻抗单元11的阻值R为0. 25GQ，由于相邻的所述开关111交替开/闭，则三个所述阻抗单元11相当于3个串联电阻，故三个所述阻抗单元11的总阻值为3*R=0. 75GQ。需要说明的是，本领域技术人员应该理解，上述多个所述阻抗单元11中的所述第一电容112的电容值仅为 举例，而非对本实用新型的限制，事实上，每一个阻抗单元11中各所述第一电容112的电容值未必一定相同，每一个所述阻抗单元11中的所述第一电容112的数量也未必相同，可依实际情况进行选择。还需要说明的是，本领域技术人员应该理解，上述所述阻抗单元11中的多个所述第一电容112也可以并联，其阻值依据公式(5)、公式(3)、公式(4)来计算，在此不再详述。C，= C，fl+C，f2+…+C，fn 公式(5)其中，C’为并联的第一电容的总电容值。C’ f为所述第一电容112的电容值，n为大于I的自然数。作为又一种优选方案，所述电源滤波器I包括多个所述阻抗单元11，且逐个连接至所述电源2输出端，最后一个所述阻抗单元11通过按预设频率开闭的开关111连接所述第二电容12。其中，每一个所述阻抗单元11包括一个所述开关111和一个受所述开关111控制充电的所述第一电容112，其中，相邻的所述开关111交替开/闭。需要说明的是，本领域技术人员应该理解，上述相邻的所述阻抗单元11中的所述开关111按各自预设的频率交替开/闭的方式与实施例一中的相邻的所述阻抗单元11中的所述开关111按各自预设的频率交替开/闭的方式相同或相近，故在此不再详述。例如，如图4所示，所述电源滤波器I中包含6个逐个连接到所述电源2输出端的所述阻抗单元11，最后一个所述阻抗单元11通过按预设频率开闭的开关111连接所述第二电容12，每一个所述阻抗单元11包括一个所述开关111和一个受所述开关111控制充电的所述第一电容112。其中，所述开关111的频率为40kHz，所述第一电容112的电容值为IOOfF,则利用公式(I)至公式(4)可得每一个所述阻抗单元11的阻值R为0. 25GQ，由于该6个所述阻抗单元11中的所述开关111交替开/闭，则该6个所述阻抗单元11相当于6个串联电阻，故6个所述阻抗单元11的总阻值为6*R=1. 5GQ。需要说明的是，本领域技术人员应该理解，上述多个阻抗单元11中的所述第一电容112的电容值仅为举例，而非对本实用新型的限制，事实上，每一个阻抗单元11中各所述第一电容112的电容值未必一定相同，每一个所述阻抗单元11中的各所述第一电容112的数量也未必相同，可依实际情况进行选择。综上所述，本实用新型所述的可集成的电源滤波器，利用多个飞法拉量级的所述第一电容来构成G量级的电阻，能够大大降低滤波器电阻在芯片中所占用的面积；另外，采用所述第一电容来构成滤波器中的高阻值电阻，有利于降低元件本身产生的噪声；此外，仅采用所述开关和所述第一电容来构成滤波电路中的阻抗单元，极大的降低了集成的滤波器的制造难度，有利于应用于微型电路中；还有，所述开关的频率在20kHz以上，能够避免所述开关对声音信号的影响。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下 所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
权利要求1.一种可集成的电源滤波器，其特征在于，至少包括 至少一个与电源输出端连接的阻抗单元，其中，所述阻抗单元包括一个按预设频率开/闭的开关、和至少一个受所述开关控制充电的第一电容； 通过所述开关与所述阻抗单元连接的第二电容； 其中，相邻的所述开关交替开/闭。
2.根据权利要求I所述的可集成的电源滤波器，其特征在于，所述阻抗单元包括一个按预设频率开/闭的开关和多个受所述开关控制充电的串联/并联的第一电容。
3.根据权利要求2所述的可集成的电源滤波器，其特征在于，所述阻抗单元为多个，且逐个连接至所述电源输出端。
4.根据权利要求I所述的可集成的电源滤波器，其特征在于，所述阻抗单元为多个、且逐个连接至所述电源输出端，其中，每一个所述阻抗单元包括一个按预设频率开/闭的开关和一个受所述开关控制充电的第一电容。
5.根据权利要求I所述的可集成的电源滤波器，其特征在于，相隔的所述开关的步调一致、且相邻的所述开关的步调相反。
6.根据权利要求I所述的可集成的电源滤波器，其特征在于，所有所述开关按照相同的频率、但各不相同的步调进行开/闭。
7.根据权利要求I所述的可集成的电源滤波器，其特征在于，所述开关的开/闭频率大于 20KHz。
8.根据权利要求I所述的可集成的电源滤波器，其特征在于，所述第一电容的电容值在飞法拉量级。
专利摘要本实用新型提供一种可集成的电源滤波器，其包括至少一个与电源输出端连接的阻抗单元，其中，所述阻抗单元包括一个按预设频率开/闭的开关、和至少一个受所述开关控制充电的第一电容；通过所述开关与所述阻抗单元连接的第二电容。本实用新型所述的电源滤波器电路中利用多个飞法拉量级的所述第一电容来构成百兆量级以上的电阻，能够大大降低电阻在滤波器芯片中所占用的面积。
文档编号H02M1/14GK202798438SQ20122037603
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者陈嘉 申请人:无锡市葆灵电子科技有限公司