CN111294446A - 终端的供电系统电路 - Google Patents

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Abstract

一种终端的供电系统电路，其特征在于，包括：供电端、与所述供电端连接的GSM射频功率放大器；所述供电端包括：与所述GSM射频功率放大器两端连接的第一电容组，所述第一电容组包括若干个贴片叠层陶瓷电容，所述第一电容组的电压波纹小于防啸叫电压阈值。采用上述方案，能够降低啸叫噪声的同时兼顾成本。

Description

终端的供电系统电路
技术领域
本发明实施例涉及电路技术领域，尤其涉及一种终端的供电系统电路。
背景技术
手机等通信设备的电池供电系统中，手机电池与电池连接器连接，为电池管理芯片(Power Management Unit，PMU)以及射频功率放大器等供电。然而，当手机处于在全球移动通信系统(Global System for Mobile Communication，GSM)大功率发射或其它低频大电流情况下，电路板上的贴片叠层陶瓷电容易发生振动，从而出现啸叫现象，影响通话质量及效果。
目前，为解决啸叫问题，通常采用钽电容或防啸叫端子电容替换贴片叠层陶瓷电容。然而，上述解决方案成本较高。
发明内容
本发明实施例解决的技术问题是降低啸叫噪声的成本较高。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种终端的供电系统电路，包括：供电端、与所述供电端连接的GSM射频功率放大器；所述供电端包括：与所述GSM射频功率放大器两端连接的第一电容组，所述第一电容组包括若干个贴片叠层陶瓷电容，所述第一电容组的电压波纹小于防啸叫电压阈值。
可选的，所述防啸叫电压阈值为所述GSM射频功率放大器的供电电路的阻抗与所述GSM射频功率放大器最大发射功率时对应的电流的乘积。
可选的，所述供电端包括：电池、与所述电池两端连接的电池连接器、位于所述电池连接器及所述GSM射频功率放大器之间的电池电路检测装置；所述GSM射频功率放大器的供电电路的阻抗包括：所述电池的阻抗、所述电池连接器的阻抗、所述GSM射频功率放大器的供电电路中PCB板走线阻抗、电池电量检测器的阻抗；所述GSM射频功率放大器的供电电路的阻抗不大于预设第一阻值，所述第一阻值为所述防啸叫电压阈值与所述GSM射频功率放大器最大发射功率时对应的电流的商。
可选的，所述预设阻值为0.106Ω。
可选的，所述GSM射频功率放大器的供电电路的阻抗满足如下至少一种条件：所述GSM射频功率放大器的供电电路中PCB板走线阻抗小于0.02Ω；所述电池的阻抗小于0.08Ω；所述电池连接器的阻抗不大于0.03Ω；所述电池电量检测器阻抗不大于0.01Ω。
可选的，所述终端的供电系统电路，还包括：与所述供电端连接的电池管理装置，所述供电端包括与所述电池管理装置连接的第二电容组，所述第二电容组包括若干个贴片叠层陶瓷电容；所述第二电容组的电压波纹小于所述防啸叫电压阈值。
可选的，所述供电端包括：电池、与所述电池两端连接的电池连接器、位于所述电池连接器及所述GSM射频功率放大器之间的电池电路检测装置；所述电池管理装置的供电电路的阻抗包括：所述电池的阻抗、所述电池连接器的阻抗、所述电池电量检测器的阻抗；所述电池管理装置的供电电路的阻抗不大于预设第二阻值，所述第二阻值为所述防啸叫电压阈值与所述GSM射频功率放大器最大发射功率时对应的电流的商。
可选的，所述预设第二阻值为0.106Ω。
可选的，所述电池管理装置的供电电路的阻抗满足如下至少一种条件：所述电池的阻抗小于0.08Ω；所述电池连接器的阻抗不大于0.03Ω；所述电池电量检测器阻抗不大于0.01Ω。
可选的，所述防啸叫电压阈值为0.18V。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
当终端的供电系统电路中第一电容组的电压波纹小于防啸叫电压阈值时，第一电容组中的贴片叠层陶瓷电容的发声较低，声音可以控制在人耳的听力范围之外，电容啸叫噪声较小。采用控制第一电容组的电压波纹的方式降低啸叫噪声，相比现有技术中采用成本较高的钽电容或防啸叫端子电容替换贴片叠层陶瓷电容，成本较低，故可以兼顾成本的同时，降低啸叫噪声。
附图说明
图1是一种贴片叠层陶瓷电容的剖面示意图；
图2是一种贴片叠层陶瓷电容在电压效应下与PCB板的相对位置示意图；
图3是现有的一种终端的供电系统电路示意图。
具体实施方式
手机等通信产品在GSM大功率发射或其它低频大电流情况下，电路板(PCB)上贴片叠层陶瓷电容会振动，并带动PCB板一起振动。
由发声原理可知，当东西振动，且振动频率在人耳听力范围内时，才可能发声，而出现振动，需要有周期的形变或移动。如图1，给出了一种贴片叠层陶瓷电容的剖面示意图。贴片叠层陶瓷电容10包括电极11、端子12以及由陶瓷材料做成的片状结构13。目前，贴片叠层陶瓷电容10通常并排放置于PCB板的一侧。贴片叠层陶瓷电容10有电致伸缩特性，即电压效应。
参照图2，给出了一种贴片叠层陶瓷电容在电压效应下与PCB板的相对位置示意图。当贴片陶瓷电容两端存在较大电压纹波时，贴片叠层陶瓷电容10会在PCB板20的垂直和水平方向上产生伸缩，贴片叠层陶瓷电容10和PCB板20一起产生振动。其中实线为贴片叠层陶瓷电容10及PCB板20为未产生电压效应时的形状，虚线为产生电压效应之后的贴片叠层陶瓷电容10’和PCB板20’的形状。当贴片叠层陶瓷电容10产生电压效应后，贴片叠层陶瓷电容10沿与片状叠层结构13垂直的方向向外发生拉伸形变。在垂直的方向向外发生拉伸形变的拉力下，与片状叠层结构13水平的方向向内收缩，图2中箭头方向所贴片叠层陶瓷电容10产生形变时的作用力方向。
参照图3，给出了现有的一种终端的供电系统电路示意图。手机电池与电池连接器连接，主要为PMU和GSM PA(GSM功率放大器)供电。GSM通话在弱信号即GSM PA最大功率发射时电流大约I＝1.7A左右，频率为217Hz。
电池给GSM PA供电，线路上的阻抗为R1+R2+R3，其中R1为PCB走线阻抗，R2为电池内阻，R3为电池连接器阻抗，电池电量检测器(Fuel gauge)电阻R5，R5通常为10mΩ。GSM PA端电容组包括电容C1、C2、C3及C4，GSM PA端电压纹波dV可以采用公式(1)计算得到：
dV＝I×(R1+R2+R3+R5)＝1.7×(R1+R2+R3+R5)； (1)
若R1+R2+R3+R5为0.15Ω，那么电压纹波dV＝1.7×(R1+R2+R3+R5)＝0.255V。
PMU端电容组包括电容C6、C7、C8、……、CX。此时，PMU端的电压纹波较大，纹波dV’＝I×(R2+R3+R5)，其中R2+R3+R5大约为0.13Ω，R4大约为0.02Ω，则电压纹波dV’可采用公式(2)计算得到：
dV’＝I×(R2+R3+R5)＝1.7×0.13＝0.221V；(2)
由上述计算结果可知，GSM PA端的电压纹波幅度较大，而其频率为217Hz，在人耳听觉范围内，所以GSM在弱信号通话PA端电容易发生啸叫。此外，PMU端的电压纹波幅度也很大，而其频率也为217Hz,在人耳听觉范围内，PMU端大量的电容也很容易发生啸叫。
综上，手机处于GSM在弱信号下通话，当电压纹波处于低频，且幅度较大时，产生手机电容啸叫，影响通话质量和效果。
本发明实施例中，当终端的供电系统电路中第一电容组的电压波纹小于防啸叫电压阈值时，第一电容组中的贴片叠层陶瓷电容的发声较低，声音可以控制在人耳的听力范围之外，电容啸叫噪声较小。采用控制第一电容组的电压波纹的方式降低啸叫噪声，相比现有技术中采用成本较高的钽电容或防啸叫端子电容替换贴片叠层陶瓷电容，成本较低，故可以兼顾成本的同时，降低啸叫噪声。
为使本发明实施例的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
结合图3，终端的供电系统电路可以包括：供电端，与所述供电端连接的GSM射频功率放大器(PA)33。所述供电端包括与所述GSM PA33两端连接的第一电容组34。所述第一电容组34用于稳定所述GSM PA33的供电电压。所述第一电容组34中可以包括若干个贴片叠层陶瓷电容。
当GSM通话在弱信号下时，GSM PA33的发射功率处于最大发射功率。此时供电系统电路的电流值处于最大值。电流的突然增大引起第一电容组34的电压波纹发生变化，GSMPA33的发射功率处于最大发射功率时，第一电容组34的电压波纹为最大值。当第一电容组34的电压波纹小于防啸叫电压阈值时，第一电容组34中的贴片叠层陶瓷电容的振动幅度较小，贴片叠层陶瓷电容在电压效应下所产生的形变最用力对PCB板的影响较小，从而第一电容组34发声较轻，处于人耳可听范围之外，故可以降低啸叫噪声。
由上述方案可知。当终端的供电系统电路中第一电容组34的电压波纹小于防啸叫电压阈值时，第一电容组34中的贴片叠层陶瓷电容的发声较低，声音可以控制在人耳的听力范围之外，电容啸叫噪声较小。采用控制第一电容组34的电压波纹的方式降低啸叫噪声，相比现有技术中采用成本较高的钽电容或防啸叫端子电容替换贴片叠层陶瓷电容，成本较低，故可以兼顾成本的同时，降低啸叫噪声。
在具体实施中，防啸叫电压阈值与终端的供电系统电路中的GSM PA33最大发射功率时对应的电流大小以及GSM PA33的供电电路的阻抗相关。具体而言，防啸叫电压阈值为GSM PA最大发射功率时对应的电流与GSM PA33的供电电路的阻抗的乘积。
在本发明实施例中，为了使得第一电容组34的电压波纹小于防啸叫电压阈值，可以对GSM PA33的供电电路的阻抗进行调整。
在具体实施中，所述供电端包括：电池31、与所述电池31两端连接的电池连接器32、位于所述电池连接器32及GSM PA33器之间的电池电路检测装置。GSM PA33的供电电路的阻抗包括：所述电池31的阻抗R2、所述电池连接器32的阻抗R3、GSM PA33的供电电路中PCB板走线阻抗R1、电池电量检测器35的阻抗R5。电池电量检测器35可以为采样电阻。
在具体实施中，GSM PA33的供电电路的阻抗不大于预设第一阻值，所述第一阻值为所述防啸叫电压阈值与GSM PA33最大发射功率时对应的电流的商。
经研究发现，当第一电容组34的电压波纹不大于0.18V时，电容的发声较轻，啸叫噪声较小。通常GSM PA33最大发射功率时的电流不大于1.7A，取GSM PA33最大发射功率时的电流为1.7A，此时，GSM PA33的供电电路的阻抗不大于0.106Ω。
在具体实施中，可以通过多种方式对GSM PA33的供电电路的阻抗进行调整，具体满足如下至少一种条件：
GSM PA33的供电电路中PCB板走线阻抗R1小于0.02Ω；所述电池31的阻抗R2小于0.08Ω；所述电池连接器32的阻抗R3不大于0.03Ω；所述电池电量检测器35的阻抗R5不大于0.01Ω。
可以理解的是，根据终端的GSM PA的最大发射功率对应的电流的大小不同，GSMPA33的供电电路的阻抗、所述电池31的阻抗R2、所述电池连接器32的阻抗R3、所述GSM射频功率放大器的供电电路中PCB板走线阻抗R1或者电池电量检测器35的阻抗R5的取值可以存在其他取值，此处不再一一举例说明。
在具体实施中，当GSM PA33的发射功率变化时，所引起的电流变化会对终端的供电系统电路中的其他部件对应的电容组造成影响，引起其他部件对应的电容组中的贴片叠层陶瓷电容发生啸叫。
为了进一步降低啸叫噪声，还可以将终端的供电系统电路中其他部件中对应的电容组的电压波纹控制在防啸叫噪声电压阈值之内。例如，PMU36端的第二电容组37、3G PA端的电容组、4G PA端的电容组、5G PA端的电容组、屏背光电路端的电容组、音频功率放大器端的电容组、环境光传感器端的电容组以及摄像头闪光灯端的电容组等。下面以PMU36端的第二电容组37为例进行说明。
在本发明实施例中，终端的供电系统电路还可以包括：与所述供电端连接的电池管理装置(PMU)36。所述供电端还可以包括与所述PMU36连接的第二电容组37，所述第二电容组37包括若干个贴片叠层陶瓷电容。所述第二电容组37的电压波纹小于所述防啸叫电压阈值。
所述供电端包括：电池31、与所述电池31两端连接的电池连接器32、位于所述电池连接器32及GSM PA33之间的电池电路检测装置。所述PMU36的供电电路的阻抗包括：所述电池31的阻抗R2、所述电池连接器32的阻抗R3、电池电量检测器35的阻抗R5。
在具体实施中，所述PMU36的供电电路的阻抗不大于预设第二阻值，所述第二阻值为所述防啸叫电压阈值与GSM PA33最大发射功率时对应的电流的商。
经研究发现，当第二电容组37的电压波纹不大于0.18V时，电容的发声较轻，啸叫噪声较小。通常GSM PA33最大发射功率时的电流不大于1.7A，取GSM PA33最大发射功率时的电流为1.7A，此时，PMU36的供电电路的阻抗不大于0.106Ω。
在具体实施中，可以通过多种方式对PMU36的供电电路的阻抗进行调整，具体满足如下至少一种条件：
所述电池31的阻抗R2小于0.08Ω；所述电池连接器32的阻抗R3不大于0.03Ω；所述电池电量检测器35的阻抗R5不大于0.01Ω。
可以理解的是，根据终端的GSM PA的最大发射功率对应的电流的大小不同，PMU36的供电电路的阻抗、所述电池31的阻抗R2、所述电池连接器32的阻抗R3或者电池电量检测器35的阻抗R5的取值可以存在其他取值，此处不再一一举例说明。
在具体实施中，为了减小终端的供电系统电路中电压的损耗，PMU36的供电电路中的电池连接器32至PMU36的PCB板走线阻抗R4可以小于0.02Ω。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种终端的供电系统电路，其特征在于，包括：供电端、与所述供电端连接的GSM射频功率放大器；所述供电端包括：与所述GSM射频功率放大器两端连接的第一电容组，所述第一电容组包括若干个贴片叠层陶瓷电容，所述第一电容组的电压波纹小于防啸叫电压阈值。
2.根据权利要求1所述的终端的供电系统电路，其特征在于，所述防啸叫电压阈值为所述GSM射频功率放大器的供电电路的阻抗与所述GSM射频功率放大器最大发射功率时对应的电流的乘积。
3.根据权利要求2所述的终端的供电系统电路，其特征在于，所述供电端包括：电池、与所述电池两端连接的电池连接器、位于所述电池连接器及所述GSM射频功率放大器之间的电池电路检测装置；所述GSM射频功率放大器的供电电路的阻抗包括：所述电池的阻抗、所述电池连接器的阻抗、所述GSM射频功率放大器的供电电路中PCB板走线阻抗、电池电量检测器的阻抗；所述GSM射频功率放大器的供电电路的阻抗不大于预设第一阻值，所述第一阻值为所述防啸叫电压阈值与所述GSM射频功率放大器最大发射功率时对应的电流的商。
4.根据权利要求3所述的终端的供电系统电路，其特征在于，所述预设阻值为0.106Ω。
5.根据权利要求3所述的终端的供电系统电路，其特征在于，所述GSM射频功率放大器的供电电路的阻抗满足如下至少一种条件：
所述GSM射频功率放大器的供电电路中PCB板走线阻抗小于0.02Ω；
所述电池的阻抗小于0.08Ω；
所述电池连接器的阻抗不大于0.03Ω；所述电池电量检测器阻抗不大于0.01Ω。
6.根据权利要求1至5任一项所述的终端的供电系统电路，其特征在于，还包括：与所述供电端连接的电池管理装置，所述供电端包括与所述电池管理装置连接的第二电容组，所述第二电容组包括若干个贴片叠层陶瓷电容；所述第二电容组的电压波纹小于所述防啸叫电压阈值。
7.根据权利要求6所述的终端的供电系统电路，其特征在于，所述供电端包括：电池、与所述电池两端连接的电池连接器、位于所述电池连接器及所述GSM射频功率放大器之间的电池电路检测装置；所述电池管理装置的供电电路的阻抗包括：所述电池的阻抗、所述电池连接器的阻抗、所述电池电量检测器的阻抗；所述电池管理装置的供电电路的阻抗不大于预设第二阻值，所述第二阻值为所述防啸叫电压阈值与所述GSM射频功率放大器最大发射功率时对应的电流的商。
8.根据权利要求7所述的终端的供电系统电路，其特征在于，所述预设第二阻值为0.106Ω。
9.根据权利要求7所述的终端的供电系统电路，其特征在于，所述电池管理装置的供电电路的阻抗满足如下至少一种条件：
所述电池的阻抗小于0.08Ω；
所述电池连接器的阻抗不大于0.03Ω；
所述电池电量检测器阻抗不大于0.01Ω。
10.根据权利要求1-5、7-9任一项所述的终端的供电系统电路，其特征在于，所述防啸叫电压阈值为0.18V。
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