CN114337211B - 临界值振荡控制装置、设备及无线耳机 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种临界值振荡控制装置、设备及无线耳机，其特征在于，控制装置包括：第一运算放大器、第二运算放大器、比较器、逻辑控制模块、DCDC控制器、计时模块和逻辑处理模块，逻辑控制模块用于根据第一运行周期的工作模式，确定模式转换指示信号的数值，模式转换指示信号为DCDC控制器的输出信号；逻辑控制模块用于根据模式转换指示信号的数值、负载电流的类型、逻辑处理模块的输出信号确定第二运行周期的过压判断阈值，第二运行周期为第一运行周期之后的周期；比较器用于根据过压判断阈值在第二运行周期内进行过压判断，能够提升过压判断阈值确定的准确定，从而减少了振荡纹波的形成，提升了稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及电路结构技术领域，具体涉及一种临界值振荡控制装置、设备及无线耳机。
背景技术
近年来，智能手机技术快速发展，随着手机在轻薄化的要求上越来越高，很多旗舰手机都相继取消了3.5mm的耳机孔。因此，无线蓝牙耳机的需求也越来越大，而无线蓝牙耳机由于体积小功率小，所以其工作电流、充电电流也会比很多消费类电子产品小。无线蓝牙耳机由于是电流小的应用对电流纹波的要求越来越高，特别是在耳机充电电流低至转低功耗模式的电流值临界点附近时，在进行模式判断时的判断阈值会出现波动，导致了输出电压形成振荡纹波，导致了稳定性较低。
发明内容
本申请实施例提供一种临界值振荡控制装置、设备及无线耳机，能够提升过压判断阈值确定的准确定，从而减少了振荡纹波的形成，提升了稳定性。
本申请实施例的第一方面提供了一种临界值振荡控制装置，所述控制装置包括：第一运算放大器、第二运算放大器、比较器、逻辑控制模块、DCDC控制器、计时模块和逻辑处理模块，其中，
所述第一运算放大器的输入端口与所述第二运算放大器的输入端口相连接，所述第一运算放大器的输出端口与所述比较器的第一输入端口相连接，所述第二运算放大器的输出端口与所述比较器的第二输入端口相连接，所述比较器的输出端口与所述逻辑控制模块的第一输入端口相连接，所述逻辑控制模块的输出端口与所述DCDC控制器的输入端口、所述计时模块的输入端口相连接，所述DCDC控制器的输出端口与所述逻辑控制模块的第二输入端口、所述逻辑处理模块的第一输入端口相连接，所述计时模块的输出端口与所述逻辑处理模块的第二输入端口相连接，所述逻辑处理模块的输出端口与所述逻辑控制模块的第三输入端口相连接；
所述逻辑控制模块用于根据第一运行周期的工作模式，确定模式转换指示信号的数值，所述模式转换指示信号为所述DCDC控制器的输出信号；
所述逻辑控制模块用于根据所述模式转换指示信号的数值、负载电流的类型、所述逻辑处理模块的输出信号确定第二运行周期的过压判断阈值，所述第二运行周期为所述第一运行周期之后的周期；
所述比较器用于根据所述过压判断阈值在所述第二运行周期内进行过压判断。
结合第一方面，在一个可能的实现方式中，控制装置还包括：第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端、所述第一运算放大器的输入端口、所述第二运算放大器的输入端口相连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第一电阻的第一端为信号输入端口。
结合第一方面，在一个可能的实现方式中，逻辑控制模块用于根据所述模式转换指示信号的数值、负载电流的类型、所述逻辑处理模块的输出信号确定第二运行周期的过压判断阈值，包括：
所述逻辑控制模块用于根据所述模式转换指示信号的数值、负载电流的类型、所述逻辑处理模块的输出信号进行或运算，以得到运算结果；
所述逻辑控制模块用于根据所述运算结果，确定所述第二运行周期的过压判断阈值。
结合第一方面，在一个可能的实现方式中，所述逻辑控制模块用于根据第一运行周期的工作模式，确定模式转换指示信号的数值，包括：
所述逻辑控制模块用于，若所述第一运行周期的工作模式为PWM工作模式，则将所述模式转换指示信号的数值确定为第一数值；
若所述第一运行周期的工作模式为PSM工作模式，则将所述模式转换指示信号的数值确定为第二数值。
结合第一方面，在一个可能的实现方式中，控制装置还包括：滤波模块，所述滤波模块包括第三电阻和第一电容，所述第三电阻的第一端与所述第一运算放大器的输入端口、所述第一电容的第一端相连接，所述第三电阻的第二端与所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端、所述第一电容的第二端相连接。
本申请实施例的第二方面提供了一种临界值振荡控制设备，所述控制设备包括电路板和第一方面中任一项所述的临界值振荡控制装置。
本申请实施例的第三方面提供一种无线耳机，所述无线耳机包括壳体和如第二方面中所述的临界值振荡控制设备。
实施本申请实施例，至少具有如下有益效果：
临界值振荡控制装置包括第一运算放大器、第二运算放大器、比较器、逻辑控制模块、DCDC控制器、计时模块和逻辑处理模块，其中，所述第一运算放大器的输入端口与所述第二运算放大器的输入端口相连接，所述第一运算放大器的输出端口与所述比较器的第一输入端口相连接，所述第二运算放大器的输出端口与所述比较器的第二输入端口相连接，所述比较器的输出端口与所述逻辑控制模块的第一输入端口相连接，所述逻辑控制模块的输出端口与所述DCDC控制器的输入端口、所述计时模块的输入端口相连接，所述DCDC控制器的输出端口与所述逻辑控制模块的第二输入端口、所述逻辑处理模块的第一输入端口相连接，所述计时模块的输出端口与所述逻辑处理模块的第二输入端口相连接，所述逻辑处理模块的输出端口与所述逻辑控制模块的第三输入端口相连接，所述逻辑控制模块用于根据第一运行周期的工作模式，确定模式转换指示信号的数值，所述模式转换指示信号为所述DCDC控制器的输出信号，所述逻辑控制模块用于根据所述模式转换指示信号的数值、负载电流的类型、所述逻辑处理模块的输出信号确定第二运行周期的过压判断阈值，所述第二运行周期为所述第一运行周期之后的周期，所述比较器用于根据所述过压判断阈值在所述第二运行周期内进行过压判断，因此，可以通过模式转换指示信号的数值、负载电流的类型、所述逻辑处理模块的输出信号确定的过压判断阈值进行过压判断，从而提升了过压判断时的准确性，进而减少了振荡纹波的形成，提升了稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供了一种临界值振荡控制装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供了另一种临界值振荡控制装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供了一种逻辑控制模块的基本逻辑示意图；
图4为本申请实施例提供的一种临界电流时输出波形图；
图5为本申请实施例提供了一种临界电流和重载时输出波形。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
请参阅图1，图1 为本申请实施例提供了一种临界值振荡控制装置的结构示意图。如图1所示，该控制装置包括：第一运算放大器1、第二运算放大器2、比较器3、逻辑控制模块4、DCDC控制器5、计时模块6和逻辑处理模块7，其中，
所述第一运算放大器1的输入端口与所述第二运算放大器2的输入端口相连接，所述第一运算放大器1的输出端口与所述比较器3的第一输入端口相连接，所述第二运算放大器2的输出端口与所述比较器3的第二输入端口相连接，所述比较器3的输出端口与所述逻辑控制模块4的第一输入端口相连接，所述逻辑控制模块4的输出端口与所述DCDC控制器5的输入端口、所述计时模块6的输入端口相连接，所述DCDC控制器5的输出端口与所述逻辑控制模块4的第二输入端口、所述逻辑处理模块7的第一输入端口相连接，所述计时模块6的输出端口与所述逻辑处理模块7的第二输入端口相连接，所述逻辑处理模块7的输出端口与所述逻辑控制模块4的第三输入端口相连接；
所述逻辑控制模块4用于根据第一运行周期的工作模式，确定模式转换指示信号的数值，所述模式转换指示信号为所述DCDC控制器5的输出信号；
所述逻辑控制模块4用于根据所述模式转换指示信号的数值、负载电流的类型、所述逻辑处理模块7的输出信号确定第二运行周期的过压判断阈值，所述第二运行周期为所述第一运行周期之后的周期；
所述比较器3用于根据所述过压判断阈值在所述第二运行周期内进行过压判断。
在一个可能的实现方式中，如图1所示，临界值振荡控制装置还包括：第一电阻R1和第二电阻R2，其中，所述第一电阻R1的第二端与所述第二电阻R2的第一端、所述第一运算放大器1的输入端口、所述第二运算放大器2的输入端口相连接，所述第二电阻R2的第二端接地，所述第一电阻R1的第一端为信号输入端口。
在一个可能的实现方式中，所述逻辑控制模块4用于根据所述模式转换指示信号的数值、负载电流的类型、所述逻辑处理模块7的输出信号确定第二运行周期的过压判断阈值，包括：
所述逻辑控制模块4用于根据所述模式转换指示信号的数值、负载电流的类型、所述逻辑处理模块7的输出信号进行或运算，以得到运算结果；
所述逻辑控制模块4用于根据所述运算结果，确定所述第二运行周期的过压判断阈值。
其中，具体例如，模式转换指示信号的逻辑数值可以是0或1。负载电流的类型与低功耗信号相关联，负载电流的类型为低功耗的负载电流，则低功耗信号的逻辑数值为1，负载电流的类型为非低功耗的负载电流，则低功耗信号的逻辑数值为0。运算结果包括有0或1，若运算结果为1，则第二运行周期的过压判断阈值为低功耗判断阈值。若运算结果为0，则第二运行周期的过压判断阈值为非低功耗判断阈值。低功耗判断阈值和非低功耗判断阈值之间的差值通常较大，因此，则可以减少出现交替以低功耗判断阈值和非低功耗判断阈值进行过压判断的情况，从而减少振荡纹波的出现。
如图1中所示的PSM信号为低功耗指示信号，PSM信号的逻辑数值为1，则指示处于低功耗模式。
在一个可能的实现方式中，所述逻辑控制模块4用于根据第一运行周期的工作模式，确定模式转换指示信号的数值，包括：
所述逻辑控制模块4用于，若所述第一运行周期的工作模式为PWM工作模式，则将所述模式转换指示信号的数值确定为第一数值；
若所述第一运行周期的工作模式为PSM工作模式，则将所述模式转换指示信号的数值确定为第二数值。
在一个可能的实现方式中，如图2所示，控制装置还包括：滤波模块，所述滤波模块包括第三电阻R3和第一电容C1，所述第三电阻R3的第一端与所述第一运算放大器1的输入端口、所述第一电容C1的第一端相连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第一电阻R1的第二端、所述第二电阻R2的第一端、所述第一电容C1的第二端相连接。
在一个具体的实施例中，图3还提供了一种逻辑控制模块的基本逻辑示意图。
其中，Comp信号为比较器的输出信号，PSM信号为PSM工作模式的指示信号，PLO信号为模式转换指示信号。
具体的控制逻辑如下：
由Comp比较电路判断DCDC输出过压，过压值由前一周期判断的工作模式决定。Comp比较电路发出的过压信号先发送给增加的逻辑控制模块。逻辑控制模块会主动屏蔽送过来的第一次过压信号，以及判断当前是否处于PSM模式，当两个条件同时满足后，再将过压信号同时发送给DCDC 控制器（DCDC Controller）和低功耗计时模块（Low PowerTimer）。DCDC 控制器会根据收到的过压信号控制功率管子的关断。低功耗计时模块会根据收到的过压信号开启低功耗判断计时，计时满后会置起PLOUT低功耗信号。其中，内部信号PLO为在PWM模式下，电流采样电路判断PWM转PSM的模式指示信号，默认轻载PLO=1。内部信号PLOUT为低功耗信号，当低功耗计时满后，置起PLOUT=1。PLO与PLOUT相或得到PSM信号，同时PSM信号再返回给逻辑控制模块进行下一次的判断。
如图4所示，图4示出了一种临界电流时输出波形图。
在①阶段，处于PWM工作模式下，但屏蔽第一次过压，也就是不看阶段①的PLOUT结果。此时由于默认PLO=1，所以PSM=1，同意转入低功耗，下一周期②以PSM OV阈值作为过压判断。
在②阶段，若出现图4中非低功耗的负载电流，计数T<Tlp，则PLOUT=0，但由于PLO=1，根据图3逻辑，PLO|PLOUT=PSM=1，仍满足低功耗条件，下一周期③继续以PSM OV阈值作为过压判断。在②阶段，若不出现图4中非低功耗的负载电流，而计数T>Tlp，则PLOUT=1，此时由于PLO=1，根据图3逻辑，PLO|PLOUT=PSM=1，也满足低功耗条件，下一周期③也继续会以PSM OV阈值作为过压判断。
③、④阶段与前述①、②阶段相同。因此，增加的逻辑控制模块控制PLO信号会一直为1，在某一周期满足低功耗条件后，后面的周期都将以PSM=1，也就是以PSM OV阈值进行过压判断，从而一直维持低纹波输出，消除输出电压的“大小波”振荡纹波。
在增加逻辑控制模块的新电路，除了消除“大小波”的振荡波形之外，同时也根据PSM转PWM的信号来转换PWM OV过压阈值，因此能做到当负载电流增大，增加到远离低功耗电流值而达到PSM转PWM模式的电流阈值之后，电流采样电路开始工作，使PLO=0转入PWM工作模式。此后只要负载电流在PWM工作范围内，输出纹波都将会以PWM OV进行过压判断，如图5的阶段⑤所示。
在一个可能实施例中，本申请还提供了一种临界值振荡控制设备，所述控制设备包括电路板和如前述实施例中任一项所述的临界值振荡控制装置。
在一个可能实施例中，本申请还提供了一种无线耳机，所述无线耳机包括壳体和如前述实施例中所述的临界值振荡控制设备。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在申请明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序模块的形式实现。
所述集成的单元如果以软件程序模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器（read-only memory，ROM）、随机存取存储器（random access memory，RAM）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器、随机存取器、磁盘或光盘等。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (6)
1.一种临界值振荡控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：第一运算放大器、第二运算放大器、比较器、逻辑控制模块、DCDC控制器、计时模块和逻辑处理模块，其中，
所述第一运算放大器的第一输入端口与所述第二运算放大器的第一输入端口相连接，所述第一运算放大器的输出端口与所述比较器的第一输入端口相连接，所述第二运算放大器的输出端口与所述比较器的第二输入端口相连接，所述比较器的输出端口与所述逻辑控制模块的第一输入端口相连接，所述逻辑控制模块的输出端口与所述DCDC控制器的输入端口、所述计时模块的输入端口相连接，所述DCDC控制器的输出端口与所述逻辑控制模块的第二输入端口、所述逻辑处理模块的第一输入端口相连接，所述计时模块的输出端口与所述逻辑处理模块的第二输入端口相连接，所述逻辑处理模块的输出端口与所述逻辑控制模块的第三输入端口相连接；
所述逻辑控制模块用于根据第一运行周期的工作模式，确定模式转换指示信号的数值，所述模式转换指示信号为所述DCDC控制器的输出信号；
所述逻辑控制模块用于根据所述模式转换指示信号的数值、负载电流的类型、所述逻辑处理模块的输出信号确定第二运行周期的过压判断阈值，所述第二运行周期为所述第一运行周期之后的周期；
所述逻辑控制模块用于根据所述过压判断阈值在所述第二运行周期内进行过压判断；
所述控制装置还包括：第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端、所述第一运算放大器的第一输入端口、所述第二运算放大器的第一输入端口相连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第一电阻的第一端为信号输入端口。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述逻辑控制模块用于根据所述模式转换指示信号的数值、负载电流的类型、所述逻辑处理模块的输出信号确定第二运行周期的过压判断阈值，包括：
所述逻辑控制模块用于根据所述模式转换指示信号的数值、负载电流的类型、所述逻辑处理模块的输出信号进行或运算，以得到运算结果；
所述逻辑控制模块用于根据所述运算结果，确定所述第二运行周期的过压判断阈值。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述逻辑控制模块用于根据第一运行周期的工作模式，确定模式转换指示信号的数值，包括：
所述逻辑控制模块用于，若所述第一运行周期的工作模式为PWM工作模式，则将所述模式转换指示信号的数值确定为第一数值；
若所述第一运行周期的工作模式为PSM工作模式，则将所述模式转换指示信号的数值确定为第二数值。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，控制装置还包括：滤波模块，所述滤波模块包括第三电阻和第一电容，所述第三电阻的第一端与所述第一运算放大器的第一输入端口、所述第一电容的第一端相连接，所述第三电阻的第二端与所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端、所述第一电容的第二端相连接。
5.一种临界值振荡控制设备，其特征在于，所述控制设备包括电路板和如权利要求1-4任一项所述的临界值振荡控制装置。
6.一种无线耳机，其特征在于，所述无线耳机包括壳体和如权利要求5所述的临界值振荡控制设备。
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