[发明专利]带集成的开关式电源的音频设备

说明书

发明领域

本发明一般地涉及用于电子装置的电源，更具体地说，涉及带集成电源的电子装置。

背景技术

紧凑“台式”收音机和其他的音频设备(例如，激光唱碟和/或MP3播放机、时钟收音机，等等)已经成为人们找寻比“内置扬声器”或组件式的立体声音响系统简单小巧的东西的流行选择。人们将领会到，如同在此使用的那样，组件式立体声音响系统是使用外部扬声器的系统。

一些传统的台式音频设备有内在的线性电源。线性电源的基本工作原理如下：使用60赫兹变压器将输入的AC(交流)电压逐步降低到较低的AC电压(例如，将120伏逐步降低到24伏AC)。然后，AC电压通过通常有高电流、低电压电桥的全波桥式整流器被整流。滤波电容器用来维持持续的脉动最小的直流电平。线性电源提供众所周知的利益，相对而言无噪音和相当可靠。它们通常也容易设计而且制造成本非常低廉。然而，因为需要大的60赫兹变压器，线性电源通常是沉重和相当大的。除此之外，因为线性电压调节器在其线性区域中操作，而且所有的输出电流必须通过它，所以通常需要大的吸热设备消散能量损失。

为了避免与线性电源有关的这些缺点，其他的传统台式音频设备使用通常位于电源线上的外部的开关式电源。这些外部电源被称为“线上的”电源和可能包括在电力电缆的插头末端通常被称为“壁疣”的盒子。开关式电源是通过将输入的AC电压整流和滤波获得高电压直流信号工作的。与用于线性电源的线性电桥相反，可以使用低电流、高电压的桥式整流器(该整流器可能不需要吸热设备)。然后，使用电子开关把直流电压变换成高频(通常大约10kHz到1MHz)的交流电。高频交流电的电压是使用高频变压器变换的。提高交流信号频率的好处是频率越高需要的变压器越小。在变压器的输出，交流电被全波整流变成输出的直流电压。为了保持输出的直流电压恒定不变，使用通常作为集成电路芯片实现的复杂的反馈控制器。

虽然开关式电源由于能够使用较小的变压器通常比相当的线性电源小和轻，但是它们通常有较高的生产成本，而且高频切换的使用能造成不受欢迎的噪音从电源向外幅射并在电源的输入和输出上传导。由于这种幅射和传导的噪音与开关式电源相关联，所以它们通常只能用作音频设备的外部电源。将开关式电源用于台式收音机特别关心的是电源开关频率的高频谐振可能在收音机的AM和FM接收机电路收到的信号上产生噪音。这种关心对于利用输入电源线作为天线的收音机甚至更大。

发明内容

在此描述的至少一个实施方案指向包括集成开关电源的小巧且完整的音频设备。

依照一个实施方案，集成音频设备包括外壳、安排在外壳里面的扬声器、安排在外壳里面的开关式电源、安排在外壳里面并且接在数字式开关电源和扬声器之间的音频电路。在一个范例中，开关式电源是数字式开关电源。在另一个范例中，数字式开关电源包括开关控制器和依照该开关控制器的说明书缠绕的变压器。

依照一个方面，集成音频设备进一步包括，安排在外壳里面为接收AC输入信号和产生经过滤波的信号而构造和安排的滤波电路以及与该滤波电路耦合为接收该经过滤波的信号然后通过整流把直流信号提供开关式电源而配置的桥式整流器。在一个范例中，开关式电源包含变压器和众多配置成利用直流信号产生交流信号的数字开关。在另一个范例中，集成音频设备进一步包括传送交流输入信号的输入线，该输入线是作为音频设备音频设备的FM天线配置的。在另一个范例中，滤波电路包含线路滤波器。在一个范例中，线路滤波器包含变压器。在另一个范例中，滤波电路进一步包括至少一个接在线路滤波器和桥式整流器之间的电感线圈。滤波电路可能进一步包括至少一个接在滤波电路的输出线和地之间的电容器。

依照另一个方面，集成音频设备进一步包括安排在外壳里面的电磁屏蔽。在一个范例中，电磁屏蔽包括包围开关式电源的法拉第笼。在另一个范例中，音频电路包含数字放大器，而电磁屏蔽包括实质上包围开关式电源的第一金属盒和实质上包围数字放大器的第二金属盒。第一和第二金属盒都接地。在一个范例中，集成音频设备有大约273平方英寸的总内部体积。在另一个范例中，集成音频设备配置成产生大约100瓦的RMS输出功率。