[发明专利]包括具有低电磁辐射的开关电容DC-DC转换器的听力设备

说明书

本发明涉及一种头戴式听力设备，包括：磁感应天线，具有预定谐振周期，用于接收无线数据信号；和开关电容DC‑DC转换器，被配置用于根据时钟信号将DC输入电压转换为更高或更低的DC输出电压。电荷泵电路被配置为通过输出电流脉冲对输出电容器进行充电，其中，输出电流脉冲至少包括相继的第一和第二输出电流脉冲，它们具有与磁感应天线的预定谐振周期的基本一半对应的相互脉冲延迟。

技术领域

本发明涉及一种头戴式听力设备，包括：磁感应天线，具有预定谐振周期，用于接收无线数据信号；和开关电容DC-DC转换器，被配置为用于根据时钟信号将DC输入电压转换为更高或更低的DC输出电压。电荷泵电路被配置为通过输出电流脉冲对输出电容器进行充电，其中，输出电流脉冲至少包括相继的第一和第二输出电流脉冲，其具有与磁感应天线的预定谐振周期的基本上一半对应的相互脉冲延迟。

背景技术

开关电容DC-DC功率转换器是本领域已知的，并且先前已经应用于各种类型的头戴式听力设备，例如助听器和听力仪器。开关电容DC-DC功率转换器通常用于将由听力设备的能量源或电源(例如，可再充电电池)输送的DC输入电压转换为适合于该设备的各种类型的有源组件的更高或更低的DC输出电压。开关电容DC-DC功率转换器与其基于电感器的对应器件相比具有一些引人注目的特性，例如相对低的电磁辐射水平，这是因为在电感器的磁场中没有存储能量。开关电容DC-DC功率转换器的尺寸可以是紧凑的并且其能量转换效率相对较高。开关电容DC-DC功率转换器的不同拓扑结构能够提供DC电压升高(即，升压)和DC电压降低(即，降压)，具有拓扑相关的最优电压转换比率，例如1:2或1:3升压转换和2:1和3:1降压转换。

头戴式听力设备可以附加地包括磁感应天线，用于通过无线通信信道或链路接收和/或发送磁耦合的无线数据信号。无线通信信道可以形成双耳助听系统的耳对耳通信系统的一部分，从而允许数据信号和数字音频信号在头戴式听力设备与安放在用户另一侧耳朵处或中的另一头戴式听力设备之间交换。磁感应天线和开关电容DC-DC转换器的共存常常表现出显著的挑战，这是因为头戴式听力设备的壳体的尺寸非常紧凑。紧凑的壳体尺寸限制了磁感应天线与DC-DC功率转换器及其关联的引线和外部组件之间的最大物理距离。因此，由在开关电容DC-DC转换器的飞跨电容器(flying capacitor)和输出电容器中运行的充电电流脉冲引起的脉冲式电磁噪声突发作为使期望的无线数字数据信号的接收劣化的干扰噪声脉冲，等效地耦合到磁感应天线中。

因此，本领域仍然需要改进开关电容DC-DC转换器，以实现头戴式听力设备(例如，助听器和耳机)的磁感应天线的电磁噪声干扰的减少。

发明内容

本发明的第一方面涉及一种头戴式听力设备，包括：磁感应天线，用于通过无线通信信道接收无线数据信号；所述磁感应天线呈现出预定谐振周期；开关电容DC-DC转换器，被配置用于根据时钟信号将DC输入电压转换为更高或更低的DC输出电压。开关电容DC-DC转换器包括：电荷泵电路，被配置为通过输出电流脉冲对输出电容器进行充电；电荷泵电路被配置用于：在第一状态下从DC输入电压对输出电容器和飞跨电容器进行充电，并且在第二状态下使飞跨电容器向输出电容器放电；其中，输出电流脉冲至少包括相继的第一和第二输出电流脉冲，它们具有与磁感应天线的预定谐振周期的基本一半对应的相互脉冲延迟。

头戴式听力设备可以是助听器，例如BTE、RIE、ITE、ITC或CIC等助听器。助听器可以包括用于从听力仪器的外部环境中拾取声音并且作为响应而生成第一音频信号的一个或多个麦克风。头戴式听力设备可以可选地为头戴式受话器、头戴式耳机、耳机、护耳器或耳罩等，例如挂耳式、入耳式、贴耳式、头戴式、颈后式、头盔式或头套式等。