CN205666754U - 一种开关电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种开关电源电路，包括输入低频干扰滤除单元、开关噪声滤除单元、开关电源转换芯片、输出高频干扰滤除单元、输入高频干扰滤除单元和开关驱动信号滤波单元；输入低频干扰滤除单元的输入端与电源相连，输出端与输入高频干扰滤除单元的输入端相连；输入高频干扰滤除单元的输出端与开关噪声滤除单元的输入端以及开关电源转换芯片的输入管脚相连；开关噪声滤除单元的输出端接地；开关驱动信号滤波单元的输入端与开关电源转换芯片的输出管脚相连，输出端与开关电源转换芯片的驱动管脚相连；输出高频干扰滤除单元的输入端与开关电源转换芯片的输出管脚相连，输出端接地，有效地抑制开关电源转换芯片的高频传导辐射。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种开关电源电路。
背景技术
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、数码产品以及仪器类等领域。
开关电源在工作时，都会存在开关噪声和不同程度的谐波噪声，如果不对开关噪声以及谐波噪声进行抑制，所述开关噪声以及谐波噪声会直接传导到电源线上，进而对电源线上其他的电子设备形成一定的干扰。因此，开关电源的性能优劣直接关系到相关电子设备能否安全可靠地工作。现有的开关电源电路对所述开关噪声以及谐波噪声虽然采取了一定的抑制措施，但是仍然无法满足一些要求较高的应用场合，因此需要对现有的开关电源电路进行改进。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种开关电源电路，以有效地抑制开关电源转换芯片的高频传导辐射。
本实用新型实施例提供了一种开关电源电路，该电路包括：
输入低频干扰滤除单元、开关噪声滤除单元、开关电源转换芯片、输出高频干扰滤除单元、输入高频干扰滤除单元和开关驱动信号滤波单元；其中，
所述输入低频干扰滤除单元的输入端与电源相连，输出端与所述输入高频干扰滤除单元的输入端相连，用于滤除所述电源以及所述开关电源转换芯片中的低频干扰信号；
所述输入高频干扰滤除单元的输出端与所述开关噪声滤除单元的输入端以及所述开关电源转换芯片的输入管脚相连，用于滤除所述电源以及所述开关电源转换芯片中的高频干扰信号；
所述开关噪声滤除单元的输出端接地，用于滤除所述开关电源转换芯片的开关噪声；
所述开关驱动信号滤波单元的输入端与所述开关电源转换芯片的输出管脚相连，输出端与所述开关电源转换芯片的驱动管脚相连，用于对开关电源转换芯片的驱动信号进行滤波；
所述输出高频干扰滤除单元的输入端与所述开关电源转换芯片的输出管脚相连，输出端接地，用于滤除所述开关电源转换芯片输出的电压信号中的高频干扰信号。
进一步地，所述电路还包括：续流单元，所述续流单元的一端接地，另一端与所述开关电源转换芯片的输出管脚以及所述开关驱动信号滤波单元输入端相连，用于在所述开关电源转换芯片关断时，给所述开关电源转换芯片的输出负载提供电流通路。
示例性地，所述输入低频干扰滤除单元具体包括：第一电感、第一电容以及第四电容；其中，
所述第一电感的第一端与电源以及所述第四电容的第一端相连，第二端与所述第一电容的第一端相连，所述第四电容的第二端以及所述第一电容的第二端接地。
示例性地，所述输入高频干扰滤除单元具体包括：第二磁珠，所述第二磁珠的第一端与所述第一电感的第二端以及所述第一电容的第一端相连，第二端与所述开关电源转换芯片的输入管脚相连。
示例性地，所述开关噪声滤除单元具体包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述开关电源转换芯片的输入管脚相连，第二端接地。
示例性地，所述开关驱动信号滤波单元具体包括：第二电阻和第三电容，其中，所述第二电阻的第一端与所述开关电源转换芯片的驱动管脚相连，第二端与所述第三电容的第一端相连，所述第三电容的第二端与所述开关电源转换芯片的输出管脚相连。
示例性地，所述输出高频干扰滤除单元具体包括：第一电阻和第五电容，其中，所述第一电阻的第一端与所述开关电源转换芯片的输出管脚相连，第二端与所述第五电容的第一端相连，所述第五电容的第二端接地。
示例性地，所述续流单元具体包括第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述开关电源转换芯片的输出管脚相连，阳极接地。
本实用新型实施例提供了一种开关电源电路，包括输入低频干扰滤除单元、开关噪声滤除单元、开关电源转换芯片、输出高频干扰滤除单元、输入高频干扰滤除单元和开关驱动信号滤波单元，所述输入低频干扰滤除单元用于滤除电源以及开关电源转换芯片中的低频干扰信号，所述输入高频干扰滤除单元用于滤除电源以及开关电源转换芯片中的高频干扰信号，所述开关噪声滤除单元用于滤除所述开关电源转换芯片的开关噪声，所述开关驱动信号滤波单元用于对开关电源转换芯片的驱动信号进行滤波，所述输出高频干扰滤除单元用于滤除所述开关电源转换芯片输出的电压信号中的高频干扰信号，有效地抑制开关电源转换芯片的高频传导辐射。
附图说明
图1是本实用新型实施例一所提供的一种开关电源电路的结构示意图；
图2是本实用新型实施例二所提供的一种开关电源电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本实用新型实施例一所提供的一种开关电源电路的结构示意图，本实施例可适用于需要开关电源供电的情况。如图1所示，具体包括：输入低频干扰滤除单元110、开关噪声滤除单元120、开关电源转换芯片130、输出高频干扰滤除单元140、输入高频干扰滤除单元150和开关驱动信号滤波单元160；
其中，输入低频干扰滤除单元110的输入端与电源VCC相连，输出端与输入高频干扰滤除单元150的输入端相连，用于滤除电源VCC以及开关电源转换芯片130中的低频干扰信号；
输入高频干扰滤除单元150的输出端与开关噪声滤除单元120的输入端以及开关电源转换芯片130的输入管脚VIN相连，用于滤除电源VCC以及开关电源转换芯片130中的高频干扰信号；
开关噪声滤除单元120的输出端接地，用于滤除开关电源转换芯片130的开关噪声；
开关驱动信号滤波单元160的输入端与开关电源转换芯片130的输出管脚SW相连，输出端与开关电源转换芯片130的驱动管脚BOOT相连，用于对开关电源转换芯片130的驱动信号进行滤波；
输出高频干扰滤除单元140的输入端与开关电源转换芯片130的输出管脚SW相连，输出端接地，用于滤除开关电源转换芯片130输出的电压信号中的高频干扰信号。
需要说明的是，当开关电源转换芯片130正常工作时，其开关驱动信号的高次谐波通过开关驱动信号滤波单元160后，高频干扰信号能量得到了有效抑制，同时再经过输入高频干扰滤除单元150，使得高频传导辐射能量得到进一步地降低，有效地抑制开关电源转换芯片130的高频传导辐射。
本实施例提供了一种开关电源电路的结构示意图，包括输入低频干扰滤除单元、开关噪声滤除单元、开关电源转换芯片、输出高频干扰滤除单元、输入高频干扰滤除单元和开关驱动信号滤波单元，所述输入低频干扰滤除单元用于滤除电源以及开关电源转换芯片中的低频干扰信号，所述输入高频干扰滤除单元用于滤除电源以及开关电源转换芯片中的高频干扰信号，所述开关噪声滤除单元用于滤除所述开关电源转换芯片的开关噪声，所述开关驱动信号滤波单元用于对开关电源转换芯片的驱动信号进行滤波，所述输出高频干扰滤除单元用于滤除所述开关电源转换芯片输出的电压信号中的高频干扰信号，有效地抑制开关电源转换芯片的高频传导辐射。
在上述实施例的基础上，参见图1所示，所述电路还可以包括续流单元170，续流单元170的一端接地，另一端与开关电源转换芯片130的输出管脚SW以及开关驱动信号滤波单元160输入端相连，用于在开关电源转换芯片130关断时，给开关电源转换芯片130的输出负载提供电流通路。
实施例二
图2是本实用新型实施例二所提供的一种开关电源电路图，在上述实施例的基础上，本实施例进行了进一步优化，参见图2所示，该电路具体包括：输入低频干扰滤除单元110、开关噪声滤除单元120、开关电源转换芯片130、输出高频干扰滤除单元140、输入高频干扰滤除单元150、开关驱动信号滤波单元160和续流单元170。
示例性地，输入低频干扰滤除单元110具体包括：第一电感L1、第一电容C1以及第四电容C4；其中，第一电感L1的第一端与电源VCC以及第四电容C4的第一端相连，第二端与第一电容C1的第一端相连，第四电容C4的第二端以及第一电容C1的第二端接地。其中，第一电感L1、第一电容C1以及第四电容C4构成π型滤波电路，当有来自电源VCC的低频干扰信号时，第一电感L1和第一电容C1开始工作，组成LC滤波电路，滤除来自电源VCC的低频干扰信号。优选的，第一电容C1可以选用铝电解电容。当有来自开关电源转换芯片130的低频干扰信号时，第一电感L1和第四电容C4开始工作，组成LC滤波电路，滤除来自开关电源转换芯片130的低频干扰信号。优选的，第四电容C4可以选用陶瓷电容，第四电容C4和第一电感L1形成的截止频率小于开关电源转换芯片130的开关频率的1/10，这样设置的好处是滤波效果较好。
示例性地，输入高频干扰滤除单元150具体包括：第二磁珠L2，第二磁珠L2的第一端与第一电感L1的第二端以及第一电容C1的第一端相连，第二端与开关电源转换芯片130的输入管脚VIN相连。
示例性地，开关噪声滤除单元120具体包括第二电容C2，第二电容C2的第一端与开关电源转换芯片130的输入管脚VIN相连，第二端接地。优选的，第二电容C2可以选用陶瓷电容，电容值一般为10uF～1uF，用于滤除开关电源转换芯片130的开关噪声。
示例性地，开关驱动信号滤波单元160具体包括：第二电阻R2和第三电容C3，其中，第二电阻R2的第一端与开关电源转换芯片130的驱动管脚BOOT相连，第二端与第三电容C3的第一端相连，第三电容C3的第二端与开关电源转换芯片130的输出管脚SW相连。开关驱动信号滤波单元160直接滤除了开关电源转换芯片130的开关驱动信号中的高频干扰信号，很好地降低了开关电源转换芯片130的高频传导辐射。优选的，第三电容C3选用陶瓷电容，电容值选在0.01uF～0.1uF之间，为开关电源转换芯片130内部开关提供驱动电压。第二电阻R2的阻值一般小于100Ω。
示例性地，输出高频干扰滤除单元140具体包括：第一电阻R1和第五电容C5，其中，第一电阻R1的第一端与开关电源转换芯片130的输出管脚SW相连，第二端与第五电容C5的第一端相连，第五电容C5的第二端接地。
示例性地，续流单元170具体包括第一二极管D1，第一二极管D1的阴极与开关电源转换芯片130的输出管脚SW相连，阳极接地。优选的，第一二极管D1选用肖特基二极管，为开关电源转换芯片130关断时提供负载电流通路。
本实施例提供了一种开关电源电路，当开关电源转换芯片正常工作时，其开关驱动信号的高次谐波通过第二电阻和第三电容组成的RC低通滤波电路后，高频信号能量得到了有效地抑制，同时再经过输入高频干扰滤除单元中的第二磁珠，使得高频传导辐射能量得到进一步降低，实现了有效地抑制开关电源转换芯片的高频传导辐射。
值得注意的是，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (8)
1.一种开关电源电路，包括输入低频干扰滤除单元、开关噪声滤除单元、开关电源转换芯片、输出高频干扰滤除单元，其特征在于，还包括输入高频干扰滤除单元和开关驱动信号滤波单元；其中，
所述输入低频干扰滤除单元的输入端与电源相连，输出端与所述输入高频干扰滤除单元的输入端相连，用于滤除所述电源以及所述开关电源转换芯片中的低频干扰信号；
所述输入高频干扰滤除单元的输出端与所述开关噪声滤除单元的输入端以及所述开关电源转换芯片的输入管脚相连，用于滤除所述电源以及所述开关电源转换芯片中的高频干扰信号；
所述开关噪声滤除单元的输出端接地，用于滤除所述开关电源转换芯片的开关噪声；
所述开关驱动信号滤波单元的输入端与所述开关电源转换芯片的输出管脚相连，输出端与所述开关电源转换芯片的驱动管脚相连，用于对开关电源转换芯片的驱动信号进行滤波；
所述输出高频干扰滤除单元的输入端与所述开关电源转换芯片的输出管脚相连，输出端接地，用于滤除所述开关电源转换芯片输出的电压信号中的高频干扰信号。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：续流单元，所述续流单元的一端接地，另一端与所述开关电源转换芯片的输出管脚以及所述开关驱动信号滤波单元输入端相连，用于在所述开关电源转换芯片关断时，给所述开关电源转换芯片的输出负载提供电流通路。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输入低频干扰滤除单元具体包括：第一电感、第一电容以及第四电容；其中，
所述第一电感的第一端与电源以及所述第四电容的第一端相连，第二端与所述第一电容的第一端相连，所述第四电容的第二端以及所述第一电容的第二端接地。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述输入高频干扰滤除单元具体包括：第二磁珠，所述第二磁珠的第一端与所述第一电感的第二端以及所述第一电容的第一端相连，第二端与所述开关电源转换芯片的输入管脚相连。
5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关噪声滤除单元具体包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述开关电源转换芯片的输入管脚相连，第二端接地。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关驱动信号滤波单元具体包括：第二电阻和第三电容，其中，所述第二电阻的第一端与所述开关电源转换芯片的驱动管脚相连，第二端与所述第三电容的第一端相连，所述第三电容的第二端与所述开关电源转换芯片的输出管脚相连。
7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输出高频干扰滤除单元具体包括：第一电阻和第五电容，其中，所述第一电阻的第一端与所述开关电源转换芯片的输出管脚相连，第二端与所述第五电容的第一端相连，所述第五电容的第二端接地。
8.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述续流单元具体包括第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述开关电源转换芯片的输出管脚相连，阳极接地。
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|---|---|---|---|---|
| CN108111012A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-01 | 北京卫星制造厂 | 一种高压大功率电源与高压电机驱动模块匹配电路 |
| CN112543034A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-23 | 上海移远通信技术股份有限公司 | 基于9x07平台的低频滤波电路、通信芯片模组和天线系统 |
| CN112834561A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-25 | 南京谱德仪器科技有限公司 | 一种铸铁热分析仪及其工作方法 |
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