一种DC‑DC开关电源及其电感啸叫消除方法技术

本发明专利技术公开了一种DC‑DC开关电源及其电感啸叫消除方法，所述开关电源包括：开关电源控制电路,用于产生开关信号SW；开关电源输出滤波电路，用于将开关电源控制电路产生的开关信号SW转换为稳定的直流电压输出；降压电路，连接至所述开关电源控制电路的输出端，用于在开关信号SW为高时将开关信号电压降低，而在开关信号SW为低时为毛刺滤除电路提供放电通路；毛刺滤除电路，串联在所述降压电路与地之间，用于在所述开关信号SW为高时将高于设定电压的开关信号毛刺短路至地，而在开关信号SW为低时通过所述降压电路将电荷放掉；本发明专利技术可滤去DC‑DC开关电源特定频率范围电流，有效消除电感的啸叫声。

【技术实现步骤摘要】
一种DC-DC开关电源及其电感啸叫消除方法
本专利技术涉及于DC-DC开关
，尤其涉及一种DC-DC开关电源及其电感啸叫消除方法。
技术介绍
电感啸叫是指在DC-DC开关电源中出现电感发出高频微小的兹鸣声的现象，由于很多电子产品都应用了DC-DC开关电源，所以这种现象发生在很多电子产品中，它使本来静音工作的电器出现了轻微响声，严重影响了用户的静音环境。现有技术中的开关电源的原理如图1所示，图中电源芯片U1有两个gatepin脚(门控脚)，分别接了两个NMOS管Q1和Q2，gate引脚输出的是PWM波形，该PWM电压波用来控制Q1、Q2的导通和关断。L1是储能电感，C1是滤波稳压电容,用于稳定后端VOUT的输出电压。由于开关电源电压转换的原理是利用Q1打开时向电感L1充电，Q2打开时电感L1储存的磁场能转换为续流的电能达到转换电压的目的，所以图1中Q1与Q2的连接点SW处会因Q1与Q2的高频率切换开关而产生各种杂乱频率电流，这些电流会引起电感线圈微弱的共振，当SW出现20～20KHz频率的杂乱电流时，电感L1的共振噪声就会被人耳听见，这就是所谓的啸叫。SW处的实际电压波形图如图2所示，其中左侧是理论的SW电压波形，由于开关电源的MOS管Q1、Q2是按一定频率的PWM波打开和关闭，所以SW处的电压也会程现如图2的固定频率方波。但实际的工作中因为MOS管的开关延时和寄生电容及MOS管本身的电阻等，会使SW的方波出现噪声，如图2右边所示，噪声电压叠加到SW的方波就产生幅值更高的噪声电压，这个噪声的频率范围若在20～20KHz范围就会形成啸叫。目前针对这种电感啸叫的解决方法一般是更换电感或者电感打胶，使电感和噪声电流的共振噪声不落入人耳可听的频率范围。但这种方法存在对器件的依赖性。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种DC-DC开关电源及其电感啸叫消除方法，以滤去DC-DC开关电源特定频率范围电流，有效消除电感的啸叫声。为达上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种DC-DC开关电源，包括：开关电源控制电路,用于产生开关信号SW；开关电源输出滤波电路，用于将开关电源控制电路产生的开关信号SW转换为稳定的直流电压输出；降压电路，连接至所述开关电源控制电路的输出端，用于在开关信号SW为高时将开关信号电压降低，而在开关信号SW为低时为毛刺滤除电路提供放电通路；毛刺滤除电路，串联在所述降压电路与地之间，用于在所述开关信号SW为高时将高于设定电压的开关信号毛刺短路至地，而在开关信号SW为低时通过所述降压电路将电荷放掉。进一步地，所述降压电路包括一稳压二极管，所述稳压二极管的阴极连接于所述开关电源控制电路输出端，其阳极连接所述毛刺滤除电路。进一步地，所述毛刺滤除电路包括一毛刺吸收电容，其一端连接所述稳压二极管的阳极，另一端接地。进一步地，所述毛刺吸收电容为滤波电容或采用容值大中小三个数量级别的电容并联。进一步地，所述开关电源控制电路包括电源芯片、一NMOS开关管、一PMOS开关管，所述电源芯片的第一输出端连接至所述NMOS开关管的栅极，第二输出端连接至所述PMOS开关管的栅极，所述NMOS开关管的漏极接电源，所述PMOS开关管的漏极接地，所述NMOS开关管的源极、PMOS开关管的源极与所述降压电路、开关电源输出滤波电路连接。进一步地，所述开关电源输出滤波电路包括一储能电感和滤波电容，所述储能电感的一端连接所述NMOS开关管的源极、PMOS开关管的源极，另一端与所述滤波电容的一端相连组成输出电压节点，所述滤波电容的另一端接地。为达到上述目的，本专利技术还提供一种DC-DC开关电源的电感啸叫消除方法，包括如下步骤：步骤一，利用一开关电源控制电路产生开关信号；步骤二，利用一开关电源输出滤波电路将开关信号转换为稳定的直流电压输出；步骤三，在将开关信号转换为稳定的直流电压输出中，利用一降压电路在开关信号为高时将开关信号电压降低，而在开关信号为低时为一毛刺滤除电路提供放电通路；步骤四，利用一毛刺滤除电路在开关信号为高时将高于设定电压的开关信号毛刺短路至地，而在开关信号为低时通过所述降压电路将电荷放掉。进一步地，所述降压电路通过一稳压二极管实现。进一步地，所述毛刺滤除电路通过一毛刺吸收电容实现。进一步地，所述毛刺吸收电容为一滤波电容或采用容值大中小三个数量级别的电容并联。与现有技术相比，本专利技术一种DC-DC开关电源及其电感啸叫消除方法的有益效果在于：本专利技术一种DC-DC开关电源及其电感啸叫消除方法通过在开关电源控制电路的开关信号输出端依次串联降压电路、开关电源输出滤波电路，将开关电源输出滤波电路接到地网络，从而可使开关电源滤去特定频率范围电流，有效消除电感的啸叫声。附图说明图1为现有技术的DC-DC开关电源的电路结构图；图2为现有技术的开关电源控制电路的输出SW的波形图；图3为本专利技术一种DC-DC开关电源的一个实施例的电路结构图；图4为本专利技术一种DC-DC开关电源的电感啸叫消除方法的步骤流程图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本专利技术的一个实施例中，如图3所示，本专利技术一种DC-DC开关电源，包括：开关电源控制电路10、开关电源输出滤波电路20、降压电路30和毛刺滤除电路40。其中，开关电源控制电路10包括电源芯片U1、NMOS开关管Q1、PMOS开关管Q2及其外围电路，用于产生开关信号SW；开关电源输出滤波电路20包括储能电感L1和滤波电容C1，用于将开关电源控制电路10产生的开关信号SW转换为稳定的直流电压输出；降压电路30，连接至开关电源控制电路10的输出端，所述降压电路30包括稳压二极管D1，用于在开关信号SW为高时将开关信号电压降低，而在开关信号SW为低时为毛刺滤除电路40提供放电通路；毛刺滤除电路40，串联在所述降压电路30与地之间，包括一毛刺吸收电容C2，用于在开关信号SW为高时将高于设定电压的开关信号毛刺短路至地，而在开关信号SW为低时通过降压电路30将电荷放掉，在本专利技术具体实施例中，毛刺吸收电容C2为一滤波电容，优选地，由于大电容的高频特性差，毛刺吸收电容C2可以采用大中小三个数量级的电容并联以达到最佳吸收效果。具体地，电源芯片U1的第一输出端连接至NMOS开关管Q1的栅极，开关芯片U1的第二输出端连接至PMOS开关管Q2的栅极，NMOS开关管Q1的漏极接电源Vin，PMOS开关管Q2的漏极接地，NMOS开关管Q1的源极、PMOS开关管Q2的源极与稳压二极管D1的阴极以及储能电感L1的一端相连组成节点SW，储能电感L1的另一端与滤波电容C1的一端相连组成输出电压节点，滤波电容C1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DC‑DC开关电源，包括：开关电源控制电路,用于产生开关信号SW；开关电源输出滤波电路，用于将开关电源控制电路产生的开关信号SW转换为稳定的直流电压输出；降压电路，连接至所述开关电源控制电路的输出端，用于在开关信号SW为高时将开关信号电压降低，而在开关信号SW为低时为毛刺滤除电路提供放电通路；毛刺滤除电路，串联在所述降压电路与地之间，用于在所述开关信号SW为高时将高于设定电压的开关信号毛刺短路至地，而在开关信号SW为低时通过所述降压电路将电荷放掉。

【技术特征摘要】
1.一种DC-DC开关电源，包括：开关电源控制电路,用于产生开关信号SW；开关电源输出滤波电路，用于将开关电源控制电路产生的开关信号SW转换为稳定的直流电压输出；降压电路，连接至所述开关电源控制电路的输出端，用于在开关信号SW为高时将开关信号电压降低，而在开关信号SW为低时为毛刺滤除电路提供放电通路；毛刺滤除电路，串联在所述降压电路与地之间，用于在所述开关信号SW为高时将高于设定电压的开关信号毛刺短路至地，而在开关信号SW为低时通过所述降压电路将电荷放掉。2.如权利要求1所述的一种DC-DC开关电源，其特征在于，所述降压电路包括一稳压二极管，所述稳压二极管的阴极连接于所述开关电源控制电路输出端，其阳极连接所述毛刺滤除电路。3.如权利要求2所述的一种DC-DC开关电源，其特征在于：所述毛刺滤除电路包括一毛刺吸收电容，其一端连接所述稳压二极管的阳极，另一端接地。4.如权利要求3所述的一种DC-DC开关电源，其特征在于：所述毛刺吸收电容为滤波电容或采用容值大中小三个数量级别的电容并联。5.如权利要求1所述的一种DC-DC开关电源，其特征在于：所述开关电源控制电路包括电源芯片、一NMOS开关管、一PMOS开关管，所述电源芯片的第一输出端连接至所述NMOS开关管的栅极，第二输出端连接至所述PMOS开关管的栅极，所述NMOS开关管的漏极接电源，所述PMOS开关管...

【专利技术属性】
技术研发人员：何山，
申请(专利权)人：上海斐讯数据通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31