CN106452065B - 驱动电路 - Google Patents

Abstract

一种驱动电路，包括：输入端、电感、开关管、二极管、第一电容、第二电容和输出端；所述电感的第一端连接至输入端，第二端连接至二极管的正极；所述二极管的负极连接至输出端；所述开关管的第一端连接至电感第二端，第二端接地；所述第一电容的第一端连接至二极管负极与输出端之间的电连接线，第二端接地；所述第二电容的第一端连接至第一电容的第一端与输出端之间的电连接线。上述驱动电路对射频信号的干扰能力较低。

Description

驱动电路

技术领域

本发明涉及移动终端领域，尤其涉及一种驱动电路。

背景技术

目前，由于手机内部空间通常较小，手机主板的元器件摆放通常较为密集，因此内部的电磁环境非常恶劣，电磁干扰问题显得尤其突出，使得手机在工作使用过程中，接收信号的灵敏度收到影响。其中，干扰较大的来源为具备高电流、高电压的驱动电路，例如驱动音频功放、驱动可调有源电容以及驱动LCD背光的电路等。

目前针对此类问题，通常的做法是三种，接地、屏蔽和滤波。

接地就是通过一条低阻抗的传输路径，使得信号可以通过路径传输到主地层，已达到减少甚至是消除干扰的目的，手机上的接地方式大多采用大面积底线层接地，所有底线汇入地线层。

屏蔽式利用电磁信号无法穿透导电物质的原理，手机通常会采用把干扰源用金属屏蔽房包裹的方式来屏蔽干扰信号，使得减少或者消除干扰，目前有金属涂层屏蔽件，含导电物质屏蔽件，以及金属屏蔽件。

滤波就是对某些频率允许传输，而抑制另外一些频率信号。滤波有高通、带通、带阻和低通之分，由于手机干扰通常是信号的高次谐波来影响手机射频信号，因此低通的方式较为常用。

目前，对于高频电路以及有高次杂散频率的电路会使用多点接地，这样可以把信号直接通到地，来达到减少消除干扰，但是接地的方式不能消除信号本身的干扰，以及有些特定情况地存在大功率地、数字地、以及容易产生干扰的地，因此，接地消除干扰存在局限性。

而对于屏蔽方式，通常在手机的背光驱动电路中，一般也会加上屏蔽罩，能够消除辐射干扰，但是在手机空间本身不充裕的情况下，这种做法存在局限性，增加了成本，无法消除传导干扰。目前很多案例受限于板子需要做薄，屏蔽罩的高度也会做低，但由于器件高度，很多情况是屏蔽罩破孔，这么一来屏蔽效果大打折扣，存在辐射干扰的风险。

对于背光驱动电路，现有方法是增加屏蔽罩，且保证背光走线的上下左右的包地，这么做的结果确实能减少一部分的背光干扰，但是由于背光信号的能量较大，它的辐射能力以及串扰能力较强，本身如果不做很好的滤波，那么干扰还是存在相当大的。

所以，如何高效低成本的降低驱动电路干扰是需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种驱动电路，降低驱动电路的干扰信号。

为了解决上述问题，本发明提供了一种驱动电路，包括：输入端、电感、开关管、二极管、第一电容、第二电容和输出端；所述电感的第一端连接至输入端，第二端连接至二极管的正极；所述二极管的负极连接至输出端；所述开关管的第一端连接至电感第二端，第二端接地；所述第一电容的第一端连接至二极管负极与输出端之间的电连接线，第二端接地；所述第二电容的第一端连接至第一电容的第一端与输出端之间的电连接线。

可选的，还包括第三电容，所述第三电容的第一端连接至开关管与二极管负极之间的电连接线，第二端接地。

可选的，所述第三电容的电容值为60pF～180pF。

可选的，所述第三电容的第一端通过一电阻与开关管与二极管负极之间的电连接线连接。

可选的，所述电阻的阻值小于10Ω。

可选的，还包括第四电容，所第四电容的第一端连接至第二电容与输出端之间的电连接线，所述第四电容的第二端接地。

可选的，所述第四电容的第一端与输出端之间的距离小于第四电容的第一端与第二电容第一端之间的距离。

可选的，所述第四电容的电容值为33pF～1nF。

可选的，所述第二电容的电容值为33pF～1nF。

可选的，所述开关管为场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、三极管、晶闸管或绝缘栅双极型晶体管。

本发明的驱动电路灵活的在所述驱动电路的干扰源头或远离干扰源出增加并联的电容进行滤波，以降低驱动电路的干扰信号；并且，比采用屏蔽罩屏蔽干扰的方案更加节省空间与成本。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式的驱动电流的结构示意图；

图2为本发明一具体实施方式所采用的片状电容的高频等效模型示意图；

图3为本发明一具体实施方式的驱动电流的结构示意图；

图4为本发明一具体实施方式的驱动电流的结构示意图；

图5为本发明一具体实施方式的驱动电流的结构示意图；

图6为本发明一具体实施方式的驱动电流的结构示意图。

具体实施方式

对于驱动电路，例如高电压高电流的背光驱动电路，如果都采用屏蔽方式屏蔽驱动电路的干扰信号，由于背光信号的能量较大，它的辐射能力以及串扰能力较强，所以驱动电路如果不做很好的滤波，那么还是存在相当大的干扰。

本发明的具体实施方式提出一种新的驱动电路，对信号进行高效滤波，从而降低驱动电路对射频信号的干扰。

下面结合附图对本发明提供的驱动电路的具体实施方式做详细说明。

请参考图1，为所述驱动电路的结构示意图。

所述驱动电路包括：输入端101、电感L1、开关管Q1、二极管D1、第一电容C1、第二电容C2和输出端102。

所述电感L1的第一端连接至所述输入端101，第二端连接至二极管D1的正极，所述二极管D1的负极连接至所述输出端102，所述输入端101用于输入电信号，所述输出端102用于连接负载，也可以是电路的馈点；所述开关管Q1第一端连接至电感L1第二端，第二端接地；所述第一电容C1的第一端连接至二极管D1负极与输出端102之间的电连接线，第二端接地；所述第二电容C2的第一端连接至第一电容C1的第一端与输出端102之间的电连接线。

所述驱动电路还包括控制端103，与所述开关管Q1连接，用于通过所述开关管Q1控制电感L1的充能与放电过程。

所述驱动电路为一升压电路，从输入端101输入电压，且为直流电压。控制端103输入控制信号，使开关管Q1导通，此时所述开关管Q1的第二端接地，所述开关管Q1第一端连接至电感L1第二端，所以所述电感L1的第二端为零电势位，输入电压对电感L1做充能；当控制端103输入的控制信号使开关管Q1断开，由于电感的自感原因，电感L1对第一电容C1进行充电，使第一电容C1第二端处电压升高，从而向输出端102方向放电，输出电流。如果不断进行充放电过程，可以使得第一电容C1第二端处电压大于输入端101输入的电压。并且，所述第一电容C1还起到平滑滤波的作用，而二极管D1可以防止所述第一电容C2反向放电。

以上为该驱动电路的一个充放电过程。通过控制所述控制端103输入至开关管Q1的控制信号，可以控制所述驱动电路的充放电过程。在开关管Q1的不断导通和断开过程中，电路不断进行充放电，从而在通路中会产生高次频率的电压和电流的谐波，对其他电子部件，例如天线等形成电磁干扰。

矩形信号的傅里叶展开为一个冲击形式的函数，比如2Mhz左右的方形波，其在1GHz以内的谐波频谱也是比较厉害的，特别是能量级大的方波信号。利用一个低通滤波器能够很好的剔除那些高频分量，低通滤波器的加入会使得此信号的上升沿变缓。

但是由于IC封装的滤波器和多阶滤波器都不适合手机拥挤的摆件环境，而三阶以内的阻容感滤波器设计就足够滤除大部分的高次谐波。对于普通的片状电容，它的高频等效模型如图2，Rc为损耗电阻，Lc为引线电感，因此，它的阻抗会随之频率变小，然后在谐振出最小，然后再变大，可以利用这个特性，达到滤波效果最大化，实验结果33pF～1nF之间为最优值。

本发明的具体实施方式中，在所述第一电容C1与输出端102之间，连接有与第一电容C1并联的第二电容C2，所述第二电容C2的第一端连接至第一电容C1的第一端与输出端102之间的电连接线。所述第二电容C2可以为片状电容。

所述第二电容C2能够对第一电容C1放电输出的电压和电流信号进行滤波，从而有效的滤除通路电流电压的高次频率，从而降低该驱动电路的干扰能力。所述第二电容C2与第一电容C1第一端和输出端102之间的电连接线上的连接点更接近于第一电容C1。由于第二电容C2的滤波能力与电容值成正比，为了避免对通路的低频部分造成影响，所述第二电容C2的电容值不能过大，同时为了确保有足够的滤波能力，所述第二电容C2的电容值不能过小。在本发明的具体实施方式中，根据发明人多次试验，确定较佳的，所述第二电容C2的电容值为33pF～1nF。由于第一电容C1的电容值通常为1μF左右，第二电容C2的电容与第一电容C1的电容值相比小很多，所以，所述电感L1在放电过程中，主要还是对第一电容C1进行充电。

本发明的具体实施方式中，所述开关管Q1可以为场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、三极管、晶闸管或绝缘栅双极型晶体管等具有开关性能的半导体器件。所述控制端103输入的控制信号，可以根据不同的开关管Q1类型进行调整。本具体实施方式中，所述开关管Q1为场效应晶体管，所述场效应晶体管的栅极连接至所述控制端103，源极和漏极分别连接至电感L1第二端和地，所述控制端103输入高电平，且高电平电压值大于所述场效应晶体管的源漏导通电压时，所述场效应晶体管导通；当所述控制端103输入低电平，小于所述场效应晶体管的源漏导通电压时，所述场效应晶体管断开。

请参考图3，为本发明另一具体实施方式的驱动电路的结构示意图。

在上述具体实施方式的基础上，所述驱动电路还包括第三电容C3，所述第三电容C3的第一端连接至开关管Q1与二极管D1负极之间的电连接线，第二端接地。

对于更为恶劣的摆件环境，比如是背光电路非常靠近射频GSM850/GSM900的走线通路，在驱动电路中增加第三电容C3，可以对电感L1在放电过程中，放出的电流和电压首先进行滤波后再对第一电容C1充电，并在此经过第二电容C2滤波，从而进一步降低驱动电路对射频电路的信号干扰。

在本发明的具体实施方式中，所述第三电容C3电容值为60pF～180pF，避免电容值过小，滤波效果不明显，又避免电容值过大，对低频部分造成影响，使得信号被减弱。

在本发明的另一具体实施方式中，所述第三电容C3的第一端通过一电阻R1与开关管Q1和二极管D1负极之间的电连接线连接，具体结构请参考图4，以形成一个RC滤波电路，电阻R1的加入除了更好的滤波，另一方面还可以平缓中低频的毛刺，使得通路的频谱分量平缓，以便进一步消除高频谐波。但是过大的电阻会造成较大的热损失，以及拉低通路电容电压，破坏反馈信号，导致能量转换效率变低。在本发明的一个具体实施方式中，电阻R1的电阻值小于10欧姆。

请参考图5，为本发明另一具体实施方式的驱动电路的结构示意图。

基于上述具体实施方式，所述驱动电路还包括第四电容C4，所第四电容的第一端连接至第二电容C2与输出端102之间的电连接线，所述第四电容C4的第二端接地。所述第四电容C4可以进一步对驱动电路通路内的电压电流进行滤波。

由于驱动电路的电流在传输过程中，外界的带入以及本身干扰信号的变化，传输到输出端102或馈点过程中，电信号在干扰频段处的频谱结构又会发生很大的不同，且在输出端102或馈点处容易形成天线效应，因此在某些环境情况下需要加入滤波电容来达到进一步消除干扰的目的。

本发明的具体实施方式中，所述第四电容C4的第一端与输出端102之间的距离小于第四电容C4的第一端与第二电容C2第一端之间的距离，从而对到达输出端102的信号进一步进行滤波，以进一步降低驱动电路的信号干扰能力。在本发明的具体实施方式中，所述第四电容C4的电容值为33pF～1nF。

在本发明的而其他具体实施方式中，所述驱动电路不包括第三电容C3和电阻R1，而利用第二电容C2和第四电容C4进行滤波，如图6所示。

在本发明的其他具体实施方式中，可以灵活的在所述驱动电路的干扰源头或远离干扰源出增加并联的电容进行滤波，以降低驱动电路的干扰信号；并且，比采用屏蔽罩屏蔽干扰的方案更加节省空间与成本。而且，所述驱动电路适用于其他任何具有BOOST升压电路的模块，例如背光驱动电路、变容电路、天线谐振点电路或驱动音频功放的电路。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于手机的驱动电路，其特征在于，包括：

输入端、电感、开关管、二极管、第一电容、第二电容、输出端和控制端；所述电感的第一端连接至输入端，第二端连接至二极管的正极；

所述二极管的负极连接至输出端；

所述开关管的第一端连接至电感第二端，第二端接地，第三端连接所述控制端；

所述第一电容的第一端连接至二极管负极与输出端之间的电连接线，第二端接地；

所述第二电容的第一端连接至第一电容的第一端与输出端之间的电连接线，所述第二电容为片状电容，且第二电容的电容值为33pF～1nF，用于滤除通路电流电压中的高次频率，第一电容的电容值大于第二电容的电容值；还包括第四电容，所述第四电容的第一端连接至第二电容与输出端之间的电连接线，所述第四电容的第二端接地，所述第四电容的第一端与输出端之间的距离小于第四电容的第一端与第二电容第一端之间的距离，用于对到达输出端的信号进一步进行滤波，所述第四电容的电容值为33pF～1nF。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，还包括第三电容，所述第三电容的第一端连接至开关管与二极管正极之间的电连接线，第二端接地。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述第三电容的电容值为60pF～180pF。

4.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述第三电容的第一端通过一电阻与开关管与二极管正极之间的电连接线连接。

5.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述电阻的阻值小于10Ω。

6.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述开关管为场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、三极管或晶闸管。