一種高效率、低紋波、低噪聲的電源的製作方法
2023-05-27 21:02:31 1
一種高效率、低紋波、低噪聲的電源的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其結構包括開關電源和線性穩壓電路，在開關電源和線性穩壓電路之間還設置有開關電路和超級電容，其中，超級電容通過開關電路分別與開關電源和線性穩壓電路連接。採用本實用新型的技術，通過多個超級電容輪流充放電實現前級開關電源電路與後級線性穩壓電路之間的充分隔離，達到低紋波、低噪聲的目的，由開關電源完成輸入電壓的初步電壓轉換，保證了整個系統的高效率。
【專利說明】
一種高效率、低紋波、低噪聲的電源
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高效率、低紋波、低噪聲的電源。
【背景技術】
[0002]電源設計中，線性穩壓電源在源電壓與輸出電壓壓差較大時效率低、發熱量大、給散熱設計帶來難題。而開關電源設計由於其器件工作在開關狀態、不可避免地會導致更高的紋波與噪聲。部分開關電源設計中，使用開關頻率更高的器件來獲得較低的紋波，但這種設計方法的高頻噪聲難以降低。
[0003]部分電源設計採用在開關電源後級串接線性穩壓電路的方法來同時滿足效率和紋波的要求，但在這種設計中，前級開關電源的紋波以及噪聲仍然會傳導至後級電路，對輸出電源的質量造成不良影響。
【發明內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是:通過對超級電容的輪流充放電，使前級的開關電源電路以及後級的線性穩壓電路能夠充分地隔離。
[0005]本實用新型所採用的技術方案為:
[0006]一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其結構包括開關電源和線性穩壓電路，在開關電源和線性穩壓電路之間還設置有開關電路和超級電容，其中，超級電容分別通過開關電路與開關電源和線性穩壓電路連接。輸入電壓Vin通過開關電源轉化為與Vout相接近的VI，Vl為超級電容充電的電壓；V2為超級電容放電的電壓，開關電路控制超級電容的充放電:當超級電容需要進行充電時，由開關電路先斷開與線性穩壓電路的連接，然後再由Vl給電容充電；當超級電容需要進行放電時，則由開關電路先斷開與開關電源的連接，再連接線性穩壓電路為其提供電壓V2。超級電容在本電路中起到儲能作用。
[0007]所述電源電路中設置有多組超級電容和開關電路。通過多個超級電容的輪流充放電，實現了開關電源電路與線性穩壓電路的充分隔離。
[0008]所述電源的電路中，設置有控制器，控制器偵測各個超級電容的電壓狀況，並且根據電壓狀況調節各超級電容的充放電信號，通過這些信號來控制超級電容的充電、放電狀態。
[0009]所述控制器為分壓電路、比較器或延時電路。
[0010]所述超級電容與開關電路所構成的外圍電路包括MOS管，和電阻、無極性電容構成的延時電路，其中MOS管作為超級電容的充放電開關，延時電路控制MOS管的導通和截止。延時電路控制各個電容的charge、discharge信號變化時的斜率,延緩相應控制信號上升、下降沿電平的變化速率，從而使線性穩壓電路有充分的時間進行電壓調節，保證輸出電壓的穩定。
[0011]在開關電源的接地與超級電容的接地之間設置有磁珠BEAD1，電路中的磁珠BEADl串接在開關電源的地與超級電容的地之間，作用為濾除由開關電源的地幹擾過來的少量噪聲。
[0012]本實用新型的有益效果為:採用本實用新型的技術，通過多個超級電容輪流充放電實現前級開關電源電路與後級線性穩壓電路之間的充分隔離，達到低紋波、低噪聲的目的，由開關電源完成輸入電壓的初步電壓轉換，保證了整個系統的高效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的電源供應框圖；
[0014]圖2為本實用新型控制器電路框圖；
[0015]圖3為本實用新型的超級電容Cl的外圍電路圖；
[0016]圖4為本實用新型的超級電容C2的外圍電路圖；
[0017]圖5為本實用新型的超級電容C3的外圍電路圖；
[0018]圖6為本實用新型的磁珠BEADl的連接電路圖；
[0019]其中:C1、C2、C3為進行儲能的超級電容；Q1、Q3、Q5作為控制超級電容充電的開關，Q2、Q4、Q6作為控制超級電容放電的開關。
【具體實施方式】
[0020]下面參照附圖所示，通過【具體實施方式】對本實用新型進一步說明:
[0021]如圖1所示，一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其結構包括開關電源和線性穩壓電路，在開關電源和線性穩壓電路之間還設置有開關電路和超級電容，其中，超級電容分別通過開關電路與開關電源和線性穩壓電路連接。輸入電壓Vin通過開關電源轉化為與Vout相接近的VI，Vl為超級電容充電的電壓；V2為超級電容放電的電壓，開關電路控制超級電容的充放電:當超級電容需要進行充電時，由開關電路先斷開與線性穩壓電路的連接，然後再由Vl給電容充電；當超級電容需要進行放電時，則由開關電路先斷開與開關電源的連接，再連接線性穩壓電路為其提供電壓V2。超級電容在本電路中起到儲能作用。
[0022]所述電源電路中設置有多組超級電容和開關電路。通過多個超級電容的輪流充放電，實現了開關電源電路與線性穩壓電路的充分隔離。
[0023]如圖3所示，開關電源將輸入電壓Vin轉換為略高於Vout的VI。Vl作為各超級電容的充電電壓。需要對Cl進行充電時，即先通過Q2將Cl與V2斷開。經過一段時間Tl後(Tl大於Q2狀態轉換所需時間)，再開啟Ql使得Cl與Vl相連，由Vl給Cl進行充電。當Cl需要進行放電時，先通過Ql斷開Cl與Vl的連接，經過一段時間T2後(T2大於Ql狀態轉換所需時間)，再開啟Q2使得Cl可為V2提供電源。
[0024]如圖4和5所示，超級電容C2和C3充放電的工作原理與Cl 一致。
[0025]如圖6所示，電路中的磁珠BEADl串接在開關電源的地與超級電容的地之間，作用為濾除由開關電源的地幹擾過來的少量噪聲。
【權利要求】
1.一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其結構包括開關電源和線性穩壓電路，其特徵在於:在開關電源和線性穩壓電路之間還設置有開關電路和超級電容，其中，超級電容分別通過開關電路與開關電源和線性穩壓電路連接。
2.根據權利要求1所述的一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其特徵在於:所述電源電路中設置有多組超級電容和開關電路。
3.根據權利要求2所述的一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其特徵在於:所述電源的電路中，設置有控制器。
4.根據權利要求3所述的一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其特徵在於:所述控制器為分壓電路、比較器或延時電路。
5.根據權利要求1-4任一所述的一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其特徵在於:所述超級電容與開關電路所構成的外圍電路包括MOS管，和電阻、無極性電容構成的延時電路，其中MOS管作為超級電容的充放電開關，延時電路控制MOS管的導通和截止。
6.根據權利要求5所述的一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其特徵在於:在開關電源的接地與超級電容的接地之間設置有磁珠BEADl。
【文檔編號】H02M1/00GK204131373SQ201420592066
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】劉楊 申請人:山東超越數控電子有限公司