專利名稱：一種低紋波電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)電源轉(zhuǎn)換裝置，特別是一種能夠有效抑制電源紋波的電 源裝置。
背景技術(shù)：
無線通信設(shè)備對(duì)電源設(shè)備性能的要求極高，除了要求電源設(shè)備能夠提供穩(wěn)定的直 流供電電壓外，還需要其具有良好的轉(zhuǎn)換效率以及極低的電磁干擾。目前無線通信設(shè)備所 用的電源設(shè)備大都通過開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)，其中BUCK DC/DC轉(zhuǎn)換器是使用最為廣泛的降壓型直 流開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，具有輸入/輸出電壓低，負(fù)載電流大，電壓轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，但由于 開關(guān)電源在開關(guān)切換操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生急劇的電壓和電流變化，這些形成的浪涌和噪聲將作為 傳導(dǎo)噪聲或輻射噪聲傳遞至電子設(shè)備，引發(fā)電磁干擾問題，并且在傳導(dǎo)噪聲中也時(shí)常會(huì)產(chǎn) 生很大的環(huán)路電流，上述傳導(dǎo)噪聲在設(shè)備輸入端產(chǎn)生的紋波電壓嚴(yán)重影響通信設(shè)備工作的 穩(wěn)定性、降低通信設(shè)備的通話質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳速率，因此，現(xiàn)時(shí)的直流開關(guān)電源設(shè)備還未能滿 足無線通信設(shè)備的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種能夠有效抑制電源紋波、可提供穩(wěn)定可靠 工作電源的低紋波電源裝置。本實(shí)用新型為解決其問題所采用的技術(shù)方案是一種低紋波電源裝置，包括直流輸入單元、半橋開關(guān)單元、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路、磁芯電 感、電流檢測單元、輸出濾波電容、第一電壓輸出端以及控制芯片，所述直流輸入單元的輸 出端與半橋開關(guān)單元和控制芯片連接，半橋開關(guān)單元通過開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路與控制芯片連接， 半橋開關(guān)單元的輸出端依次與磁芯電感、電流檢測單元、輸出濾波電容串接后與第一電壓 輸出端相連，電流檢測單元的輸出端與控制芯片連接。其中作為優(yōu)選的實(shí)施方式，該電源裝置還包括電荷泵電路單元，所述電荷泵電路 單元的輸入端與第一電壓輸出端連接，電荷泵電路單元的輸出端與控制芯片相連。所述半橋開關(guān)單元包括高端NMOS管和低端NMOS管，高端NMOS管的一端與直流輸 入單元連接，高端NMOS管的另一端與低端NMOS管的一端連接，低端NMOS管的另一端與地 連接，高端NMOS管和低端NMOS管與低端NMOS管的連接處作為半橋開關(guān)單元的輸出端，所 述半橋開關(guān)單元的輸出端與地之間并接有續(xù)流二極管。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述電流檢測單元為電流檢測電阻，所述電流檢測電阻串 接于磁芯電感和輸出濾波電容之間，電流檢測電阻的兩端設(shè)置有與控制芯片相連的連接 線。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，該電源裝置包括第二電壓輸出端以及濾波單元、線性穩(wěn)壓 單元，所述第二電壓輸出端依次通過線性穩(wěn)壓單元和濾波單元與第一電壓輸出端連接。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的輸入直流經(jīng)過半橋開關(guān)單元后形成方波，方波輸出在經(jīng)過磁芯電感、輸出濾波電容進(jìn)行濾波、穩(wěn)壓處理后形成直流輸出，利用對(duì) 輸入電壓大小的檢測信號(hào)和電流檢測單元的反饋信號(hào)，控制芯片可以通過開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路對(duì) 半橋開關(guān)單元中的開關(guān)管的通斷進(jìn)行控制，改變方波輸出從而得到所需要的直流電壓輸 出，這一控制的方法可以保證直流電壓具有極低的紋波，避免產(chǎn)生浪涌和噪聲，從而進(jìn)一步 避免引發(fā)電磁干擾問題，保證供電的穩(wěn)定可靠性，可以滿足無線通信產(chǎn)品的高要求。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)組成示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型所提供的一種低紋波電源裝置，包括直流輸入單元1、半橋 開關(guān)單元2、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路3、磁芯電感4、電流檢測單元5、輸出濾波電容6、第一電壓輸出端 7以及控制芯片8，其中直流輸入單元1 一般包括輸入LC濾波電路，用于穩(wěn)定所連接的直流 輸入電壓，直流輸入單元1的輸出端與半橋開關(guān)單元2和控制芯片8連接，直流輸入單元1 一方面用于向控制芯片8初始工作時(shí)的工作能量，并向控制芯片8提供輸入電壓大小的檢 測信號(hào)，另一方面用于向半橋開關(guān)單元2提供轉(zhuǎn)換能量源。半橋開關(guān)單元2通過開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路3與控制芯片8連接，半橋開關(guān)單元2所包含 的開關(guān)管在控制芯片8下實(shí)現(xiàn)通斷。半橋開關(guān)單元2的輸出端依次與磁芯電感4、電流檢測 單元5、輸出濾波電容6串接后與第一電壓輸出端7相連，半橋開關(guān)單元2輸出的為方波信 號(hào)，在磁芯電感4、輸出濾波電容6的濾波作用下可以轉(zhuǎn)換為直流電壓輸出，該直流電壓輸 出通過第一電壓輸出端7向外部供電，其中，輸出濾波電容的容量應(yīng)該盡量大，保證所輸出 的直流電壓大小持續(xù)穩(wěn)定。電流檢測單元5的輸出端與控制芯片8連接，利用電流檢測單元5可以將電流大 小信號(hào)反饋到控制芯片8中，控制芯片8可以根據(jù)此信號(hào)對(duì)其輸出到半橋開關(guān)單元2的驅(qū) 動(dòng)信號(hào)進(jìn)行控制，確保所輸出電壓大小為所需值。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述電流檢測單元5優(yōu)選 為電流檢測電阻R，電流檢測電阻R串接于磁芯電感4和輸出濾波電容6之間，電流檢測電 阻R的兩端設(shè)置有與控制芯片8相連的連接線，這時(shí)反饋到控制芯片8中的信號(hào)直接反映 的是電阻R兩端的電壓大小，根據(jù)電阻R的阻值大小控制芯片8可以計(jì)算得到相應(yīng)的電流 大小。電源裝置的輸入直流電壓不穩(wěn)定，為了使得控制芯片8得到穩(wěn)定的足夠高的供電 電壓，使得其所輸出到半橋開關(guān)單元2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有良好的驅(qū)動(dòng)能力，保證半橋開關(guān)單 元2具有高轉(zhuǎn)換效率，該電源裝置還包括電荷泵電路單元9，所述電荷泵電路單元9的輸入 端與第一電壓輸出端7連接，電荷泵電路單元9的輸出端與控制芯片8相連，由于第一電壓 輸出端7所輸出的電壓基本恒定，通過電荷泵電路單元9進(jìn)行轉(zhuǎn)換后所得到的電壓大小也 恒定，根據(jù)電荷泵電路單元9的轉(zhuǎn)換特性，電荷泵電路單元9所輸出的電壓大小約為第一電 壓輸出端7電壓的兩倍，這一恒定的電壓可以向控制芯片8提供足夠高的供電電壓，此時(shí)控 制芯片8從輸入直流電壓供電狀態(tài)轉(zhuǎn)為電荷泵供電狀態(tài)。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述半橋開關(guān)單元2包括高端NMOS管Ql和低端NMOS管Q2，M0S管為電壓方式驅(qū)動(dòng)，與晶閘管相比，其開關(guān)速度更快。應(yīng)用時(shí)，高端NMOS管Ql的一 端與直流輸入單元1連接，高端NMOS管Ql的另一端與低端NMOS管Q2的一端連接，低端 NMOS管Q2的另一端與地GND連接，高端NMOS管Ql和低端NMOS管Q2與低端NMOS管Q2的 連接處作為半橋開關(guān)單元2的輸出端，高端NMOS管Ql和低端NMOS管Q2在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的作 用下輪流開通關(guān)斷，假設(shè)Ql的導(dǎo)通時(shí)間為Tl，截止的時(shí)間為T2，T1與(Τ1+Τ2)的比值就是 占空比D，此時(shí)輸出電壓Uo與輸入電壓Uin的關(guān)系為Uo = D*Uin，為了得到尖峰和紋波更 小的輸出電壓Uo，在輸出端與地GND之間需要加續(xù)流二極管D，該續(xù)流二極管D優(yōu)選為肖特 基二極管，此外，輸出端所接電阻R將采樣信號(hào)送入到控制芯片8中，該采樣信號(hào)經(jīng)控制芯 片8內(nèi)部的誤差放大器放大后輸出的電壓與鋸齒波構(gòu)成電壓比較器，然后輸出PWM控制方 波到開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路3，通過控制MOS管的開與關(guān)來及時(shí)調(diào)節(jié)導(dǎo)通和關(guān)斷的時(shí)間，輸出穩(wěn)定的 電壓。此外，作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，該電源裝置還包括第二電壓輸出端10以及濾 波單元11、線性穩(wěn)壓單元12，所述第二電壓輸出端10依次通過線性穩(wěn)壓單元12和濾波單 元11與第一電壓輸出端7連接，利用線性穩(wěn)壓單元12的電壓變換能力，第二電壓輸出端7 可以輸出另一個(gè)穩(wěn)定的的比第一電壓輸出端7電壓小的直流電壓值。本實(shí)用新型為一降壓型的直流開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，應(yīng)用于無線通信設(shè)備中時(shí)，所連 接的輸入直流電壓范圍一般在7V 30V之間，第一電壓輸出端7的輸出電壓大小為5V， 具有6A的電流輸出能力，其輸出紋波小于50mV，第二電壓輸出端10所輸出的電壓大小為 3.3V，具有2A的電流輸出能力，其輸出紋波小于30mV。上述輸出可以為無線通信設(shè)備提 供可靠的工作電源，從而保證設(shè)備工作的穩(wěn)定性，提高語音通話質(zhì)量，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼 率。本實(shí)用新型除了可以用于向無線通信設(shè)備供電外，還可以于便攜式儀器、筆記本 電腦或掌上電腦、電池供電的數(shù)碼設(shè)備、工業(yè)設(shè)備配電等領(lǐng)域使用，應(yīng)用范圍廣泛。
權(quán)利要求一種低紋波電源裝置，其特征在于包括直流輸入單元(1)、半橋開關(guān)單元(2)、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路(3)、磁芯電感(4)、電流檢測單元(5)、輸出濾波電容(6)、第一電壓輸出端(7)以及控制芯片(8)，所述直流輸入單元(1)的輸出端與半橋開關(guān)單元(2)和控制芯片(8)連接，半橋開關(guān)單元(2)通過開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路(3)與控制芯片(8)連接，半橋開關(guān)單元(2)的輸出端依次與磁芯電感(4)、電流檢測單元(5)、輸出濾波電容(6)串接后與第一電壓輸出端(7)相連，電流檢測單元(5)的輸出端與控制芯片(8)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低紋波電源裝置，其特征在于該電源裝置還包括電荷 泵電路單元(9)，所述電荷泵電路單元(9)的輸入端與第一電壓輸出端(7)連接，電荷泵電 路單元(9)的輸出端與控制芯片⑶相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低紋波電源裝置，其特征在于所述半橋開關(guān)單元(2) 包括高端NMOS管(Ql)和低端NMOS管(Q2)，高端NMOS管(Ql)的一端與直流輸入單元(1) 連接，高端NMOS管(Ql)的另一端與低端NMOS管(Q2)的一端連接，低端NMOS管(Q2)的另 一端與地(GND)連接，高端NMOS管(Ql)和低端NMOS管(Q2)與低端NMOS管(Q2)的連接 處作為半橋開關(guān)單元(2)的輸出端，所述半橋開關(guān)單元(2)的輸出端與地(GND)之間并接 有續(xù)流二極管(D)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低紋波電源裝置，其特征在于所述電流檢測單元(5) 為電流檢測電阻(R)，所述電流檢測電阻(R)串接于磁芯電感⑷和輸出濾波電容(6)之 間，電流檢測電阻(R)的兩端設(shè)置有與控制芯片⑶相連的連接線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低紋波電源裝置，其特征在于該電源裝置包括第二電 壓輸出端(10)以及濾波單元(11)、線性穩(wěn)壓單元(12)，所述第二電壓輸出端(10)依次通 過線性穩(wěn)壓單元(12)和濾波單元(11)與第一電壓輸出端(7)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種低紋波電源裝置，包括直流輸入單元、半橋開關(guān)單元、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路、磁芯電感、電流檢測單元、輸出濾波電容、第一電壓輸出端以及控制芯片，所述直流輸入單元的輸出端與半橋開關(guān)單元和控制芯片連接，半橋開關(guān)單元通過開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路與控制芯片連接，半橋開關(guān)單元的輸出端依次與磁芯電感、電流檢測單元、輸出濾波電容串接后與第一電壓輸出端相連，電流檢測單元的輸出端與控制芯片連接。本實(shí)用新型可以保證直流電壓具有極低的紋波，避免產(chǎn)生浪涌和噪聲，從而進(jìn)一步避免引發(fā)電磁干擾問題，保證供電的穩(wěn)定可靠性，可以滿足無線通信產(chǎn)品的高要求。
文檔編號(hào)H02M1/14GK201674399SQ20102019128
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者李乙 申請(qǐng)人:珠海世紀(jì)鼎利通信科技股份有限公司