一種高效率、低紋波、低噪聲的電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其結(jié)構(gòu)包括開(kāi)關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路，在開(kāi)關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路之間還設(shè)置有開(kāi)關(guān)電路和超級(jí)電容，其中，超級(jí)電容通過(guò)開(kāi)關(guān)電路分別與開(kāi)關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路連接。采用本實(shí)用新型的技術(shù)，通過(guò)多個(gè)超級(jí)電容輪流充放電實(shí)現(xiàn)前級(jí)開(kāi)關(guān)電源電路與后級(jí)線性穩(wěn)壓電路之間的充分隔離，達(dá)到低紋波、低噪聲的目的，由開(kāi)關(guān)電源完成輸入電壓的初步電壓轉(zhuǎn)換，保證了整個(gè)系統(tǒng)的高效率。
【專利說(shuō)明】
一種高效率、低紋波、低噪聲的電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高效率、低紋波、低噪聲的電源。

【背景技術(shù)】
[0002]電源設(shè)計(jì)中，線性穩(wěn)壓電源在源電壓與輸出電壓壓差較大時(shí)效率低、發(fā)熱量大、給散熱設(shè)計(jì)帶來(lái)難題。而開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)由于其器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)、不可避免地會(huì)導(dǎo)致更高的紋波與噪聲。部分開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中，使用開(kāi)關(guān)頻率更高的器件來(lái)獲得較低的紋波，但這種設(shè)計(jì)方法的高頻噪聲難以降低。
[0003]部分電源設(shè)計(jì)采用在開(kāi)關(guān)電源后級(jí)串接線性穩(wěn)壓電路的方法來(lái)同時(shí)滿足效率和紋波的要求，但在這種設(shè)計(jì)中，前級(jí)開(kāi)關(guān)電源的紋波以及噪聲仍然會(huì)傳導(dǎo)至后級(jí)電路，對(duì)輸出電源的質(zhì)量造成不良影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:通過(guò)對(duì)超級(jí)電容的輪流充放電，使前級(jí)的開(kāi)關(guān)電源電路以及后級(jí)的線性穩(wěn)壓電路能夠充分地隔離。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其結(jié)構(gòu)包括開(kāi)關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路，在開(kāi)關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路之間還設(shè)置有開(kāi)關(guān)電路和超級(jí)電容，其中，超級(jí)電容分別通過(guò)開(kāi)關(guān)電路與開(kāi)關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路連接。輸入電壓Vin通過(guò)開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)化為與Vout相接近的VI，Vl為超級(jí)電容充電的電壓；V2為超級(jí)電容放電的電壓，開(kāi)關(guān)電路控制超級(jí)電容的充放電:當(dāng)超級(jí)電容需要進(jìn)行充電時(shí)，由開(kāi)關(guān)電路先斷開(kāi)與線性穩(wěn)壓電路的連接，然后再由Vl給電容充電；當(dāng)超級(jí)電容需要進(jìn)行放電時(shí)，則由開(kāi)關(guān)電路先斷開(kāi)與開(kāi)關(guān)電源的連接，再連接線性穩(wěn)壓電路為其提供電壓V2。超級(jí)電容在本電路中起到儲(chǔ)能作用。
[0007]所述電源電路中設(shè)置有多組超級(jí)電容和開(kāi)關(guān)電路。通過(guò)多個(gè)超級(jí)電容的輪流充放電，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電源電路與線性穩(wěn)壓電路的充分隔離。
[0008]所述電源的電路中，設(shè)置有控制器，控制器偵測(cè)各個(gè)超級(jí)電容的電壓狀況，并且根據(jù)電壓狀況調(diào)節(jié)各超級(jí)電容的充放電信號(hào)，通過(guò)這些信號(hào)來(lái)控制超級(jí)電容的充電、放電狀態(tài)。
[0009]所述控制器為分壓電路、比較器或延時(shí)電路。
[0010]所述超級(jí)電容與開(kāi)關(guān)電路所構(gòu)成的外圍電路包括MOS管，和電阻、無(wú)極性電容構(gòu)成的延時(shí)電路，其中MOS管作為超級(jí)電容的充放電開(kāi)關(guān)，延時(shí)電路控制MOS管的導(dǎo)通和截止。延時(shí)電路控制各個(gè)電容的charge、discharge信號(hào)變化時(shí)的斜率,延緩相應(yīng)控制信號(hào)上升、下降沿電平的變化速率，從而使線性穩(wěn)壓電路有充分的時(shí)間進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，保證輸出電壓的穩(wěn)定。
[0011]在開(kāi)關(guān)電源的接地與超級(jí)電容的接地之間設(shè)置有磁珠BEAD1，電路中的磁珠BEADl串接在開(kāi)關(guān)電源的地與超級(jí)電容的地之間，作用為濾除由開(kāi)關(guān)電源的地干擾過(guò)來(lái)的少量噪聲。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果為:采用本實(shí)用新型的技術(shù)，通過(guò)多個(gè)超級(jí)電容輪流充放電實(shí)現(xiàn)前級(jí)開(kāi)關(guān)電源電路與后級(jí)線性穩(wěn)壓電路之間的充分隔離，達(dá)到低紋波、低噪聲的目的，由開(kāi)關(guān)電源完成輸入電壓的初步電壓轉(zhuǎn)換，保證了整個(gè)系統(tǒng)的高效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的電源供應(yīng)框圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型控制器電路框圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型的超級(jí)電容Cl的外圍電路圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型的超級(jí)電容C2的外圍電路圖；
[0017]圖5為本實(shí)用新型的超級(jí)電容C3的外圍電路圖；
[0018]圖6為本實(shí)用新型的磁珠BEADl的連接電路圖；
[0019]其中:C1、C2、C3為進(jìn)行儲(chǔ)能的超級(jí)電容；Q1、Q3、Q5作為控制超級(jí)電容充電的開(kāi)關(guān)，Q2、Q4、Q6作為控制超級(jí)電容放電的開(kāi)關(guān)。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面參照附圖所示，通過(guò)【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明:
[0021]如圖1所示，一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其結(jié)構(gòu)包括開(kāi)關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路，在開(kāi)關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路之間還設(shè)置有開(kāi)關(guān)電路和超級(jí)電容，其中，超級(jí)電容分別通過(guò)開(kāi)關(guān)電路與開(kāi)關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路連接。輸入電壓Vin通過(guò)開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)化為與Vout相接近的VI，Vl為超級(jí)電容充電的電壓；V2為超級(jí)電容放電的電壓，開(kāi)關(guān)電路控制超級(jí)電容的充放電:當(dāng)超級(jí)電容需要進(jìn)行充電時(shí)，由開(kāi)關(guān)電路先斷開(kāi)與線性穩(wěn)壓電路的連接，然后再由Vl給電容充電；當(dāng)超級(jí)電容需要進(jìn)行放電時(shí)，則由開(kāi)關(guān)電路先斷開(kāi)與開(kāi)關(guān)電源的連接，再連接線性穩(wěn)壓電路為其提供電壓V2。超級(jí)電容在本電路中起到儲(chǔ)能作用。
[0022]所述電源電路中設(shè)置有多組超級(jí)電容和開(kāi)關(guān)電路。通過(guò)多個(gè)超級(jí)電容的輪流充放電，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電源電路與線性穩(wěn)壓電路的充分隔離。
[0023]如圖3所示，開(kāi)關(guān)電源將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為略高于Vout的VI。Vl作為各超級(jí)電容的充電電壓。需要對(duì)Cl進(jìn)行充電時(shí)，即先通過(guò)Q2將Cl與V2斷開(kāi)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間Tl后(Tl大于Q2狀態(tài)轉(zhuǎn)換所需時(shí)間)，再開(kāi)啟Ql使得Cl與Vl相連，由Vl給Cl進(jìn)行充電。當(dāng)Cl需要進(jìn)行放電時(shí)，先通過(guò)Ql斷開(kāi)Cl與Vl的連接，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間T2后(T2大于Ql狀態(tài)轉(zhuǎn)換所需時(shí)間)，再開(kāi)啟Q2使得Cl可為V2提供電源。
[0024]如圖4和5所示，超級(jí)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(kāi)關(guān)電源的地與超級(jí)電容的地之間，作用為濾除由開(kāi)關(guān)電源的地干擾過(guò)來(lái)的少量噪聲。
【權(quán)利要求】
1.一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其結(jié)構(gòu)包括開(kāi)關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路，其特征在于:在開(kāi)關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路之間還設(shè)置有開(kāi)關(guān)電路和超級(jí)電容，其中，超級(jí)電容分別通過(guò)開(kāi)關(guān)電路與開(kāi)關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其特征在于:所述電源電路中設(shè)置有多組超級(jí)電容和開(kāi)關(guān)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其特征在于:所述電源的電路中，設(shè)置有控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其特征在于:所述控制器為分壓電路、比較器或延時(shí)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其特征在于:所述超級(jí)電容與開(kāi)關(guān)電路所構(gòu)成的外圍電路包括MOS管，和電阻、無(wú)極性電容構(gòu)成的延時(shí)電路，其中MOS管作為超級(jí)電容的充放電開(kāi)關(guān)，延時(shí)電路控制MOS管的導(dǎo)通和截止。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其特征在于:在開(kāi)關(guān)電源的接地與超級(jí)電容的接地之間設(shè)置有磁珠BEADl。
【文檔編號(hào)】H02M1/00GK204131373SQ201420592066
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】劉楊 申請(qǐng)人:山東超越數(shù)控電子有限公司