本發(fā)明涉及直流電源紋波消除技術(shù)領(lǐng)域，尤其指一種直流電源紋波消除方法。
背景技術(shù)：
由于直流穩(wěn)定電源一般是由交流電源經(jīng)整流穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)而形成的，這就不可避免地在直流穩(wěn)定量中多少帶有一些交流成分，這種疊加在直流穩(wěn)壓定量上的交流分量就稱為紋波。紋波的成分較為復(fù)雜，它的形態(tài)一般為頻率高于工頻的類似正弦波的諧波，另一種則是寬度很窄的脈沖波。
到目前為止，對(duì)于直流電源紋波處理的解決方案，無(wú)不例外的均以噪聲濾波、紋波吸收、紋波反相疊加等紋波抑制措施來(lái)削弱紋波的。大家心里皆清楚，任何一種濾波吸收抑制手段只能對(duì)一定范圍的有限頻寬的紋波有削弱效果，但電路中的其它頻段的紋波將依然無(wú)法被處理，而紋波的存在，對(duì)于那些流量、壓力、拉力、扭矩檢測(cè)設(shè)備，遙控遙測(cè)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、通信電路等設(shè)備的精度及工作狀態(tài)都有相當(dāng)程度的影響，尤其如激光電源等特殊場(chǎng)所，紋波對(duì)其則更是致命的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供實(shí)施簡(jiǎn)便，能夠有效隔斷前級(jí)電源電路紋波噪聲和前級(jí)浪涌電流電壓對(duì)設(shè)備內(nèi)功能電路的影響的一種直流電源紋波消除方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：
一種直流電源紋波消除方法，包括有輸入電路模塊、控制電路模塊以及輸出電路模塊，輸入電路模塊與輸出電路模塊之間設(shè)置有并聯(lián)的第一靜波電路模塊和第二靜波電路模塊；
第一靜波電路模塊包括依次串聯(lián)的第一前端電路切換子模塊、第一濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊以及第一后端電路切換子模塊，第二靜波電路模塊包括依次串聯(lián)的第二前端電路切換子模塊、第二濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊以及第二后端電路切換子模塊，控制電路模塊包括主控電路子模塊、檢測(cè)電路子模塊以及電路切換驅(qū)動(dòng)子模塊；
輸入電路模塊的提供控制電路工作電源子模塊與所述控制電路模塊的主控電路子模塊相連接，輸入電路模塊的浪涌保護(hù)子模塊分別與第一前端電路切換子模塊和第二前端電路切換子模塊相連接，第一后端電路切換子模塊和第二后端電路切換子模塊與所述輸出電路模塊的輸出端濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊相連接，輸出電路模塊的電壓取樣電路子模塊與所述控制電路模塊的檢測(cè)電路子模塊相連接；控制電路模塊的電路切換驅(qū)動(dòng)子模塊分別與第一前端電路切換子模塊、第一后端電路切換子模塊、第二前端電路切換子模塊以及第二后端電路切換子模塊相連接；
電路切換驅(qū)動(dòng)子模塊控制第一靜波電路模塊和第二靜波電路模塊，電能輸入時(shí)，前端電路開(kāi)通而后端電路斷開(kāi)，電能輸出時(shí)，前端電路斷開(kāi)而后端電路開(kāi)通。
優(yōu)化的技術(shù)措施還包括：
輸入電路模塊包括依次串聯(lián)的電源極性保護(hù)子模塊、浪涌保護(hù)子模塊以及提供控制電路工作電源子模塊。
輸出電路模塊包括輸出端濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊、穩(wěn)壓輸出子模塊以及電壓取樣電路子模塊；輸出端濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊和穩(wěn)壓輸出子模塊相串聯(lián)，電壓取樣電路子模塊連接于所述輸出端濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊和穩(wěn)壓輸出子模塊之間的連接節(jié)點(diǎn)上。
本發(fā)明是一種直流電源紋波消除方法，其優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)施簡(jiǎn)便有效，其能夠隔斷前級(jí)(包括電網(wǎng))電源電路紋波噪聲對(duì)設(shè)備內(nèi)功能電路的影響，隔斷了前級(jí)(包括電網(wǎng))浪涌電流電壓對(duì)設(shè)備內(nèi)部電路的沖擊，以達(dá)到電路電源近乎于蓄電池的水準(zhǔn)。經(jīng)本發(fā)明技術(shù)消除紋波后的電路電源可廣泛用于各種電源質(zhì)量要求較高的設(shè)備，尤其適合于那些高、精、尖的設(shè)備。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的方框原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖1所示為本發(fā)明的方框原理圖，
其中的附圖標(biāo)記為：輸入電路模塊1、電源極性保護(hù)子模塊11、浪涌保護(hù)子模塊12、提供控制電路工作電源子模塊13、控制電路模塊2、主控電路子模塊21、檢測(cè)電路子模塊22、電路切換驅(qū)動(dòng)子模塊23、輸出電路模塊3、輸出端濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊31、穩(wěn)壓輸出子模塊32、電壓取樣電路子模塊33、第一靜波電路模塊4、第一前端電路切換子模塊41、第一濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊42、第一后端電路切換子模塊43、第二靜波電路模塊5、第二前端電路切換子模塊51、第二濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊52、第二后端電路切換子模塊53。
一種直流電源紋波消除方法，包括有輸入電路模塊1、控制電路模塊2以及輸出電路模塊3，輸入電路模塊1與輸出電路模塊3之間設(shè)置有并聯(lián)的第一靜波電路模塊4和第二靜波電路模塊5；
第一靜波電路模塊4包括依次串聯(lián)的第一前端電路切換子模塊41、第一濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊42以及第一后端電路切換子模塊43，第二靜波電路模塊5包括依次串聯(lián)的第二前端電路切換子模塊51、第二濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊52以及第二后端電路切換子模塊53，控制電路模塊2包括主控電路子模塊21、檢測(cè)電路子模塊22以及電路切換驅(qū)動(dòng)子模塊23；
輸入電路模塊1的提供控制電路工作電源子模塊13與所述控制電路模塊2的主控電路子模塊21相連接，輸入電路模塊1的浪涌保護(hù)子模塊12分別與第一前端電路切換子模塊41和第二前端電路切換子模塊51相連接，第一后端電路切換子模塊43和第二后端電路切換子模塊53與所述輸出電路模塊3的輸出端濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊31相連接，輸出電路模塊3的電壓取樣電路子模塊33與所述控制電路模塊2的檢測(cè)電路子模塊22相連接；控制電路模塊2的電路切換驅(qū)動(dòng)子模塊23分別與第一前端電路切換子模塊41、第一后端電路切換子模塊43、第二前端電路切換子模塊51以及第二后端電路切換子模塊53相連接；
電路切換驅(qū)動(dòng)子模塊23控制第一靜波電路模塊4和第二靜波電路模塊5，電能輸入時(shí)，前端電路開(kāi)通而后端電路斷開(kāi)，電能輸出時(shí)，后端電路開(kāi)通而前端電路斷開(kāi)。
輸入電路模塊1包括依次串聯(lián)的電源極性保護(hù)子模塊11、浪涌保護(hù)子模塊12以及提供控制電路工作電源子模塊13。來(lái)自前級(jí)的直流電源經(jīng)極性保護(hù)電路后，一方面作為主通道傳送至下一級(jí)的第一靜波電路模塊4及第二靜波電路模塊5，另一方面生成2.7v-5.0v的穩(wěn)壓為控制電路模塊2提供工作電源。其中，浪涌保護(hù)電路則是防止前級(jí)浪涌電流電壓對(duì)后面電路的沖擊。
控制電路模塊2包括主控電路子模塊21、檢測(cè)電路子模塊22以及電路切換驅(qū)動(dòng)子模塊23；其中主控電路根據(jù)具體情況可以由mcu等可編程芯片，也可以由邏輯芯片等硬件電路構(gòu)成，其作用是用以發(fā)出指令控制第一靜波電路模塊4和第二靜波電路模塊5中開(kāi)關(guān)管的分時(shí)(間隔地切換通斷)；并依據(jù)檢測(cè)電路得到的輸出電壓的反饋信息來(lái)自動(dòng)調(diào)整開(kāi)關(guān)管通斷切換的分時(shí)(間隔時(shí)間)，檢測(cè)電路的作用是檢測(cè)輸出電壓的反饋信息；切換驅(qū)動(dòng)電路將主控電路發(fā)出的指令信號(hào)放大，用以驅(qū)動(dòng)切換電路開(kāi)關(guān)管的運(yùn)作。
輸出電路模塊3包括輸出端濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊31、穩(wěn)壓輸出子模塊32以及電壓取樣電路子模塊33；輸出端濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊31和穩(wěn)壓輸出子模塊32相串聯(lián)，電壓取樣電路子模塊33連接于所述輸出端濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊31和穩(wěn)壓輸出子模塊32之間的連接節(jié)點(diǎn)上。輸出電路模塊3的作用是將第一靜波電路模塊4和第二靜波電路模塊5輸送過(guò)來(lái)的直流電經(jīng)濾波平滑后輸出；其中電壓取樣電路是在濾波后、穩(wěn)壓前由分壓電阻網(wǎng)絡(luò)分壓取出；最終由穩(wěn)壓電路輸出所需的直流穩(wěn)壓電源。
第一靜波電路模塊4由依次串聯(lián)的第一前端電路切換子模塊41、第一濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊42以及第一后端電路切換子模塊43組成，第二靜波電路模塊5由依次串聯(lián)的第二前端電路切換子模塊51、第二濾波網(wǎng)絡(luò)子模塊52以及第二后端電路切換子模塊53組成。第一靜波電路模塊4和第二靜波電路模塊5的工作原理相同：當(dāng)前端切換開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，經(jīng)輸入電路模塊1輸入的直流電源給濾波網(wǎng)絡(luò)中的大電容充電蓄能；當(dāng)后端切換開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，濾波網(wǎng)絡(luò)中的大電容就放電釋能儲(chǔ)運(yùn)給輸出電路模塊3。前、后兩端的開(kāi)關(guān)管，可能會(huì)同時(shí)處于關(guān)斷狀態(tài)，但絕不可以處于同時(shí)開(kāi)通狀態(tài)——因?yàn)?，靜波電路模塊的功能是隔斷前級(jí)電源紋波對(duì)后級(jí)電路的影響，達(dá)到“靜波”、“凈化”的目的。
本直流電源紋波消除方法，其工作原理為：
在上電初始階段由于第一靜波電路模塊4與第二靜波電路模塊5的前端切換開(kāi)關(guān)管都是開(kāi)通的，而后端切換開(kāi)關(guān)管都是關(guān)斷的，因此經(jīng)輸入電路模塊1輸入的直流電源通過(guò)前端的切換開(kāi)關(guān)管向第一靜波電路模塊4及第二靜波電路模塊5的濾波網(wǎng)絡(luò)中的大電容充電蓄能，充電蓄能完成后，主控電路發(fā)出指令，關(guān)斷第一靜波電路模塊4的前端切換開(kāi)關(guān)管，繼而開(kāi)通第一靜波電路模塊4的后端切換開(kāi)關(guān)管，讓第一靜波電路模塊4濾波網(wǎng)絡(luò)中的大電容向輸出電路模塊3放電釋能，經(jīng)輸出電路模塊3中的穩(wěn)壓電路后輸出所需的直流穩(wěn)壓電源；期間電壓取樣電路將輸出穩(wěn)壓前的電壓信息反饋給控制電路模塊2，當(dāng)反饋電壓信息低于設(shè)定值時(shí)，主控電路發(fā)出指令，關(guān)斷第二靜波電路模塊5的前端切換開(kāi)關(guān)管，繼而開(kāi)通第二靜波電路模塊5的后端切換開(kāi)關(guān)管，讓第二靜波電路模塊5濾波網(wǎng)絡(luò)中的大電容接著向輸出電路模塊放電釋能，同時(shí)關(guān)斷第一靜波電路模塊4的后端切換開(kāi)關(guān)管，進(jìn)而開(kāi)通第一靜波電路模塊4的前端切換開(kāi)關(guān)管，使其又開(kāi)始給其中的大電容充電蓄能——這樣就完成了一輪切換：第一靜波電路模塊4從原來(lái)的放電釋能切換為充電蓄能；第二靜波電路模塊5從原來(lái)的充電蓄能切換為放電釋能。
同樣，當(dāng)電壓取樣電路再反饋的電壓信息低于設(shè)定值時(shí)，新的一輪切換又開(kāi)始了：關(guān)斷第一靜波電路模塊4的前端切換開(kāi)關(guān)管，繼而開(kāi)通第一靜波電路模塊4的后端切換開(kāi)關(guān)管，同時(shí)關(guān)斷第二靜波電路模塊5的后端切換開(kāi)關(guān)管，進(jìn)而開(kāi)通第二靜波電路模塊5的前端切換開(kāi)關(guān)管；結(jié)果是：第二靜波電路模塊5從原來(lái)的放電釋能切換為充電蓄能；第一靜波電路模塊4從原來(lái)的充電蓄能切換為放電釋能。如此周而復(fù)始一直繼續(xù)下去得到的是一個(gè)：與前級(jí)電源紋波隔斷的、近乎蓄電池的直流穩(wěn)壓電源。
從上述可以看到，在第一靜波電路模塊4欲給輸出電路模塊3放電時(shí)，是先關(guān)斷第一靜波電路模塊4的前端切換開(kāi)關(guān)管——即切斷充電電路之后，才再開(kāi)通第一靜波電路模塊4的后端切換開(kāi)關(guān)管進(jìn)行放電的，也就是說(shuō)每一次在第一靜波電路模塊4給輸出電路模塊3放電時(shí)，其之前各級(jí)的噪聲紋波已被關(guān)斷隔絕了，其放電時(shí)就像端起杯子喝水一樣——得到的是一個(gè)“靜若止水”近乎蓄電池的直流穩(wěn)壓電源。同理，當(dāng)切換到第二靜波電路模塊5給輸出電路模塊放電時(shí)，也是如此。這樣既隔斷了前級(jí)電源電路紋波噪聲對(duì)設(shè)備內(nèi)功能電路的影響——不管前級(jí)電源電路紋波噪聲的頻譜多復(fù)雜對(duì)后級(jí)均無(wú)關(guān)，同時(shí)也隔斷了前級(jí)浪涌電流電壓對(duì)設(shè)備內(nèi)部電路的沖擊。
本消除直流電源紋波的方法，可用于各種由直流電源供電的場(chǎng)所。只要根據(jù)不同場(chǎng)合的具體功耗及電壓要求，適當(dāng)選取其中的切換開(kāi)關(guān)管、穩(wěn)壓及其調(diào)整管、大電容等元件的耐壓通流容量參數(shù)就可以了。
上述的各個(gè)子模塊均可由現(xiàn)有技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要搭建對(duì)應(yīng)的電路。
應(yīng)用實(shí)施例1：光狀發(fā)電并網(wǎng)后會(huì)對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，為了改善電網(wǎng)人們常會(huì)用svg也就是靜止無(wú)功發(fā)生裝置以提升電能質(zhì)量。我們就做過(guò)一個(gè)工程，由于電源“環(huán)境”不好，svg中的主控電路與人機(jī)界面(觸摸屏)之間的通訊、主控電路與各功率單元之間的通訊往往會(huì)受到干擾，偶爾還可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的動(dòng)作信息，而運(yùn)用本發(fā)明對(duì)供電電源進(jìn)行改善后，問(wèn)題便得到了很好的解決。
應(yīng)用實(shí)施例2：曾改造過(guò)一個(gè)液晶顯示電子拉力試驗(yàn)機(jī)，其主要是用于塑料、防水材料、電線電纜、金屬棒等材料的拉伸試驗(yàn)的。具有試驗(yàn)力數(shù)字顯示，峰值保持等功能。但檢測(cè)結(jié)果時(shí)常不穩(wěn)定，也就是對(duì)于同一種材質(zhì)幾次測(cè)試的數(shù)據(jù)有偏差，甚至較大。對(duì)一些相關(guān)的電源經(jīng)過(guò)了本發(fā)明技術(shù)的處理，然后測(cè)試的精度有了顯然的改善——同一種材質(zhì)幾次測(cè)試的數(shù)據(jù)的“一致性”大大提高了。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例已闡明，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員做出的各種變化或改型都不會(huì)脫離本發(fā)明的范圍。