一種高效率、低紋波、低噪聲的電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高效率、低紋波、低噪聲的電源，其結(jié)構(gòu)包括開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路，在開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路之間還設(shè)置有開關(guān)電路和超級電容，其中，超級電容通過開關(guān)電路分別與開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路連接。采用本實用新型的技術(shù)，通過多個超級電容輪流充放電實現(xiàn)前級開關(guān)電源電路與后級線性穩(wěn)壓電路之間的充分隔離，達(dá)到低紋波、低噪聲的目的，由開關(guān)電源完成輸入電壓的初步電壓轉(zhuǎn)換，保證了整個系統(tǒng)的高效率。
【專利說明】
一種高效率、低紋波、低噪聲的電源
【技術(shù)領(lǐng)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(shù)】
[0002]電源設(shè)計中，線性穩(wěn)壓電源在源電壓與輸出電壓壓差較大時效率低、發(fā)熱量大、給散熱設(shè)計帶來難題。而開關(guān)電源設(shè)計由于其器件工作在開關(guān)狀態(tài)、不可避免地會導(dǎo)致更高的紋波與噪聲。部分開關(guān)電源設(shè)計中，使用開關(guān)頻率更高的器件來獲得較低的紋波，但這種設(shè)計方法的高頻噪聲難以降低。
[0003]部分電源設(shè)計采用在開關(guān)電源后級串接線性穩(wěn)壓電路的方法來同時滿足效率和紋波的要求，但在這種設(shè)計中，前級開關(guān)電源的紋波以及噪聲仍然會傳導(dǎo)至后級電路，對輸出電源的質(zhì)量造成不良影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:通過對超級電容的輪流充放電，使前級的開關(guān)電源電路以及后級的線性穩(wěn)壓電路能夠充分地隔離。
[0005]本實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)包括開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路，在開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路之間還設(shè)置有開關(guān)電路和超級電容，其中，超級電容分別通過開關(guān)電路與開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路連接。輸入電壓Vin通過開關(guān)電源轉(zhuǎn)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(guān)電路控制超級電容的充放電:當(dāng)超級電容需要進(jìn)行充電時，由開關(guān)電路先斷開與線性穩(wěn)壓電路的連接，然后再由Vl給電容充電；當(dāng)超級電容需要進(jìn)行放電時，則由開關(guān)電路先斷開與開關(guān)電源的連接，再連接線性穩(wěn)壓電路為其提供電壓V2。超級電容在本電路中起到儲能作用。
[0007]所述電源電路中設(shè)置有多組超級電容和開關(guān)電路。通過多個超級電容的輪流充放電，實現(xiàn)了開關(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，控制器偵測各個超級電容的電壓狀況，并且根據(jù)電壓狀況調(diào)節(jié)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(tài)。
[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(guān)電路所構(gòu)成的外圍電路包括MOS管，和電阻、無極性電容構(gòu)成的延時電路，其中MOS管作為超級電容的充放電開關(guān)，延時電路控制MOS管的導(dǎo)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(yīng)控制信號上升、下降沿電平的變化速率，從而使線性穩(wěn)壓電路有充分的時間進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，保證輸出電壓的穩(wěn)定。
[0011]在開關(guān)電源的接地與超級電容的接地之間設(shè)置有磁珠BEAD1，電路中的磁珠BEADl串接在開關(guān)電源的地與超級電容的地之間，作用為濾除由開關(guān)電源的地干擾過來的少量噪聲。
[0012]本實用新型的有益效果為:采用本實用新型的技術(shù)，通過多個超級電容輪流充放電實現(xiàn)前級開關(guān)電源電路與后級線性穩(wěn)壓電路之間的充分隔離，達(dá)到低紋波、低噪聲的目的，由開關(guān)電源完成輸入電壓的初步電壓轉(zhuǎn)換，保證了整個系統(tǒng)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(yīng)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(jìn)行儲能的超級電容；Q1、Q3、Q5作為控制超級電容充電的開關(guān)，Q2、Q4、Q6作為控制超級電容放電的開關(guān)。
【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(jìn)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(jié)構(gòu)包括開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路，在開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路之間還設(shè)置有開關(guān)電路和超級電容，其中，超級電容分別通過開關(guān)電路與開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路連接。輸入電壓Vin通過開關(guān)電源轉(zhuǎn)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(guān)電路控制超級電容的充放電:當(dāng)超級電容需要進(jìn)行充電時，由開關(guān)電路先斷開與線性穩(wěn)壓電路的連接，然后再由Vl給電容充電；當(dāng)超級電容需要進(jìn)行放電時，則由開關(guān)電路先斷開與開關(guān)電源的連接，再連接線性穩(wěn)壓電路為其提供電壓V2。超級電容在本電路中起到儲能作用。
[0022]所述電源電路中設(shè)置有多組超級電容和開關(guān)電路。通過多個超級電容的輪流充放電，實現(xiàn)了開關(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作為各超級電容的充電電壓。需要對Cl進(jìn)行充電時，即先通過Q2將Cl與V2斷開。經(jīng)過一段時間Tl后(Tl大于Q2狀態(tài)轉(zhuǎn)換所需時間)，再開啟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，先通過Ql斷開Cl與Vl的連接，經(jīng)過一段時間T2后(T2大于Ql狀態(tài)轉(zhuǎn)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(guān)電源的地與超級電容的地之間，作用為濾除由開關(guān)電源的地干擾過來的少量噪聲。
【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)包括開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路，其特征在于:在開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電路之間還設(shè)置有開關(guān)電路和超級電容，其中，超級電容分別通過開關(guān)電路與開關(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)置有多組超級電容和開關(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:所述超級電容與開關(guān)電路所構(gòu)成的外圍電路包括MOS管，和電阻、無極性電容構(gòu)成的延時電路，其中MOS管作為超級電容的充放電開關(guān)，延時電路控制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:在開關(guān)電源的接地與超級電容的接地之間設(shè)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(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】劉楊 申請人:山東超越數(shù)控電子有限公司