CN103715876B - 低压降有源电源滤波器 - Google Patents

Abstract

一种低压降有源电源滤波器，包括一个恒流源电路、一个低通滤波网络电路、一个负反馈电路和一个子***负反馈电路，采用干净电源提供参考电压。恒流源电路、低通滤波网络电路、负反馈电路和子***负反馈电路由通用的三极管、电容器和电阻器构成。负反馈电路由一个对管和两个相同型号的PNP型三极管构成，对管保证两个相同型号的PNP型三极管的基极电压一致。电路成本低，在通带内的压降相当小，在阻带内的衰减更大，对于干扰噪声的抑制更好，夹杂在电源输入端中的噪声信号经过低通滤波网络电路后噪声可得到极大的抑制，同时有用信号得到很好的保留。此外，对于不同的衰减以及带宽的需求，本发明的电路具有更多可调节的参数，可调节的余量更大。

Description

低压降有源电源滤波器

技术领域:

本发明涉及电学领域，尤其涉及车载电源有源滤波电路，特别是一种低压降有源电源滤波器。

背景技术:

车载电子产品的汽车芯片的集成度越来越高，芯片对电源的纹波要求也越来越高，而芯片自身的输入电压范围越来越窄。传统的电源滤波网络，其压差较大，在一些电压压降要求很低的场合很难满足芯片的输入电压要求，容易出现***问题。现有技术中，电源滤波电路有以下技术方案：

(一)LC滤波电路。该种拓扑结构的电路需要的电感的感值较大，相对

的价格高导致成本也高。要做到阻带内大的衰减需要的LC阶数也

会相应增加，大大增加了项目的BOM成本。

(二)RC滤波电路。该种拓扑结构的电路在电流大时压降会大大增加，

导致输入电压很难满足芯片的要求，同时电阻散热也是大问题。并

且该拓扑结构的电路也有阻带内大的衰减时RC阶数增加的问题。

(三)三极管有源滤波电路。该拓扑结构采用一个电阻，一个电容和一

个NPN三极管，输出端和输入端压降比较大，使用受到限制。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种低压降有源电源滤波器，所述的这种低压降有源电源滤波器要解决现有技术中电源滤波电路通带内压降大、阻带内衰减小、成本高的技术问题。

本发明的这种低压降有源电源滤波器，包括一个恒流源电路、一个低通滤波网络电路、一个负反馈电路和一个子***负反馈电路，其中，所述的恒流源电路由一个第六三极管、一个第七三极管、一个第八三极管、一个参考电压输入端和一个第三电阻器构成，所述的参考电压输入端与所述的第六三极管的发射极连接，第六三极管的集电极经过所述的第三电阻器后接地，第六三极管的集电极与基极连接，第六三极管的发射极与所述的第七三极管的发射极连接，第六三极管的基极与第七三极管的基极连接，第七三极管的发射极与所述的第八三极管的发射极连接，第七三极管的基极与第八三极管的基极连接，所述的负反馈电路由一个第一三极管、一个第二三极管、一个第三三极管和一个第四三极管构成，所述的第一三极管和第二三极管为同型号的PNP型三极管，所述的第三三极管和第四三极管组成对管，第一三极管的发射极与第二三极管的发射极连接，第一三极管的集电极极与第三三极管的集电极和基极连接，第二三极管的集电极与第四三极管的集电极连接，第三三极管的基极与第四三极管的基极连接，第三三极管的发射极和第四三极管的发射极分别接地，第一三极管的发射极和第二三极管的发射极均与第七三极管的集电极连接，所述的子***负反馈电路由一个第五三极管、一个第九三极管和一个第五电容器构成，第二三极管的集电极和第四三极管的集电极均与所述的第五三极管的基极连

接，第五三极管的集电极接地，第五三极管的发射极与第八三极管的集电极连接，第五三极管的发射极与所述的第九三极管的基极连接，第九三极管的发射极经过一个第五电阻器后接地，所述的第五电容器连接在第九三极管的集电极与第五三极管的基极之间，所述的低通滤波网络电路由一个第一电阻器、一个第二电阻器和一个第四电容器构成，所述的第一电阻器和第二电阻器串联后连接在电源电压正极输入端和地之间，第一电阻器和第二电阻器之间的连接导体与第一三极管的基极连接，所述的第四电容器连接在第一三极管的基极与地之间，电源电压正极输入端与一个第十三极管的发射极连接，所述的第十三极管的基极与第九三极管的集电极连接，第十三极管的集电极上连接有一个输出电压端，第十三极管的集电极与地之间串联连接有一个第六电阻器和一个第七电阻器，所述的第六电阻器和第七电阻器之间的连接导体与第二三极管的基极连接。

进一步的，第十三极管的集电极与第二三极管的基极之间连接有一个第十三电容器。

进一步的，所述的输出电压端与地之间串联连接有一个输出电容器和一个等效串联电阻器，串联后的输出电容器和等效串联电阻器与串联后的第六电阻器和第七电阻器并联。

进一步的，所述的输出电压端与地之间连接有负载，所述的负载与串联后的第六电阻器和第七电阻器并联。

进一步的，参考电压输入端与地之间设置有一个纯净电源。

进一步的，所述的纯净电源包括一个电池。

本发明的工作原理是：电源电压正极输入端上夹杂有噪声信号。第三三极管和第四三极管组成对管，保证第一三极管的基极与第二三极管的基极电压一致，构成负反馈。低通滤波网络电路第二三极管的基极获得很好的噪音抑制能力。纯净电源作为参考电压。整个环路形成负反馈***。其过程如下：负载电压由于干扰变高时→第二三极管基极电压变高→流过第二三极管的电流变小→由于第七三极管恒流作用，流过第一三极管电流变高→流过第三三极管电流变高→第三三极管BE两端压差变高→第四三极管BE两端压差变高→第四三极管B极电流变大→第四三极管C极电流变大→由于流过第二三极管电流变小，所以流过第五三极管B极电流增加→第八三极管恒流作用，流过第九三极管电流减小→流过第十三极管电流减小→第十三极管VCE变大→输出电压降低，从而完成负反馈。

本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明采用通用的三极管、电容器和电阻器分别构成恒流源电路、低通滤波网络电路、负反馈电路和子***负反馈电路，电路成本低，在通带内的压降相当小，在阻带内的衰减更大，对于干扰噪声的抑制更好，夹杂在电源输入端中的噪声信号经过低通滤波网络电路后噪声可得到极大的抑制，同时有用信号得到很好的保留。此外，对于不同的衰减以及带宽的需求，本发明的电路具有更多可调节的参数，可调节的余量更大。

附图说明：

图1是本发明的低压降有源电源滤波器的原理示意图。

具体实施方式：

实施例1:

如图1所示，本发明的低压降有源电源滤波器，包括一个恒流源电路、一个低通滤波网络电路、一个负反馈电路和一个子***负反馈电路，其中，恒流源电路由一个第六三极管Q6、一个第七三极管Q7、一个第八三极管Q8、一个参考电压输入端Vref和一个第三电阻器R3构成，参考电压输入端Vref与第六三极管Q6的发射极连接，第六三极管Q6的集电极经过第三电阻器R3后接地，第六三极管Q6的集电极与基极连接，第六三极管Q6的发射极与第七三极管Q7的发射极连接，第六三极管Q6的基极与第七三极管Q7的基极连接，第七三极管Q7的发射极与第八三极管Q8的发射极连接，第七三极管Q7的基极与第八三极管Q8的基极连接，负反馈电路由一个第一三极管Q1、一个第二三极管Q2、一个第三三极管Q3和一个第四三极管Q4构成，第一三极管Q1和第二三极管Q2为同型号的PNP型三极管，第三三极管Q3和第四三极管Q4组成对管，第一三极管Q1的发射极与第二三极管Q2的发射极连接，第一三极管Q1的集电极极与第三三极管Q3的集电极和基极连接，第二三极管Q2的集电极与第四三极管Q4的集电极连接，第三三极管Q3的基极与第四三极管Q4的基极连接，第三三极管Q3的发射极和第四三极管Q4的发射极分别接地，第一三极管Q1的发射极和第二三极管Q2的发射极均与第七三极管Q7的集电极连接，子***负反馈电路由一个第五三极管Q5、一个第九三极管Q9和一个第五电容器C5构成，第二三极管Q2的集电极和第四三极管Q4的集电极均与第五三极管Q5的基极连接，第五三极管Q5的集电极接地，第五三极管Q5的发射极与第八三极管Q8的集电极连接，第五三极管Q5的发射极与第九三极管Q9的基极连接，第九三极管Q9的发射极经过一个第五电阻器R5后接地，第五电容器C5连接在第九三极管Q9的集电极与第五三极管Q5的基极之间，低通滤波网络电路由一个第一电阻器R1、一个第二电阻器R2和一个第四电容器C4构成，第一电阻器R1和第二电阻器R2串联后连接在电源电压正极输入端Vin和地之间，第一电阻器R1和第二电阻器R2之间的连接导体与第一三极管Q1的基极连接，第四电容器C4连接在第一三极管Q1的基极与地之间，电源电压正极输入端Vin与一个第十三极管Q10的发射极连接，第十三极管Q10的基极与第九三极管Q9的集电极连接，第十三极管Q10的集电极上连接有一个输出电压端Vout，第十三极管Q10的集电极与地之间串联连接有一个第六电阻器R6和一个第七电阻器R7，第六电阻器R6和第七电阻器R7之间的连接导体与第二三极管Q2的基极连接。

进一步的，第十三极管Q10的集电极与第二三极管Q2的基极之间连接有一个第十三电容器C13。

进一步的，输出电压端Vout与地之间串联连接有一个输出电容器Cout和一个等效串联电阻器ESR，串联后的输出电容器Cout和等效串联电阻器ESR与串联后的第六电阻器R6和第七电阻器R7并联。

进一步的，输出电压端Vout与地之间连接有负载Rload，负载Rload与串联后的第六电阻器R6和第七电阻器R7并联。

进一步的，参考电压输入端Vref与地之间设置有一个纯净电源。

进一步的，纯净电源包括一个电池。

本实施例的工作原理是：电源电压正极输入端Vin上夹杂有噪声信号V_noise。第三三极管Q3和第四三极管Q4组成对管，保证第一三极管Q1的基极与第二三极管Q2的基极电压一致，构成负反馈。低通滤波网络电路第二三极管Q2的基极获得很好的噪音抑制能力。纯净电源作为参考电压。整个环路形成负反馈***。其过程如下：负载电压由于干扰变高时→第二三极管Q2基极电压变高→流过第二三极管Q2的电流变小→由于第七三极管Q7恒流作用，流过第一三极管Q1电流变高→流过第三三极管Q3电流变高→第三三极管Q3BE两端压差变高→第四三极管Q4BE两端压差变高→第四三极管Q4B极电流变大→第四三极管Q4C极电流变大→由于流过第二三极管Q2电流变小，所以流过第五三极管Q5B极电流增加→第八三极管Q8恒流作用，流过第九三极管Q9电流减小→流过第十三极管Q10电流减小→第十三极管Q10VCE变大→输出电压降低，从而完成负反馈。

Claims (5)

1.一种低压降有源电源滤波器，包括一个恒流源电路、一个低通滤波网络电路、一个负反馈电路和一个子***负反馈电路，其特征在于：所述的恒流源电路由一个第六三极管、一个第七三极管、一个第八三极管、一个参考电压输入端和一个第三电阻器构成，所述的参考电压输入端与所述的第六三极管的发射极连接，第六三极管的集电极经过所述的第三电阻器后接地，第六三极管的集电极与基极连接，第六三极管的发射极与所述的第七三极管的发射极连接，第六三极管的基极与第七三极管的基极连接，第七三极管的发射极与所述的第八三极管的发射极连接，第七三极管的基极与第八三极管的基极连接，所述的负反馈电路由一个第一三极管、一个第二三极管、一个第三三极管和一个第四三极管构成，所述的第一三极管和第二三极管为同型号的PNP型三极管，所述的第三三极管和第四三极管组成对管，第一三极管的发射极与第二三极管的发射极连接，第一三极管的集电极与第三三极管的集电极和基极连接，第二三极管的集电极与第四三极管的集电极连接，第三三极管的基极与第四三极管的基极连接，第三三极管的发射极和第四三极管的发射极分别接地，第一三极管的发射极和第二三极管的发射极均与第七三极管的集电极连接，所述的子***负反馈电路由一个第五三极管、一个第九三极管和一个第五电容器构成，第二三极管的集电极和第四三极管的集电极均与所述的第五三极管的基极连接，第五三极管的集电极接地，第五三极管的发射极与第八三极管的集电极连接，第五三极管的发射极与所述的第九三极管的基极连接，第九三极管的发射极经过一个第五电阻器后接地，所述的第五电容器连接在第九三极管的集电极与第五三极管的基极之间，所述的低通滤波网络电路由一个第一电阻器、一个第二电阻器和一个第四电容器构成，所述的第一电阻器和第二电阻器串联后连接在电源电压正极输入端和地之间，第一电阻器和第二电阻器之间的连接点与第一三极管的基极连接，所述的第四电容器连接在第一三极管的基极与地之间，电源电压正极输入端与一个第十三极管的发射极连接，所述的第十三极管的基极与第九三极管的集电极连接，第十三极管的集电极上连接有一个输出电压端， 第十三极管的集电极与地之间串联连接有一个第六电阻器和一个第七电阻器，所述的第六电阻器和第七电阻器之间的连接点与第二三极管的基极连接，第十三极管的集电极与第二三极管的基极之间连接有一个第十三电容器。

2.如权利要求1所述的低压降有源电源滤波器，其特征在于：所述的输出电压端与地之间串联连接有一个输出电容器和一个等效串联电阻器，串联后的输出电容器和等效串联电阻器与串联后的第六电阻器和第七电阻器并联。

3.如权利要求1所述的低压降有源电源滤波器，其特征在于：所述的输出电压端与地之间连接有负载，所述的负载与串联后的第六电阻器和第七电阻器并联。

4.如权利要求1所述的低压降有源电源滤波器，其特征在于：参考电压输入端与地之间设置有一个纯净电源。

5.如权利要求4所述的低压降有源电源滤波器，其特征在于：所述的纯净电源包括一个电池。