CN106411118A - 一种低噪声开关电源 - Google Patents

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张琳
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Abstract

本发明公开了一种低噪声开关电源，包括输入整流滤波器、开关电源控制器、高频变压器、逆变器和输出整流滤波器；输入整流滤波器的输出端与开关电源控制器的输入端连接，开关电源控制器的输出端与高频变压器的输入端连接；高频变压器的输出端通过逆变器与输出整流滤波器的输入端连接，输出整流滤波器的输出端与负载电路连接；高频变压器的反馈端与开关电源控制器的输入端相连接；输入整流滤波器与开关电源控制器之间还发出两条支路，一条支路上连接有集成磁性元件，另一条支路上连接有电源管理电路。本发明能够滤去开关电源在开关动作产生的大部分波纹，防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散并且能大大降低开关噪声，适应范围更广。

Description

一种低噪声开关电源
技术领域
本发明涉及一种开关电源，尤其涉及一种低噪声开关电源。
背景技术
开关电源的主要工作原理就是上桥和下桥的Mos管轮流导通，首先电流通过上桥Mos管流入，利用线圈的存储功能，将电能集聚在线圈中，最后关闭上桥Mos管，打开下桥的Mos管，线圈和电容持续给外部供电。然后又关闭下桥Mos管，再打开上桥让电流进入，就这样重复进行，因为要轮流开关Mos管，所以称为开关电源。开关电源利用变占空比或变频的方法实现不同的电压，其体积小、重量轻，效率高，但是由于其结构的关系会在工作时叠加较大的波纹，并存在开关噪声较大的缺点，因此影响开关电源的发展应用。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种低噪声开关电源。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种低噪声开关电源，包括输入整流滤波器、开关电源控制器、高频变压器、逆变器和输出整流滤波器；输入整流滤波器的输出端与开关电源控制器的输入端连接，开关电源控制器的输出端与高频变压器的输入端连接；高频变压器的输出端通过逆变器与输出整流滤波器的输入端相连接，输出整流滤波器的输出端与负载电路相连接；高频变压器的反馈端与开关电源控制器的输入端相连接；
输入整流滤波器与开关电源控制器之间连接的主支路上还发出两条支路，其中一条支路上连接有集成磁性元件，另一条支路上连接有电源管理电路；集成磁性元件与开关电源控制器的输入端相连接；电源管理电路的输出端分别与控制电路输入端和电源保护电路的检测端相连接；控制电路的输出端与高频变压器的输入端相连接，电源保护电路的反馈端与高频变压器的输入端相连接。
输入整流滤波器的输入端连接有输入电网滤波器。
集成磁性元件分为相互串联设置的电感器和平衡抗阻元件。平衡抗阻元件与MOS管串联后，再接入开关电源控制器的输入端。
电源保护电路与高频变压器之间并联设置有空载保护电路和过载保护电路；空载保护电路和过载保护电路的输入检测端与电源保护电路的输出端相连接，空载保护电路和过载保护电路的反馈端与高频变压器的输入端相连接。
电源管理电路包括电源管理芯片、电容和电阻，电容的一端与接地端连接，另一端与电源管理芯片的Vdd脚连接；电源管理芯片的Vout脚与电阻连接。
本发明提供的低噪声开关电源，能够滤去开关电源在开关动作产生的大部分波纹，消除来自电网，如电动机的启动、电器的开关等产生的干扰，同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散并且能大大降低开关噪声，还防止高频噪声对负载的干扰，适应范围更广。
附图说明
图1是本发明的结构连接示意框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明包括输入整流滤波器、开关电源控制器、高频变压器、逆变器和输出整流滤波器；输入整流滤波器的输出端与开关电源控制器的输入端连接，开关电源控制器的输出端与高频变压器的输入端连接；高频变压器的输出端通过逆变器与输出整流滤波器的输入端相连接，输出整流滤波器的输出端与负载电路相连接；高频变压器的反馈端与开关电源控制器的输入端相连接；
输入整流滤波器与开关电源控制器之间连接的主支路上还发出两条支路，其中一条支路上连接有集成磁性元件，另一条支路上连接有电源管理电路；集成磁性元件与开关电源控制器的输入端相连接；电源管理电路的输出端分别与控制电路输入端和电源保护电路的检测端相连接；控制电路的输出端与高频变压器的输入端相连接，电源保护电路的反馈端与高频变压器的输入端相连接。
输入整流滤波器的输入端连接有输入电网滤波器。
集成磁性元件分为相互串联设置的电感器和平衡抗阻元件。平衡抗阻元件与MOS管串联后，再接入开关电源控制器的输入端。
电源保护电路与高频变压器之间并联设置有空载保护电路和过载保护电路；空载保护电路和过载保护电路的输入检测端与电源保护电路的输出端相连接，空载保护电路和过载保护电路的反馈端与高频变压器的输入端相连接。
电源管理电路包括电源管理芯片、电容和电阻，电容的一端与接地端连接，另一端与电源管理芯片的Vdd脚连接；电源管理芯片的Vout脚与电阻连接。
本发明在接入输入的交流电源时首先通过输入电网滤波器的作用，消除来自电网产生的干扰，防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散，然后通过输入整流滤波器将电网输入电压进行整流滤波，为高频变压器提供直流电压；逆变器能够将输出部分与输入电网隔离，最后再通过输出整流滤波器将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压，同时还防止高频噪声对负载的干扰。此外，本发明通过电源保护电路，当开关电源发生过电压、过电流短路时，保护电路使开关电源停止工作以保护负载和电源本身。
由于逆变电路中会产生高频电压，对周围设备有一定的干扰，并产生开关噪声，本发明通过集成磁性元件对整个开关电源进行了良好的屏蔽，其中平衡阻抗元件利用平衡绕组调整耦合电感器的端口特性，利用耦合电感器端口特性的变化调整经过耦合电感器的噪声信号的相位和幅度，在相位发生偏移时，开关电源控制器产生的同频率的噪声源信号形成相位差，噪声源信号在集成磁性元件的稳定电路中被相互抵销，从而降低开关电路电磁噪声，再配合整流滤波器的使用，大大降低开关电源的噪声，并具有良好接地，保证了使用安全。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种低噪声开关电源，包括输入整流滤波器、开关电源控制器、高频变压器、逆变器和输出整流滤波器；其特征在于：所述输入整流滤波器的输出端与开关电源控制器的输入端连接，开关电源控制器的输出端与高频变压器的输入端连接；所述高频变压器的输出端通过逆变器与输出整流滤波器的输入端相连接，输出整流滤波器的输出端与负载电路相连接；所述高频变压器的反馈端与开关电源控制器的输入端相连接；
所述输入整流滤波器与开关电源控制器之间连接的主支路上还发出两条支路，其中一条支路上连接有集成磁性元件，另一条支路上连接有电源管理电路；所述集成磁性元件与开关电源控制器的输入端相连接；所述电源管理电路的输出端分别与控制电路的输入端和电源保护电路的检测端相连接；所述控制电路的输出端与高频变压器的输入端相连接，电源保护电路的反馈端与高频变压器的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的低噪声开关电源，其特征在于：所述输入整流滤波器的输入端连接有输入电网滤波器。
3.根据权利要求1所述的低噪声开关电源，其特征在于：所述集成磁性元件分为相互串联设置的电感器和平衡抗阻元件。
4.根据权利要求1所述的低噪声开关电源，其特征在于：所述电源保护电路与高频变压器之间并联设置有空载保护电路和过载保护电路；所述空载保护电路和过载保护电路的输入检测端与电源保护电路的输出端相连接，空载保护电路和过载保护电路的反馈端与高频变压器的输入端相连接。
5.根据权利要求1所述的低噪声开关电源，其特征在于：所述电源管理电路包括电源管理芯片、电容和电阻，所述电容的一端与接地端连接，另一端与电源管理芯片的Vdd脚连接；所述电源管理芯片的Vout脚与电阻连接。
6.根据权利要求3所述的低噪声开关电源，其特征在于：所述平衡抗阻元件与MOS管串联后，再接入开关电源控制器的输入端。
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