本实用新型涉及电源技术领域,尤其是涉及一种滤波电路及开关电源。
背景技术:
当代在一些精密设备的高性能供电产品中,一般小功率需求产品往往会采用高性的线性直流电源,而中大功率产品考虑到效率问题,必需要采用开关电源的方式供电,然而这样开关电源的纹波是不可避免要解决的问题之一。
开关电源的纹波主要有输入电源的低频波动(整流器输出的交流噪声)、高频纹波、共模噪声、控制环路的附加噪声等,开关电源的纹波会影响到产品的稳定性和产品功能的正常运行。现在有大量的针对降低高频纹波的许多研发方案,但是有些成本较高、有些适用范围有限、有些很复杂难以实现。因此需要一种比较经济而有效的方法,减少和消除开关电源的纹波方案。
技术实现要素:
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关记述中的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的是提供一种滤波电路。
为此,本实用新型的第二个目的是提供一种开关电源。
本实用新型所采用的技术方案是:
第一方面,本实用新型提供一种滤波电路,包括:第一电源输入端、第二电源输入端、电感滤波电路、补偿电路和电源输出端,所述第一电源输入端和第二电源输入端分别用于接收第一电源和第二电源,所述第一电源和所述第二电源的电流变化幅度相同,相位相反;
所述第一电源输入端通过所述电感滤波电路与所述电源输出端连接,所述第一电源输入端输出的所述第一电源通过电感滤波电路进行滤波传输至所述电源输出端;
所述第二电源输入端与所述补偿电路连接,所述补偿电路与所述电感滤波电路连接,所所述第二电源输入端输出的所述第二电源通过补偿电路加载到所述电感滤波电路上,消除所述电感滤波电路上的电流纹波。
进一步地,所述电感滤波电路包括第一电感、第一二极管和第一电解电容,所述第一电源输入端包括正端和负端,所述电源输出端包括正端和负端;
所述第一电源输入端的正端和所述第一二极管的负极连接,所述第一电源输入端的负端和所述第一二极管的正极连接;
所述电源输出端的正端与所述第一电解电容的正极连接,所述电源输出端的负端与所述第一电解电容的负极连接;
所述第一电感的一端所述第一二极管负极连接,其另一端与所述第一电解电容的正极连接。
进一步地,所述补偿电路包括第二电感,所述第二电源输入端包括正端和负端,所述第二电源输入端的正端通过所述第二电感与所述第一电解电容的正极连接,所所述第二电源输入端的负端与所述第一电解电容的负极连接。
进一步地,所述第一电感和所述第二电感的电感值相等。
另一方面,本实用新型还提高了一种开关电源,其特征在于,包括:第一整流桥、变压器、pwm驱动模块和上项所述的滤波电路,所述变压器包括第一次级线圈和第二次级线圈,所述第一次级线圈和第二次级线圈上的电流变化幅度相同,大小相等,
所述第一整流桥的输出端与所述变压器的输入端连接,pwm驱动模块的输出端与所述变压器的输入端连接,所述变压器的第一次级线圈与所述所述第一电源输入端连接,所述变压器的第二次级线圈与所述所述第二电源输入端连接。
进一步地,其还包括第二整流桥,所述变压器的第二次级线圈通过所述第二整流桥与所述所述第二电源输入端连接。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型通过补偿电路在电感滤波电路上加载与其电流纹波变化幅度相同,相位相反的补偿电流,这样就可以使电感滤波电路输出的电流或电压的波动相互抵消,波消除或减少开关电源的纹,而且结构简单,大大的减低了成本。
附图说明
图1是本实用新型一具体实施例中一种滤波电路的电路原理图;
图2是本实用新型一具体实施例中一种滤波电路的波形示意图。
具体实施方式
现有技术中解决低纹波的方案主要包括三种,第一种:两电感耦合的cuk变换器:是通过两个相互耦合的电感可以把cuk变换器的输出的纹波减少。但是由于cuk变换器是个能量转换器,故电路的mos管、二极管的电流和电压容量要增大,器件成本增高;第二种:有一些采用多级滤波电路,故电路的成本也增大,并且只适合输出高电压小功率产品;第三种:有源和无源滤波器组合而成的混合滤波器也可以实现输出纹波降低,但是这种实现的电路复杂,电路结构需要检测,控制并且还有相移的误差,滤波电感的参数会比较大。
为此本实用新型提供一种结构简单,可减低成本的滤波电路,包括:第一电源输入端、第二电源输入端、电感滤波电路、补偿电路和电源输出端,所述第一电源输入端和第二电源输入端分别用于接收第一电源和第二电源,所述第一电源和所述第二电源的电流变化幅度相同,相位相反;所述第一电源输入端通过所述电感滤波电路与所述电源输出端连接,所述第一电源输入端输出的所述第一电源通过电感滤波电路进行滤波传输至所述电源输出端;所述第二电源输入端与所述补偿电路连接,所述补偿电路与所述电感滤波电路连接,所所述第二电源输入端输出的所述第二电源通过补偿电路加载到所述电感滤波电路上,消除所述电感滤波电路上的电流纹波。
实施例1
如图1所示,在本实施例中,其公开了一种滤波电路的电路原理图。
具体的,电感滤波电路包括第一电感l1、第一二极管vd和第一电解电容cout,第一电源输入端us1包括正端和负端,电源输出端uo包括正端和负端;第一电源输入端us1的正端和第一二极管vd的负极连接,第一电源输入端us1的负端和第一二极管vd的正极连接;电源输出端uo的正端与第一电解电容cout的正极连接,电源输出端uo的负端与第一电解电容cout的负极连接;第一电感l1的一端第一二极管vd负极连接,其另一端与第一电解电容cout的正极连接。
补偿电路包括第二电感l2,第二电源输入端us2包括正端和负端,第二电源输入端us2的正端通过第二电感l2与第一电解电容cout的正极连接,所第二电源输入端us2的负端与第一电解电容cout的负极连接。其中,第一电感l1和第二电感l2的电感值相等。
如图2所示,其示出了上述实施例中滤波电路的电流波形示意图,其中il1、il2分别表示第一电感l1、第二电感l2上的电流波形,us1、us2分别表示为第一电源输入端、第二电源输入端的电压,io表示电源输出端的电流。由图可知,其分为以下两个状态:
il1上升,il2下降,两者斜率相反,幅值相等。
因为电感量l1=l2。
电感l1的伏秒平衡公式是:
电感l2的伏秒平衡公式是:
所以:
il1下降,il2上升,两者斜率相反,幅值相等。
因为电感量l1=l2。
电感l1的伏秒平衡公式是:
电感l2的伏秒平衡公式是:
所以:-
由(9)可知:滤波电感并联补偿电感后,无高频纹波。输出电压:uo=d*us1(11)
改变占空比d就可以调节输出电压值。通过相关论证得出:只要il1和il2是连续的,占空比d是0~1之间,输出电压就是无高频纹波的。滤波电感和补偿电感各承担输出电流的一半,由于元器件理论和实际的差异或其它不确定的因素,可以在输出端并接一个小而合适的滤波电容。
另一方面,本实用新型还提高了一种开关电源,其特征在于,包括:第一整流桥、变压器、pwm驱动模块和上项的滤波电路,变压器包括第一次级线圈和第二次级线圈,第一次级线圈和第二次级线圈上的电流变化幅度相同,大小相等,第一整流桥的输出端与变压器的输入端连接,pwm驱动模块的输出端与变压器的输入端连接,变压器的第一次级线圈与第一电源输入端连接,变压器的第二次级线圈与第二电源输入端连接。
优选地,其还包括第二整流桥,变压器的第二次级线圈通过第二整流桥与第二电源输入端连接。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明,但本实用新型创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
1.一种滤波电路,其特征在于,包括:第一电源输入端、第二电源输入端、电感滤波电路、补偿电路和电源输出端,所述第一电源输入端和第二电源输入端分别用于接收第一电源和第二电源,所述第一电源和所述第二电源的电流变化幅度相同,相位相反;
所述第一电源输入端通过所述电感滤波电路与所述电源输出端连接,所述第一电源输入端输出的所述第一电源通过电感滤波电路进行滤波传输至所述电源输出端;
所述第二电源输入端与所述补偿电路连接,所述补偿电路与所述电感滤波电路连接,所述第二电源输入端输出的所述第二电源通过补偿电路加载到所述电感滤波电路上,消除所述电感滤波电路上的电流纹波。
2.根据权利要求1所述的滤波电路,其特征在于,所述电感滤波电路包括第一电感、第一二极管和第一电解电容,所述第一电源输入端包括正端和负端,所述电源输出端包括正端和负端;
所述第一电源输入端的正端和所述第一二极管的负极连接,所述第一电源输入端的负端和所述第一二极管的正极连接;
所述电源输出端的正端与所述第一电解电容的正极连接,所述电源输出端的负端与所述第一电解电容的负极连接;
所述第一电感的一端所述第一二极管负极连接,其另一端与所述第一电解电容的正极连接。
3.根据权利要求2所述的滤波电路,其特征在于,所述补偿电路包括第二电感,所述第二电源输入端包括正端和负端,所述第二电源输入端的正端通过所述第二电感与所述第一电解电容的正极连接,所述第二电源输入端的负端与所述第一电解电容的负极连接。
4.根据权利要求3所述的滤波电路,其特征在于,所述第一电感和所述第二电感的电感值相等。
5.一种开关电源,其特征在于,包括:第一整流桥、变压器、pwm驱动模块和权利要求1至4任一项所述的滤波电路,所述变压器包括第一次级线圈和第二次级线圈,所述第一次级线圈和第二次级线圈上的电流变化幅度相同,大小相等,
所述第一整流桥的输出端与所述变压器的输入端连接,pwm驱动模块的输出端与所述变压器的输入端连接,所述变压器的第一次级线圈与所述第一电源输入端连接,所述变压器的第二次级线圈与所述第二电源输入端连接。
6.根据权利要求5所述的开关电源,其特征在于,其还包括第二整流桥,所述变压器的第二次级线圈通过所述第二整流桥与所述第二电源输入端连接。
技术总结