專利名稱：一種低紋波電源裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種開關電源轉換裝置，特別是一種能夠有效抑制電源紋波的電 源裝置。
背景技術：
無線通信設備對電源設備性能的要求極高，除了要求電源設備能夠提供穩(wěn)定的直 流供電電壓外，還需要其具有良好的轉換效率以及極低的電磁干擾。目前無線通信設備所 用的電源設備大都通過開關電源實現(xiàn)，其中BUCK DC/DC轉換器是使用最為廣泛的降壓型直 流開關電源轉換器，具有輸入/輸出電壓低，負載電流大，電壓轉換效率高等優(yōu)點，但由于 開關電源在開關切換操作時會產生急劇的電壓和電流變化，這些形成的浪涌和噪聲將作為 傳導噪聲或輻射噪聲傳遞至電子設備，引發(fā)電磁干擾問題，并且在傳導噪聲中也時常會產 生很大的環(huán)路電流，上述傳導噪聲在設備輸入端產生的紋波電壓嚴重影響通信設備工作的 穩(wěn)定性、降低通信設備的通話質量和數(shù)據傳速率，因此，現(xiàn)時的直流開關電源設備還未能滿 足無線通信設備的要求。

實用新型內容為解決上述問題，本實用新型提供一種能夠有效抑制電源紋波、可提供穩(wěn)定可靠 工作電源的低紋波電源裝置。本實用新型為解決其問題所采用的技術方案是一種低紋波電源裝置，包括直流輸入單元、半橋開關單元、開關驅動電路、磁芯電 感、電流檢測單元、輸出濾波電容、第一電壓輸出端以及控制芯片，所述直流輸入單元的輸 出端與半橋開關單元和控制芯片連接，半橋開關單元通過開關驅動電路與控制芯片連接， 半橋開關單元的輸出端依次與磁芯電感、電流檢測單元、輸出濾波電容串接后與第一電壓 輸出端相連，電流檢測單元的輸出端與控制芯片連接。其中作為優(yōu)選的實施方式，該電源裝置還包括電荷泵電路單元，所述電荷泵電路 單元的輸入端與第一電壓輸出端連接，電荷泵電路單元的輸出端與控制芯片相連。所述半橋開關單元包括高端NMOS管和低端NMOS管，高端NMOS管的一端與直流輸 入單元連接，高端NMOS管的另一端與低端NMOS管的一端連接，低端NMOS管的另一端與地 連接，高端NMOS管和低端NMOS管與低端NMOS管的連接處作為半橋開關單元的輸出端，所 述半橋開關單元的輸出端與地之間并接有續(xù)流二極管。作為優(yōu)選的實施方式，所述電流檢測單元為電流檢測電阻，所述電流檢測電阻串 接于磁芯電感和輸出濾波電容之間，電流檢測電阻的兩端設置有與控制芯片相連的連接 線。作為優(yōu)選的實施方式，該電源裝置包括第二電壓輸出端以及濾波單元、線性穩(wěn)壓 單元，所述第二電壓輸出端依次通過線性穩(wěn)壓單元和濾波單元與第一電壓輸出端連接。本實用新型的有益效果是本實用新型的輸入直流經過半橋開關單元后形成方波，方波輸出在經過磁芯電感、輸出濾波電容進行濾波、穩(wěn)壓處理后形成直流輸出，利用對 輸入電壓大小的檢測信號和電流檢測單元的反饋信號，控制芯片可以通過開關驅動電路對 半橋開關單元中的開關管的通斷進行控制，改變方波輸出從而得到所需要的直流電壓輸 出，這一控制的方法可以保證直流電壓具有極低的紋波，避免產生浪涌和噪聲，從而進一步 避免引發(fā)電磁干擾問題，保證供電的穩(wěn)定可靠性，可以滿足無線通信產品的高要求。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明

圖1為本實用新型的系統(tǒng)組成示意圖。
具體實施方式
參照圖1，本實用新型所提供的一種低紋波電源裝置，包括直流輸入單元1、半橋 開關單元2、開關驅動電路3、磁芯電感4、電流檢測單元5、輸出濾波電容6、第一電壓輸出端 7以及控制芯片8，其中直流輸入單元1 一般包括輸入LC濾波電路，用于穩(wěn)定所連接的直流 輸入電壓，直流輸入單元1的輸出端與半橋開關單元2和控制芯片8連接，直流輸入單元1 一方面用于向控制芯片8初始工作時的工作能量，并向控制芯片8提供輸入電壓大小的檢 測信號，另一方面用于向半橋開關單元2提供轉換能量源。半橋開關單元2通過開關驅動電路3與控制芯片8連接，半橋開關單元2所包含 的開關管在控制芯片8下實現(xiàn)通斷。半橋開關單元2的輸出端依次與磁芯電感4、電流檢測 單元5、輸出濾波電容6串接后與第一電壓輸出端7相連，半橋開關單元2輸出的為方波信 號，在磁芯電感4、輸出濾波電容6的濾波作用下可以轉換為直流電壓輸出，該直流電壓輸 出通過第一電壓輸出端7向外部供電，其中，輸出濾波電容的容量應該盡量大，保證所輸出 的直流電壓大小持續(xù)穩(wěn)定。電流檢測單元5的輸出端與控制芯片8連接，利用電流檢測單元5可以將電流大 小信號反饋到控制芯片8中，控制芯片8可以根據此信號對其輸出到半橋開關單元2的驅 動信號進行控制，確保所輸出電壓大小為所需值。在實際應用時，所述電流檢測單元5優(yōu)選 為電流檢測電阻R，電流檢測電阻R串接于磁芯電感4和輸出濾波電容6之間，電流檢測電 阻R的兩端設置有與控制芯片8相連的連接線，這時反饋到控制芯片8中的信號直接反映 的是電阻R兩端的電壓大小，根據電阻R的阻值大小控制芯片8可以計算得到相應的電流 大小。電源裝置的輸入直流電壓不穩(wěn)定，為了使得控制芯片8得到穩(wěn)定的足夠高的供電 電壓，使得其所輸出到半橋開關單元2的驅動信號具有良好的驅動能力，保證半橋開關單 元2具有高轉換效率，該電源裝置還包括電荷泵電路單元9，所述電荷泵電路單元9的輸入 端與第一電壓輸出端7連接，電荷泵電路單元9的輸出端與控制芯片8相連，由于第一電壓 輸出端7所輸出的電壓基本恒定，通過電荷泵電路單元9進行轉換后所得到的電壓大小也 恒定，根據電荷泵電路單元9的轉換特性，電荷泵電路單元9所輸出的電壓大小約為第一電 壓輸出端7電壓的兩倍，這一恒定的電壓可以向控制芯片8提供足夠高的供電電壓，此時控 制芯片8從輸入直流電壓供電狀態(tài)轉為電荷泵供電狀態(tài)。作為優(yōu)選的實施方式，所述半橋開關單元2包括高端NMOS管Ql和低端NMOS管Q2，M0S管為電壓方式驅動，與晶閘管相比，其開關速度更快。應用時，高端NMOS管Ql的一 端與直流輸入單元1連接，高端NMOS管Ql的另一端與低端NMOS管Q2的一端連接，低端 NMOS管Q2的另一端與地GND連接，高端NMOS管Ql和低端NMOS管Q2與低端NMOS管Q2的 連接處作為半橋開關單元2的輸出端，高端NMOS管Ql和低端NMOS管Q2在驅動信號的作 用下輪流開通關斷，假設Ql的導通時間為Tl，截止的時間為T2，T1與(Τ1+Τ2)的比值就是 占空比D，此時輸出電壓Uo與輸入電壓Uin的關系為Uo = D*Uin，為了得到尖峰和紋波更 小的輸出電壓Uo，在輸出端與地GND之間需要加續(xù)流二極管D，該續(xù)流二極管D優(yōu)選為肖特 基二極管，此外，輸出端所接電阻R將采樣信號送入到控制芯片8中，該采樣信號經控制芯 片8內部的誤差放大器放大后輸出的電壓與鋸齒波構成電壓比較器，然后輸出PWM控制方 波到開關驅動電路3，通過控制MOS管的開與關來及時調節(jié)導通和關斷的時間，輸出穩(wěn)定的 電壓。此外，作為進一步優(yōu)選的實施方式，該電源裝置還包括第二電壓輸出端10以及濾 波單元11、線性穩(wěn)壓單元12，所述第二電壓輸出端10依次通過線性穩(wěn)壓單元12和濾波單 元11與第一電壓輸出端7連接，利用線性穩(wěn)壓單元12的電壓變換能力，第二電壓輸出端7 可以輸出另一個穩(wěn)定的的比第一電壓輸出端7電壓小的直流電壓值。本實用新型為一降壓型的直流開關電源轉換器，應用于無線通信設備中時，所連 接的輸入直流電壓范圍一般在7V 30V之間，第一電壓輸出端7的輸出電壓大小為5V， 具有6A的電流輸出能力，其輸出紋波小于50mV，第二電壓輸出端10所輸出的電壓大小為 3.3V，具有2A的電流輸出能力，其輸出紋波小于30mV。上述輸出可以為無線通信設備提 供可靠的工作電源，從而保證設備工作的穩(wěn)定性，提高語音通話質量，降低數(shù)據傳輸?shù)恼`碼 率。本實用新型除了可以用于向無線通信設備供電外，還可以于便攜式儀器、筆記本 電腦或掌上電腦、電池供電的數(shù)碼設備、工業(yè)設備配電等領域使用，應用范圍廣泛。
權利要求一種低紋波電源裝置，其特征在于包括直流輸入單元(1)、半橋開關單元(2)、開關驅動電路(3)、磁芯電感(4)、電流檢測單元(5)、輸出濾波電容(6)、第一電壓輸出端(7)以及控制芯片(8)，所述直流輸入單元(1)的輸出端與半橋開關單元(2)和控制芯片(8)連接，半橋開關單元(2)通過開關驅動電路(3)與控制芯片(8)連接，半橋開關單元(2)的輸出端依次與磁芯電感(4)、電流檢測單元(5)、輸出濾波電容(6)串接后與第一電壓輸出端(7)相連，電流檢測單元(5)的輸出端與控制芯片(8)連接。
2.根據權利要求1所述的一種低紋波電源裝置，其特征在于該電源裝置還包括電荷 泵電路單元(9)，所述電荷泵電路單元(9)的輸入端與第一電壓輸出端(7)連接，電荷泵電 路單元(9)的輸出端與控制芯片⑶相連。
3.根據權利要求1所述的一種低紋波電源裝置，其特征在于所述半橋開關單元(2) 包括高端NMOS管(Ql)和低端NMOS管(Q2)，高端NMOS管(Ql)的一端與直流輸入單元(1) 連接，高端NMOS管(Ql)的另一端與低端NMOS管(Q2)的一端連接，低端NMOS管(Q2)的另 一端與地(GND)連接，高端NMOS管(Ql)和低端NMOS管(Q2)與低端NMOS管(Q2)的連接 處作為半橋開關單元(2)的輸出端，所述半橋開關單元(2)的輸出端與地(GND)之間并接 有續(xù)流二極管(D)。
4.根據權利要求1所述的一種低紋波電源裝置，其特征在于所述電流檢測單元(5) 為電流檢測電阻(R)，所述電流檢測電阻(R)串接于磁芯電感⑷和輸出濾波電容(6)之 間，電流檢測電阻(R)的兩端設置有與控制芯片⑶相連的連接線。
5.根據權利要求1所述的一種低紋波電源裝置，其特征在于該電源裝置包括第二電 壓輸出端(10)以及濾波單元(11)、線性穩(wěn)壓單元(12)，所述第二電壓輸出端(10)依次通 過線性穩(wěn)壓單元(12)和濾波單元(11)與第一電壓輸出端(7)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種低紋波電源裝置，包括直流輸入單元、半橋開關單元、開關驅動電路、磁芯電感、電流檢測單元、輸出濾波電容、第一電壓輸出端以及控制芯片，所述直流輸入單元的輸出端與半橋開關單元和控制芯片連接，半橋開關單元通過開關驅動電路與控制芯片連接，半橋開關單元的輸出端依次與磁芯電感、電流檢測單元、輸出濾波電容串接后與第一電壓輸出端相連，電流檢測單元的輸出端與控制芯片連接。本實用新型可以保證直流電壓具有極低的紋波，避免產生浪涌和噪聲，從而進一步避免引發(fā)電磁干擾問題，保證供電的穩(wěn)定可靠性，可以滿足無線通信產品的高要求。
文檔編號H02M1/14GK201674399SQ20102019128
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權日2010年5月14日
發(fā)明者李乙 申請人:珠海世紀鼎利通信科技股份有限公司