一種噪聲減小型隔離式高頻方波dc-dc電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微型電源領(lǐng)域，具體涉及一種噪聲減小型隔離式高頻方波DC-DC電源。
【背景技術(shù)】
[0002]在電源設(shè)計(jì)中，通常將電源輸入端與外電路隔離，以保護(hù)電源不受外電路影響。隔離有兩種常用方式:光耦合與電磁隔離。光耦合存在LED易老化，傳輸頻率受限等問(wèn)題，使得電磁隔離成為更優(yōu)的耦合方式。電磁隔離具有速度快，功耗低和可靠性高等特點(diǎn)。然而，現(xiàn)有電磁隔離式微型電源，當(dāng)輸入電壓較小時(shí)，微型電源受到的各類電磁干擾將不可忽略，導(dǎo)致輸出波形畸變、輸出不穩(wěn)定。其中，尤為突出地是，隔離線圈產(chǎn)生的電磁噪聲造成過(guò)渡波形的尾部擾動(dòng)或振蕩，該噪聲電平參數(shù)與過(guò)渡波形電平參數(shù)相反，并且在過(guò)渡波形的尾部最為顯著。由于中間電壓基數(shù)過(guò)小，該噪聲不能被通常的濾波整流電路所消除，從而最終導(dǎo)致輸出波形畸變，傳輸性能降低和輸出電平不可靠等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明目的在于提供一種噪聲減小型隔離式高頻方波DC-DC電源，其旨在解決現(xiàn)有方波電源易受線圈電磁噪聲干擾，輸出波形有畸變，傳輸性能低和輸出電平不可靠等問(wèn)題。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0005]—種噪聲減小型隔離式高頻方波DC-DC電源，包括電源輸入端，電源輸入端連接線圈器件的一次繞組，線圈器件的二次繞組連接有噪聲減小模塊，噪聲減小模塊連接有施密特觸發(fā)器。
[0006]上述方案中，所述的電源輸入端，包括并聯(lián)的第一緩沖寄存器與第二緩沖寄存器；還包括延時(shí)器，延時(shí)器與第二緩沖寄存器串聯(lián)。提供電源輸入、輸出間頻率和相位匹配，實(shí)現(xiàn)同步或異步傳輸功能。
[0007]上述方案中，所述的線圈器件，包括微型變壓器，特別地是一種環(huán)形微變壓器，在電源輸入、輸出間形成電磁隔離，并且具有更小的線圈電磁噪聲。
[0008]上述方案中，所述的噪聲減小模塊，包括用于波形重建的輸出回路，輸出回路包括與線圈器件二次繞組、施密特觸發(fā)器串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)，第二開(kāi)關(guān)；包括用于截?cái)嘣肼暤亩搪坊芈?，短路回路包括與線圈器件二次繞組并聯(lián)的第三開(kāi)關(guān)，與第三開(kāi)關(guān)串聯(lián)的第四開(kāi)關(guān)。輸入反饋定時(shí)單元具有自動(dòng)導(dǎo)通或斷開(kāi)各個(gè)開(kāi)關(guān)的功能，其控制輸入導(dǎo)通時(shí)間，從而對(duì)過(guò)渡波形進(jìn)行截?cái)啵瑸V出尾部噪聲，截取出有效波形；施密特觸發(fā)器具有對(duì)噪聲減小后的過(guò)渡波形進(jìn)行輸出波形重建的功能，實(shí)現(xiàn)完整、準(zhǔn)確、可靠的DC-DC輸出。
[0009]上述方案中，還包括輸入反饋定時(shí)單元，輸入反饋定時(shí)單元包括高電平端連接線圈器件二次繞組且低電平端連接分壓電阻的第一比較器；高電平端連接分壓電阻且低電平端連接線圈器件的二次繞組的第二比較器；S端連接第一比較器輸出端且R端連接第二比較器輸出端的RS觸發(fā)器；還包括與RS觸發(fā)器Q端連接的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器通過(guò)反饋回路控制第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)，還通過(guò)連接反相器控制第三開(kāi)關(guān)、第四開(kāi)關(guān)。RS觸發(fā)器、第一比較器、第二比較器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有輸入同步定時(shí)功能，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器通過(guò)控制各個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通或者斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)線圈器件二次繞組輸入導(dǎo)通和短接。
[0010]上述方案中，所述的第一開(kāi)光和第二開(kāi)關(guān)連接有分壓電阻；所述的第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)連接有分壓電阻，保護(hù)開(kāi)關(guān)電路，建立比較器基準(zhǔn)電壓。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0012]圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例電路圖；
[0013]圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例波形圖；
[0014]圖4為現(xiàn)有隔離式DC-DC電源；
[0015]圖中:1-電源輸入端，2-線圈器件，3-噪聲減小模塊，4-施密特觸發(fā)器，5-延時(shí)單元，6-第一緩沖寄存器，7-第二緩沖寄存器，8-尾部帶噪聲的過(guò)渡波形，9-有效波形，10-第二比較器，11-第一比較器，12-RS觸發(fā)器，13-反相器，14-單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本說(shuō)明書中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0018]圖1為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)框圖，一種噪聲減小型隔離式高頻方波DC-DC電源，包括電源輸入端1，電源輸入端I連接線圈器件2的一次繞組，線圈器件2的二次繞組連接有噪聲減小模塊3，噪聲減小模塊3連接有施密特觸發(fā)器4。所述的電源輸入端1，包括并聯(lián)的第一緩沖寄存器6與第二緩沖寄存器7 ;還包括延時(shí)器5，延時(shí)器5與第二緩沖寄存器7串聯(lián)。所述的線圈器件2，包括微型變壓器。所述的噪聲減小模塊3，包括用于波形重建的輸出回路，輸出回路包括與線圈器件I 二次繞組、施密特觸發(fā)器4串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)SI，第二開(kāi)關(guān)S2 ;包括用于截?cái)嘣肼暤亩搪坊芈?，短路回路包括與線圈器件2 二次繞組并聯(lián)的第三開(kāi)關(guān)S3，與第三開(kāi)關(guān)S3串聯(lián)的第四開(kāi)關(guān)S4。還包括輸入反饋定時(shí)單元，輸入反饋定時(shí)單元包括高電平端連接線圈器件2 二次繞組且低電平端連接分壓電阻的第一比較器11 ;高電平端連接分壓電阻且低電平端連接線圈器件4的二次繞組的第二比較器10 ;S端連接第一比較器11輸出端且R端連接第二比較器10輸出端的RS觸發(fā)器12 ;還包括與RS觸發(fā)器Q端連接的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器14，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器14通過(guò)反饋回路控制第一開(kāi)關(guān)S1、第二開(kāi)關(guān)S2，還通過(guò)連接反相器控制第三開(kāi)關(guān)S3、第四開(kāi)關(guān)S4。所述的第一開(kāi)光SI和第二開(kāi)關(guān)S2連接有分壓電阻；所述的第三開(kāi)關(guān)S3和第四開(kāi)關(guān)S4連接有分壓電阻。
[0019]圖4為現(xiàn)有隔離式DC-DC微型電源，包括依次連接的開(kāi)關(guān)單元，變壓?jiǎn)卧驼鲉卧煌ǔＴ擃愲娫从糜诩呻娐钒逯心硞€(gè)單元供電模塊，其輸入能量較小。雖然有整流單元存在，但是當(dāng)電壓幅值偏小時(shí)，整流單元并不能改善線圈對(duì)過(guò)渡波形的噪聲干擾，以至于輸出波形不穩(wěn)定、不可靠。
[0020]實(shí)施例1
[0021]圖3為本發(fā)明具體實(shí)施傳例輸波形圖，電源輸入端I接入原始波，通過(guò)線圈器件2 —次繞組后，波形出現(xiàn)了較小的電磁噪聲微擾，但是，當(dāng)轉(zhuǎn)換到線圈器件2 二次繞組輸出后，過(guò)渡波形8出現(xiàn)了較大的噪聲擾動(dòng)，過(guò)渡波形8后半部完全是噪聲擾動(dòng)，并且與有效波形9電平參數(shù)相反，形成類似三角函數(shù)帶毛刺的波形8。如果不進(jìn)行噪聲減小，輸出波形將出現(xiàn)極大的畸變。通過(guò)輸入反饋定時(shí)單元對(duì)第一開(kāi)關(guān)S1、第二開(kāi)關(guān)S2導(dǎo)通，使得有效波形9得到輸出。一定時(shí)間后，第一開(kāi)關(guān)S1、第二開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)，第三開(kāi)關(guān)S3、第四開(kāi)關(guān)S4導(dǎo)通，將線圈器件2 二次繞組短接，過(guò)渡波形8后部截止，獲得完整有效波形9，通過(guò)施密特濾波器4后，對(duì)輸出波形重建，完成DC-DC傳輸。
[0022]本發(fā)明有益效果:提供電源輸入、輸出間頻率和相位匹配，實(shí)現(xiàn)同步或異步傳輸功能；減小線圈器件對(duì)過(guò)渡波形的噪聲，截?cái)嗷儾ㄐ?，獲得完整、準(zhǔn)確、可靠的DC-DC輸出波形。
[0023]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種噪聲減小型隔離式高頻方波DC-DC電源，其特征在于，包括電源輸入端(1)，電源輸入端(I)連接線圈器件(2)的一次繞組，線圈器件(2)的二次繞組連接有噪聲減小模塊(3 )，噪聲減小模塊(3 )連接有施密特觸發(fā)器(4 )。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噪聲減小型隔離式高頻方波DC-DC電源，其特征在于，所述的電源輸入端(1)，包括并聯(lián)的第一緩沖寄存器(6)與第二緩沖寄存器(7);還包括延時(shí)器(5)，延時(shí)器(5)與第二緩沖寄存器(7)串聯(lián)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噪聲減小型隔離式高頻方波DC-DC電源，其特征在于，所述的線圈器件(2)，包括微型變壓器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噪聲減小型隔離式高頻方波DC-DC電源，其特征在于，所述的噪聲減小模塊(3)，包括用于波形重建的輸出回路，輸出回路包括與線圈器件(I) 二次繞組、施密特觸發(fā)器(4)串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)SI，第二開(kāi)關(guān)S2 ; 包括用于截?cái)嘣肼暤亩搪坊芈?，短路回路包括與線圈器件(2) 二次繞組并聯(lián)的第三開(kāi)關(guān)S3，與第三開(kāi)關(guān)S3串聯(lián)的第四開(kāi)關(guān)S4。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種噪聲減小型隔離式高頻方波DC-DC電源，其特征在于，還包括輸入反饋定時(shí)單元，輸入反饋定時(shí)單元包括高電平端連接線圈器件(2) 二次繞組且低電平端連接分壓電阻的第一比較器(11); 高電平端連接分壓電阻且低電平端連接線圈器件(4)的二次繞組的第二比較器(10); S端連接第一比較器(11)輸出端且R端連接第二比較器(1 )輸出端的RS觸發(fā)器(12 ); 還包括與RS觸發(fā)器Q端連接的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(14)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(14)通過(guò)反饋回路控制第一開(kāi)關(guān)S1、第二開(kāi)關(guān)S2，還通過(guò)連接反相器控制第三開(kāi)關(guān)S3、第四開(kāi)關(guān)S4。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種噪聲減小型隔離式高頻方波DC-DC電源，其特征在于，所述的第一開(kāi)光SI和第二開(kāi)關(guān)S2連接有分壓電阻；所述的第三開(kāi)關(guān)S3和第四開(kāi)關(guān)S4連接有分壓電阻。
【專利摘要】一種噪聲減小型隔離式高頻方波DC-DC電源，本實(shí)用新型涉及微型電源領(lǐng)域，其旨在解決現(xiàn)有方波電源易受線圈電磁噪聲干擾，輸出波形有畸變，傳輸性能低和輸出電平不可靠等技術(shù)問(wèn)題。該發(fā)明電路結(jié)構(gòu)特征包括電源輸入端，電源輸入端連接線圈器件的一次繞組，線圈器件的二次繞組連接有噪聲減小模塊，噪聲減小模塊連接有施密特觸發(fā)器。本實(shí)用新型用于電源降噪。
【IPC分類】H02M1/44, H02M3/28, H02M1/14
【公開(kāi)號(hào)】CN204761291
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520336071
【發(fā)明人】汪海, 李國(guó)
【申請(qǐng)人】成都眾孚理想科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年5月23日