一种用于DC‑DC电源纹波抑制的设计方法技术

本发明专利技术提供一种用于DC‑DC电源纹波抑制的设计方法，其具体实现过程为：设置输入端的一次侧电路和输出端的二次侧电路，该一次侧电路和二次侧电路上均设置滤波电路，抑制低频纹波；在一次侧电路和二次侧电路之间设置隔离电路，滤除两滤波电路之间的高频波纹。该用于DC‑DC电源纹波抑制的设计方法和现有技术相比，综合考虑了对DC‑DC电源的输入处理、输出处理以及地的处理，实现了直流电源纹波的有效抑制，安全性强，能耗低，实用性强，易于推广。

【技术实现步骤摘要】
一种用于DC-DC电源纹波抑制的设计方法
本专利技术涉及计算机电源
，具体地说是一种用于DC-DC电源纹波抑制的设计方法。
技术介绍
对于电子产品来说唯一不可缺少的是电源，但是它除了提供能量外，也带来了纹波、噪声等影响电子产品正常工作的影响。纹波电压对高放、本振、混频、滤波、检波、A/D变换等电路都会产生影响。目前，开关电源以其体积小、效率高等优点在计算机、通信等设备中得到了广泛应用，但对于输出电压纹波要求较小的场合，传统开关电源设计的输出电压纹波较大，依然不能达到设计要求。开关电源输出纹波主要来源于以下几个方面：（1）、低频纹波与输入、输出电路的滤波电容容量相关，滤波电容的容量不可能无限制地增加，导致输出低频纹波的残留；（2）高频功率开关变换电路、电容电感充放电过程等产生的高频噪声纹波；（3）寄生参数的存在导致的共模噪声。基于此，本专利技术提供一种解决上述难题的用于DC-DC电源纹波抑制的设计方法。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是针对在现有技术的不足，提供一种用于DC-DC电源纹波抑制的设计方法。本专利技术的技术方案是按以下方式实现的，该一种用于DC-DC电源纹波抑制的设计方法，该方法通过以下步骤实现：设置输入端的一次侧电路和输出端的二次侧电路，该一次侧电路和二次侧电路上均设置滤波电路，抑制低频纹波；在一次侧电路和二次侧电路之间设置隔离电路，滤除两滤波电路之间的高频波纹。所述一次侧电路包括设置在电压输入端的LC低通滤波电路，抑制低频纹波；二次侧电路包括设置在电压输出端的有源低通滤波电路，滤除输出端的低频纹波。所述LC低通滤波电路为型滤波电路，即该滤波电路包括两个电容C1、C2，一个电感L：电压输入端分成两条支路，一路经过电容C1后接一次侧参考地，另一路经过电感L后再次分成两条支路且分别连接电压输出端和经过电容C2后接一次侧参考地。所述有源低通滤波电路包括运算放大器、电阻和电容组成的阻容网络、MOS管，所述阻容网络包括电阻R1、R2、R3、R4和电容C4、C5，其中电容C4的输入端连接电压输入正极和电压输出正极、输出端分别接入运算放大器的同相输入端和电阻R1的输入端，该电阻R1的输出端还连接电压输入负极和MOS管的漏极；电阻R2的输入端连接电压输入正极和电压输出正极、输出端连接运算放大器的同相输入端；电阻R3的输入端连接电压输入正极和电压输出正极、输出端连接电阻R4的输入端，该电阻R4的输出端连接电压输出负极；上述运算放大器的反相输入端经过电容C5后连接电压输出负极、输出端连接MOS管的栅极，该MOS管的源极还连接电压输出负极。所述一次侧电路和二次侧电路之间的隔离电路为一个二次侧参考地到一次侧参考地的高频低阻抗回路，使二次侧参考地上的高频噪声经该回路流向一次侧参考地，从而抑制二次侧高频纹波。所述隔离电路包括设置在所述一次侧电路处的接地电路、二次侧电路处的接地电路、设置在两接地电路之间的安规电容C3，一次侧电路处的接地电路是指该一次侧电路的输出端经一个MOS管和电阻后接一次侧参考地，二次侧电路处的接地电路是指该二次侧电路的输出端直接连接二次侧参考地。所述一次侧电路与二次侧电路之间还设置有寄生电容。本专利技术与现有技术相比所产生的有益效果是：本专利技术的一种用于DC-DC电源纹波抑制的设计方法综合考虑了对DC-DC电源的输入处理、输出处理以及地的处理，实现了直流电源纹波的有效抑制，安全性强，能耗低，实用性强，易于推广。附图说明附图1是本专利技术的整体结构示意图。附图2是本专利技术的LC低通滤波电路图。附图3是本专利技术的有源滤波电路图。附图4是本专利技术的一次侧与二次侧参考地处理电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术所提供的一种用于DC-DC电源纹波抑制的设计方法作以下详细说明。本专利技术提出一种用于DC-DC电源纹波抑制的设计方法，如附图1所示，该方法通过以下步骤实现：设置输入端的一次侧电路和输出端的二次侧电路，该一次侧电路和二次侧电路上均设置滤波电路，抑制低频纹波；在一次侧电路和二次侧电路之间设置隔离电路，滤除两滤波电路之间的高频波纹。所述一次侧电路包括设置在电压输入端的LC低通滤波电路，抑制低频纹波；二次侧电路包括设置在电压输出端的有源低通滤波电路，滤除输出端的低频纹波。为有效滤除低频噪声，采用前级稳压的措施，所述LC低通滤波电路为型滤波电路，电路示意图如图2所示。Vin为输入电压，GND_in为输入一次侧的参考地。该滤波电路包括两个电容C1、C2，一个电感L：电压输入端分成两条支路，一路经过电容C1后接一次侧参考地，另一路经过电感L后再次分成两条支路且分别连接电压输出端和经过电容C2后接一次侧参考地。对于较低频率的噪声，LC低通滤波器无法完全滤除，而采用由运算放大器、RC阻容网络和大功率MOSFET组成的有源低通滤波器，可以很好的滤除残留的低频噪声。电路示意图如图3所示，所述有源低通滤波电路包括运算放大器、电阻和电容组成的阻容网络、MOS管，所述阻容网络包括电阻R1、R2、R3、R4和电容C4、C5，其中电容C4的输入端连接电压输入正极和电压输出正极、输出端分别接入运算放大器的同相输入端和电阻R1的输入端，该电阻R1的输出端还连接电压输入负极和MOS管的漏极；电阻R2的输入端连接电压输入正极和电压输出正极、输出端连接运算放大器的同相输入端；电阻R3的输入端连接电压输入正极和电压输出正极、输出端连接电阻R4的输入端，该电阻R4的输出端连接电压输出负极；上述运算放大器的反相输入端经过电容C5后连接电压输出负极、输出端连接MOS管的栅极，该MOS管的源极还连接电压输出负极。所述一次侧电路和二次侧电路之间的隔离电路为一个二次侧参考地到一次侧参考地的高频低阻抗回路，使二次侧参考地上的高频噪声经该回路流向一次侧参考地，从而抑制二次侧高频纹波。直流电源一般采用隔离电路进行安全隔离，这就需要对一次侧参考地与二次侧参考地进行处理。由于开关器件的开关过程、电容电感的充放电过程、寄生参数的存在均会产生高频噪声，该噪声最终会流入到二次侧参考地上，导致二次侧产生高频纹波。针对该噪声，我们采用安规电容构建一个二次侧参考地到一次侧参考地的高频低阻抗回路，使二次侧参考地上的高频噪声经该回路流向一次侧参考地，从而抑制二次侧高频纹波。电路示意图如图，4所示。GND_out为二次侧参考地，C3为安规电容。基于附图4，所述隔离电路包括设置在所述一次侧电路处的接地电路、二次侧电路处的接地电路、设置在两接地电路之间的安规电容C3，一次侧电路处的接地电路是指该一次侧电路的输出端经一个MOS管和电阻后接一次侧参考地，二次侧电路处的接地电路是指该二次侧电路的输出端直接连接二次侧参考地。所述一次侧电路与二次侧电路之间还设置有寄生电容。上述具体实施方式仅是本专利技术的具体个案，本专利技术的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本专利技术的一种用于DC-DC电源纹波抑制的设计方法的权利要求书的且任何所述
的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本专利技术的专利保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于DC‑DC电源纹波抑制的设计方法，其特征在于，该方法通过以下步骤实现：设置输入端的一次侧电路和输出端的二次侧电路，该一次侧电路和二次侧电路上均设置滤波电路，抑制低频纹波；在一次侧电路和二次侧电路之间设置隔离电路，滤除两滤波电路之间的高频波纹。

【技术特征摘要】
1.一种用于DC-DC电源纹波抑制的设计方法，其特征在于，该方法通过以下步骤实现：设置输入端的一次侧电路和输出端的二次侧电路，该一次侧电路和二次侧电路上均设置滤波电路，抑制低频纹波；在一次侧电路和二次侧电路之间设置隔离电路，滤除两滤波电路之间的高频波纹；所述一次侧电路包括设置在电压输入端的LC低通滤波电路，抑制低频纹波；二次侧电路包括设置在电压输出端的有源低通滤波电路，滤除输出端的低频纹波；所述有源低通滤波电路包括运算放大器、电阻和电容组成的阻容网络、MOS管，所述阻容网络包括电阻R1、R2、R3、R4和电容C4、C5，其中电容C4的输入端连接电压输入正极和电压输出正极、输出端分别接入运算放大器的同相输入端和电阻R1的输入端，该电阻R1的输出端还连接电压输入负极和MOS管的漏极；电阻R2的输入端连接电压输入正极和电压输出正极、输出端连接运算放大器的同相输入端；电阻R3的输入端连接电压输入正极和电压输出正极、输出端连接电阻R4的输入端，该电阻R4的输出端连接电压输出负极；上述运算放大器的反相输入端经过电容C5后连接电压输出负极、输出端连接MOS管的栅极，该MOS管的源极还连接电压输出负极。2.根据权利要求1所述的一种用于DC-DC电源纹波抑制的设计方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭琳，耿士华，陈乃阔，
申请(专利权)人：山东超越数控电子有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37