[实用新型]一种高效率、低纹波、低噪声的电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高效率、低纹波、低噪声的电源。

背景技术

电源设计中，线性稳压电源在源电压与输出电压压差较大时效率低、发热量大、给散热设计带来难题。而开关电源设计由于其器件工作在开关状态、不可避免地会导致更高的纹波与噪声。部分开关电源设计中，使用开关频率更高的器件来获得较低的纹波，但这种设计方法的高频噪声难以降低。

部分电源设计采用在开关电源后级串接线性稳压电路的方法来同时满足效率和纹波的要求，但在这种设计中，前级开关电源的纹波以及噪声仍然会传导至后级电路，对输出电源的质量造成不良影响。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：通过对超级电容的轮流充放电，使前级的开关电源电路以及后级的线性稳压电路能够充分地隔离。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种高效率、低纹波、低噪声的电源，其结构包括开关电源和线性稳压电路，在开关电源和线性稳压电路之间还设置有开关电路和超级电容，其中，超级电容分别通过开关电路与开关电源和线性稳压电路连接。输入电压Vin通过开关电源转化为与Vout相接近的V1，V1为超级电容充电的电压；V2为超级电容放电的电压，开关电路控制超级电容的充放电：当超级电容需要进行充电时，由开关电路先断开与线性稳压电路的连接，然后再由V1给电容充电；当超级电容需要进行放电时，则由开关电路先断开与开关电源的连接，再连接线性稳压电路为其提供电压V2。超级电容在本电路中起到储能作用。

所述电源电路中设置有多组超级电容和开关电路。通过多个超级电容的轮流充放电，实现了开关电源电路与线性稳压电路的充分隔离。

所述电源的电路中，设置有控制器，控制器侦测各个超级电容的电压状况，并且根据电压状况调节各超级电容的充放电信号，通过这些信号来控制超级电容的充电、放电状态。 

所述控制器为分压电路、比较器或延时电路。

所述超级电容与开关电路所构成的外围电路包括MOS管，和电阻、无极性电容构成的延时电路，其中MOS管作为超级电容的充放电开关，延时电路控制MOS管的导通和截止。延时电路控制各个电容的charge、discharge信号变化时的斜率，延缓相应控制信号上升、下降沿电平的变化速率，从而使线性稳压电路有充分的时间进行电压调节，保证输出电压的稳定。

在开关电源的接地与超级电容的接地之间设置有磁珠BEAD1，电路中的磁珠BEAD1串接在开关电源的地与超级电容的地之间，作用为滤除由开关电源的地干扰过来的少量噪声。

本实用新型的有益效果为：采用本实用新型的技术，通过多个超级电容轮流充放电实现前级开关电源电路与后级线性稳压电路之间的充分隔离，达到低纹波、低噪声的目的，由开关电源完成输入电压的初步电压转换，保证了整个系统的高效率。

附图说明

图1为本实用新型的电源供应框图；

图2为本实用新型控制器电路框图；

图3为本实用新型的超级电容C1的外围电路图；

图4为本实用新型的超级电容C2的外围电路图；

图5为本实用新型的超级电容C3的外围电路图；

图6为本实用新型的磁珠BEAD1的连接电路图；

其中：C1、C2、C3为进行储能的超级电容；Q1、Q3、Q5作为控制超级电容充电的开关，Q2、Q4、Q6作为控制超级电容放电的开关。

具体实施方式

下面参照附图所示，通过具体实施方式对本实用新型进一步说明：

如图1所示，一种高效率、低纹波、低噪声的电源，其结构包括开关电源和线性稳压电路，在开关电源和线性稳压电路之间还设置有开关电路和超级电容，其中，超级电容分别通过开关电路与开关电源和线性稳压电路连接。输入电压Vin通过开关电源转化为与Vout相接近的V1，V1为超级电容充电的电压；V2为超级电容放电的电压，开关电路控制超级电容的充放电：当超级电容需要进行充电时，由开关电路先断开与线性稳压电路的连接，然后再由V1给电容充电；当超级电容需要进行放电时，则由开关电路先断开与开关电源的连接，再连接线性稳压电路为其提供电压V2。超级电容在本电路中起到储能作用。

所述电源电路中设置有多组超级电容和开关电路。通过多个超级电容的轮流充放电，实现了开关电源电路与线性稳压电路的充分隔离。