CN102044961A - 开关电源的消除噪声电路 - Google Patents

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唐旦
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Abstract

本发明涉及一种开关电源的消除噪声电路，包括变压器，其初级绕组与交流输入端连接，次级绕组与直流输出端连接，其中还包括至少一组对称的Y电容，所述一组对称的Y电容中第一Y电容分别连接交流输入端的正输入端及直流输出端的负输出端，第二Y电容分别连接交流输入端的负输入端及直流输出端的负输出端。本发明通过设置对称的Y电容，不但达到消除噪声的目的，而且相对于现有技术，还具有效率高、EMC性能好的特点。另外，本发明的消除噪声电路相对于现有技术中3Pin输入结构，可以减小开关电源的体积，降低成本和工艺；而且在强插式电源中具有普遍的实用性。

Description

开关电源的消除噪声电路
技术领域
本发明涉及电源技术领域，特别涉及一种开关电源的消除噪声电路。
背景技术
目前，可将交流转换为直流的电源装置包括开关电源和线性电源。开关电源由于其体积小、重量轻和效率高的显著特点而得到广泛应用，但是其在工作过程中会产生一定的噪声，影响电子设备的正常工作。
现有的2Pin交流输入开关电源中，通过删除开关电源中Y电容，以减小开关电源初次级之间交流频率噪声的耦合，从而达到减小噪声的目的。但是删除Y电容的开关电源的噪声抑制效果仍然不佳。因此，又有人利用3Pin输入的结构，即在2Pin交流输入开关电源上增加地线，如图1所示。虽然该3Pin输入结构较删除Y电容的2Pin交流输入开关电源的结构，抑制效果更好，但是其需要的成本较高，体积也较大。
因此，急需一种既能达到很好的噪声消除效果，又降低生产成本的开关电源消除噪声电路。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种开关电源的消除噪声电路，旨在提高噪声消除效果，且降低生产成本。
本发明提供的一种开关电源的消除噪声电路，包括变压器，其初级绕组与交流输入端连接，次级绕组与直流输出端连接，其中还包括至少一组对称的Y电容，所述一组对称的Y电容中第一Y电容分别连接交流输入端的正输入端及直流输出端的负输出端，第二Y电容分别连接交流输入端的负输入端及直流输出端的负输出端。
优选地，上述对称的Y电容中第一Y电容与第二Y电容的容量相等。
优选地，上述多组对称的Y电容串联连接，即各组对称的第一Y电容之间串联连接，各组对称的Y电容中的第二Y电容之间串联连接。
优选地，上述多组对称的Y电容并联连接，即各组对称的Y电容中的第一Y电容之间并联连接，各组对称的Y电容中的第二Y电容之间并联连接。
优选地，上述开关电源的消除噪声电路还包括整流滤波电路，串接在所述变压器的次级绕组与直流输出端之间，对变压器输出信号进行整流滤波处理。
优选地，上述开关电源的消除噪声电路还包括电压变换电路及反馈控制电路，所述电压变换电路串接在整流滤波电路与直流输出端之间；所述反馈控制电路的一端与直流输出端连接，另一端与电压变换电路连接，用于采集直流输出端的电压信息，并根据所述电压信号产生反馈调节信号，调节电压变换电路的输出。
优选地，上述电压变换电路为Buck变换电路、Boost变换电路或者Buck-Boost变换电路，所述反馈控制电路为PWM控制电路。
本发明通过设置对称的Y电容，不但达到消除噪声的目的，而且相对于现有技术，还具有以下优点：
(1)效率高。本发明的开关电源中的变压器即使使用传统的三明治绕法，也可以达到高达5级能效，而现有技术中删除Y电容的开关电源，其能效最高也仅能达到4级能效。
(2)EMC性能好。本发明的开关电源符合电磁兼容标准，例如欧洲标准EN55022CLASS B和美国标准FCC PART15CLASS B，并可以保证6dB以上的裕量。
(3)工艺简单，成本低。本发明的消除噪声电路相对于现有技术中3Pin输入结构，可以减小开关电源的体积，降低成本和工艺。例如3Pin插座比2Pin插座的尺寸大20％，价格高30％，且增加地线焊接、电气隔离等工艺问题。
(4)具有普遍的实用性。由于在强插式适配器电源中，常用的如CCC、UL、VDE等插脚均只有2Pin，因此，本发明在强插式电源中具有普遍的实用性。
附图说明
图1是本发明开关电源的消除噪声电路一实施例的结构示意图；
图2是本发明开关电源的消除噪声电路另一实施例的结构示意图；
图3是本发明开关电源的消除噪声电路又一实施例的结构示意图；
图4是本发明开关电源的消除噪声电路又一实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1提出了开关电源的消除噪声电路一实施例的结构示意图。
本实施例开关电源的消除噪声电路，包括变压器T及至少一组对称的Y电容。变压器T的初级绕组T1与交流输入端10连接，次级绕组T2与直流输出端20连接。一组对称的Y电容包括第一Y电容CY1及第二Y电容CY2。其中，第一Y电容CY1分别连接交流输入端10的正输入端及直流输出端20的负输出端，第二Y电容CY2分别连接交流输出端10的负输入端及直流输出端20的负输出端。
上述交流输入端10优选为2Pin输入，包括火线输入端及零线输入端，其中火线输入端为上述交流输入端10的正输入端，零线输入端为上述交流输入端10的负输入端。上述第一Y电容CY1与第二Y电容CY2的容量相等。
本实施例通过设置对称的Y电容，不但达到消除噪声的目的，而且相对于现有技术，还具有以下优点：
(1)效率高。本发明的开关电源中的变压器即使使用传统的三明治绕法，也可以达到高达5级能效，而现有技术中删除Y电容的开关电源，其能效最高也仅能达到4级能效。
(2)EMC性能好。本发明的开关电源符合电磁兼容标准，例如欧洲标准EN55022CLASS B和美国标准FCC PART15CLASS B，并可以保证6dB以上的裕量。
(3)工艺简单，成本低。本发明的消除噪声电路相对于现有技术中3Pin输入结构，可以减小开关电源的体积，降低成本和工艺。例如3Pin插座比2Pin插座的尺寸大20％，价格高30％，且增加地线焊接、电气隔离等工艺问题。
(4)具有普遍的实用性。由于在强插式适配器电源中，常用的如CCC、UL、VDE等插脚均只有2Pin，因此，本发明在强插式电源中具有普遍的实用性。
图2是本发明开关电源的消除噪声电路另一实施例的结构示意图。
参照图2，在上述实施例的基础上，本实施例中的多组对称的Y电容串联连接，即各组对称的第一Y电容CY1之间串联连接，各组对称的Y电容中的第二Y电容CY2之间串联连接。
该对称的Y电容中通过将多个第一Y电容CY1及多个第二Y电容CY2分别串联，使得该Y电容不但可以实现上述实施例的目的，而且可以精确控制Y电容的容量及耐压要求，从而使得消除噪声的效果更加明显。
图3是本发明开关电源的消除噪声电路又一实施例的结构示意图。
参照图3，在上述实施例的基础上，本实施例中的多组对称的Y电容并联连接，即各组对称的Y电容中的第一Y电容CY1之间并联连接，各组对称的Y电容中的第二Y电容CY2之间并联连接。
该对称的Y电容中通过将多个第一Y电容CY1及多个第二Y电容CY2分别串联，使得该Y电容不但可以实现上述实施例的目的，而且可以精确控制Y电容的容量及耐压要求，从而使得消除噪声的效果更加明显。
当然，为了满足更多控制Y电容的容量及耐压要求，该一组对称的Y电容也可以同时包括多个并联连接的第一Y电容CY1、多个串联连接的第一Y电容CY1，及多个并联连接的第二Y电容CY2、多个串联连接的第二Y电容CY2。
图4是本发明开关电源的消除噪声电路又一实施例的结构示意图。
在上述实施例的基础上，本实施例开关电源的消除噪声电路还包括：
整流滤波电路30，串联在上述变压器T的次级绕组T2与直流输出端20之间，对变压器T输出信号进行整流滤波处理；
电压变换电路40，串联在整流滤波电路30与直流输出端20之间；
反馈控制电路50，其一端与直流输出端20连接，另一端与电压变换电路40连接，用于采集直流输出端20的电压信息，并根据该电压信号产生反馈调节信号，调节电压变换电路40的输出。
上述整流滤波电路30可以包括整流电路和滤波电路。其中，整流电路用于对变压器T产生的工频交流进行整流处理，转换成直流信号，该整流电路可以为单相整流电路或三相整流电路，也可以为半波整流电路、全波整流电路或桥式整流电路。滤波电路则用于滤除经过整流电路而输出的电压中的纹波，可以为滤波电容、滤波电感或由电感与滤波电容组成的复式滤波电路。
上述反馈控制电路50可以采集直流输出端20的电压信号，并根据该采集信号产生反馈信号至电压变换电路40，以便电压变换电路40可以根据反馈控制电路50的反馈信号，将幅值固定的直流电压变换成幅值或极性可变的直流电压，以满足不同的负载需求。其中，该电压变换电路40可以为Buck变换电路、Boost变换电路或者Buck-Boost变换电路。反馈控制电路50可以为PWM反馈控制器。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种开关电源的消除噪声电路，包括变压器，其初级绕组与交流输入端连接，次级绕组与直流输出端连接，其特征在于，还包括至少一组对称的Y电容，所述一组对称的Y电容中第一Y电容分别连接交流输入端的正输入端及直流输出端的负输出端，第二Y电容分别连接交流输入端的负输入端及直流输出端的负输出端。
2.如权利要求1所述的开关电源的消除噪声电路，其特征在于，所述对称的Y电容中第一Y电容与第二Y电容的容量相等。
3.如权利要求2所述的开关电源的消除噪声电路，其特征在于，所述多组对称的Y电容串联连接，即各组对称的第一Y电容之间串联连接，各组对称的Y电容中的第二Y电容之间串联连接。
4.如权利要求2所述的开关电源的消除噪声电路，其特征在于，多组对称的Y电容并联连接，即各组对称的Y电容中的第一Y电容之间并联连接，各组对称的Y电容中的第二Y电容之间并联连接。
5.如权利要求1至4中任一项所述的开关电源的消除噪声电路，其特征在于，还包括整流滤波电路，串接在所述变压器的次级绕组与直流输出端之间，对变压器输出信号进行整流滤波处理。
6.如权利要求1至4中任一项所述的开关电源的消除噪声电路，其特征在于，还包括电压变换电路及反馈控制电路，所述电压变换电路串接在整流滤波电路与直流输出端之间；所述反馈控制电路的一端与直流输出端连接，另一端与电压变换电路连接，用于采集直流输出端的电压信息，并根据所述电压信号产生反馈调节信号，调节电压变换电路的输出。
7.如权利要求6所述的开关电源的消除噪声电路，其特征在于，所述电压变换电路为Buck变换电路、Boost变换电路或者Buck-Boost变换电路，所述反馈控制电路为PWM控制电路。
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