CN202759372U - 有源滤波电路及电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种有源滤波电路及包括该有源滤波电路的电源电路，该有源滤波电路包括电压输入端、电压输出端、纹波电压检测模块、放大控制模块及滤波启动模块；其中，纹波电压检测模块用于对电压输出端的纹波电压进行检测，并将检测到的纹波电压输出至放大控制模块；放大控制模块用于对纹波电压检测模块检测到的纹波电压进行放大处理，并将放大后的纹波电压输出至滤波启动模块；滤波启动模块用于根据放大控制模块输出的纹波电压，抑制电压输出端的电压跟随电压输入端电压的上升或下降。本实用新型不仅能有效地滤除电路中各种频率的纹波电压，而且还能有效地滤除电路中因不同负载所引起的各种幅度的纹波电压。

Description

有源滤波电路及电源电路

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种有源滤波电路及电源电路。

背景技术

现有技术中，通常是通过加大滤波电容的方式来降低纹波电压，但对于一些较大的低频纹波电压，采用加大滤波电容的方式，难以达到滤除的目的。而且，对于某些拓扑结构的电路，在不同负载的条件下，电路输出端的纹波电压幅度将有很大的差异，而对于因不同负载所引起的纹波电压，现有技术也一直未能得到有效解决。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种有源滤波电路，旨在有效地滤除电路中各种频率的纹波电压，以及电路中因不同负载所引起的各种幅度的纹波电压。

为了达到上述目的，本实用新型提出一种有源滤波电路，该有源滤波电路包括电压输入端、电压输出端、纹波电压检测模块、放大控制模块及滤波启动模块，其中：

所述纹波电压检测模块，一端与所述电压输出端连接，另一端与所述放大控制模块连接，用于对所述电压输出端的纹波电压进行检测，并将检测到的纹波电压输出至所述放大控制模块；

所述放大控制模块，一端与所述纹波电压检测模块连接，另一端与所述滤波启动模块连接，用于对所述纹波电压检测模块检测到的纹波电压进行放大处理，并将放大后的纹波电压输出至所述滤波启动模块；

所述滤波启动模块，分别与所述电压输入端、电压输出端及放大控制模块连接，用于根据所述放大控制模块输出的纹波电压，控制所述电压输出端的电压稳定在预设电压值的范围内。

优选地，所述纹波电压检测模块包括第一电容，所述第一电容的一端与所述电压输出端连接，所述第一电容的另一端与所述放大控制模块连接。

优选地，所述放大控制模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一三极管及第二三极管，第一电阻的一端与所述纹波电压检测模块连接，且经第三电阻接地，第一电阻的另一端与第一三极管的基极连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极与所述滤波启动模块连接，且分别经第四电阻与第二三极管的基极连接及经第二电阻与所述纹波电压检测模块连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极与所述滤波启动模块连接，且经第五电阻与所述电压输入端连接。

优选地，所述放大控制模块还包括第二电容，所述第二电容与第四电阻并联。

优选地，所述第一电容的一端与所述电压输出端连接，所述第一电容的另一端分别经第一电阻与所述第一三极管的基极连接及经所述第二电阻与所述第一三极管的集电极连接。

优选地，所述滤波启动模块包括第六电阻及MOS管，所述第六电阻的一端与所述电压输入端连接，所述第六电阻的另一端与所述放大控制模块中第一三极管的集电极连接，所述MOS管的源极与所述电压输入端连接，所述MOS管的漏极与所述电压输出端连接，所述MOS管的栅极与所述放大控制模块中第二三极管的集电极连接。

优选地，所述MOS管为P沟道的MOS管。

优选地，还包括一过压抑制二极管，所述过压抑制二极管与所述第一电容并联，用于当所述电压输入端的电压大于预设电压值时，控制所述电压输出端的电压稳定在所述预设电压值上。

本实用新型还提出一种电源电路，所述电源电路包括有源滤波电路，所述有源滤波电路包括电压输入端、电压输出端、纹波电压检测模块、放大控制模块及滤波启动模块，其中：

所述纹波电压检测模块，一端与所述电压输出端连接，另一端与所述放大控制模块连接，用于对所述电压输出端的纹波电压进行检测，并将检测到的纹波电压输出至所述放大控制模块；

所述放大控制模块，一端与所述纹波电压检测模块连接，另一端与所述滤波启动模块连接，用于对所述纹波电压检测模块检测到的纹波电压进行放大处理，并将放大后的纹波电压输出至所述滤波启动模块；

所述滤波启动模块，分别与所述电压输入端、电压输出端及放大控制模块连接，用于根据所述放大控制模块输出的纹波电压，抑制所述电压输出端的电压跟随所述电压输入端电压的上升或下降。

本实用新型提出的有源滤波电路，采用纹波电压检测模块对电压输出端的纹波电压进行检测，并将检测到的纹波电压输出至放大控制模块，放大控制模块对纹波电压检测模块检测到的纹波电压进行放大处理，并将放大后的纹波电压输出至滤波启动模块，滤波启动模块根据放大控制模块输出的纹波电压，抑制电路输出端的电压跟随电路输入端电压的上升或下降。本实用新型不仅能有效地滤除电路中各种频率的频纹波电压，而且还能有效地滤除电路中因不同负载所引起的各种幅度的纹波电压，同时，本实用新型还具有电路结构简单、成本低、可靠性高、稳定性好及易于实现的优点。

附图说明

图1是本实用新型有源滤波电路较佳实施例的电路结构示意图。

本实用新型目的的实现、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

以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1是本实用新型有源滤波电路较佳实施例的电路结构示意图。

参照图1，本实用新型有源滤波电路包括电压输入端1、电压输出端2、纹波电压检测模块3、放大控制模块4及滤波启动模块5。

具体的，纹波电压检测模块3的一端与电压输出端2连接，纹波电压检测模块3的另一端与放大控制模块4连接；放大控制模块4的一端与纹波电压检测模块3连接，放大控制模块4的另一端与滤波启动模块5连接；滤波启动模块5分别与电压输入端1、电压输出端2及放大控制模块4连接。

纹波电压检测模块3用于对电压输出端2的纹波电压进行检测，并将检测到的纹波电压输出至放大控制模块4；放大控制模块4用于对纹波电压检测模块3检测到的纹波电压进行放大处理，并将放大后的纹波电压输出至滤波启动模块5；滤波启动模块5用于根据放大控制模块4输出的纹波电压，控制电压输出端2的电压稳定在预设电压值的范围内。

其中，纹波电压检测模块3包括第一电容C1；

放大控制模块4包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2、第一三极管Q1及第二三极管Q2。其中，第二电阻R2为第一三极管Q1的集电极偏置电阻，第三电阻R3为第一三极管Q1的负反馈电阻，第一三极管Q1与第二三极管Q2为相同型号的NPN三极管；

滤波启动模块5包括第六电阻R6及MOS管Q3，该MOS管Q3为P沟道的MOS管。

具体的，纹波电压检测模块3中第一电容C1的一端与电压输出端2连接，第一电容C1的另一端分别经放大控制模块4中的第一电阻R1与第一三极管Q1的基极连接及经放大控制模块4中的第二电阻R2与第一三极管Q1的集电极连接；

放大控制模块4中第三电阻R3的一端接地，第三电阻R3的另一端经第一电阻R1与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极分别经第四电阻R4与第二三极管Q2的基极连接及经滤波启动模块5中的第六电阻R6与电压输入端1连接，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极与滤波启动模块5中MOS管Q3的栅极连接，且经第五电阻R5与电压输入端1连接，第二电容C2与第四电阻R4并联；

滤波启动模块5中第六电阻R6的一端与电压输入端1连接，第六电阻R6的另一端与放大控制模块4中第一三极管Q1的集电极连接，MOS管Q3的源极与电压输入端1连接，MOS管Q3的漏极与电压输出端2连接，MOS管Q3的栅极与放大控制模块4中第二三极管Q2的集电极连接。

其中，放大控制模块4中的第二三极管Q2与第五电阻R5构成MOS管Q3的栅极驱动电路，以控制MOS管Q3的导通深度；第一三极管Q1为电压输出端2的纹波电压的反相放大器，由第一电容C1检测到的纹波电压通过第一电阻R1加到第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1对该纹波电压进行反相放大，反相放大后的纹波电压经第一三极管Q1的集电极输出，经第四电阻R4加到第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2对输入进来的纹波电压再次进行反相放大，反相放大后的纹波电压从第二三极管Q2的集电极输出至MOS管Q3的栅极，以控制MOS管Q3的导通深度。

本实用新型有源滤波电路的工作原理具体描述如下：

(1)当电压输入端1所输入的电压稳定时(即电压输出端2的电压无纹波电压时)，本实用新型有源滤波电路处于静态工作状态，此时放大控制模块4中第二电阻R1和第三电阻R3之间的结点电压等于第一三极管Q1的基极和发射极之间的PN结电压Vbe，从而此时第一三极管Q1的集电极电压Vc＝(R3+R2)/R3*Vbe，从而使得第一三极管Q1的集电极电压Vc大于其基极和发射极之间的PN结电压Vbe，而由于第一三极管Q1的集电极经第四电阻R4与第二三极管Q2的基极连接，使得第二三极管Q2的基极电压Vb等于第一三极管Q1的集电极电压Vc，从而使得第二三极管Q2的基极电压Vb大于其基极和发射极之间的PN结电压Vbe，从而使得第二三极管Q2处于饱和导通状态，从而使得此时的MOS管Q3处于完全导通的状态；

(2)当电压输入端1所输入的电压有波动时(即电压输出端2的电压有纹波电压时)，或因电压输出端2的负载变化而导致电压输出端2产生各种幅度不同的纹波电压时，第一电容C1(纹波电压检测电容)对电压输出端2的纹波电压进行检测，并将检测到的纹波电压耦合到第一三极管Q1的基极，该纹波电压经第一三极管Q1及第二三极管Q2的反相放大后，从第二三极管Q2的集电极输出至MOS管Q3的栅极，以控制MOS管Q3的导通深度。

具体的，当电压输入端1所输入的电压上升时(即纹波电压上升)，MOS管Q3的栅极电压上升，从而使得MOS管Q3的导通深度降低，即电压输入端1与电压输出端2之间的通路阻抗加大，从而抑制了电压输出端2的电压跟随电压输入端1电压的上升而上升；

当电压输入端1所输入的电压下降时(即纹波电压下降)，MOS管Q3的栅极电压下降，从而使得MOS管Q3的导通深度增大，即减小了电压输入端1与电压输出端2之间的通路阻抗，从而抑制了电压输出端2的电压跟随电压输入端1电压的下降而下降。

本实用新型有源滤波电路还包括过压抑制二极管D1，该过压抑制二极管D1与第一电容C1并联，该过压抑制二极管D1用于当电压输入端1的电压大于预设电压值时，控制电压输出端2的电压稳定在预设电压值上，此时本实用新型有源滤波电路相当于串联稳压电路。

本实用新型有源滤波电路，采用纹波电压检测模块对电压输出端的纹波电压进行检测，并将检测到的纹波电压输出至放大控制模块，放大控制模块对纹波电压检测模块检测到的纹波电压进行放大处理，并将放大后的纹波电压输出至滤波启动模块，滤波启动模块根据放大控制模块输出的纹波电压，抑制电路输出端的电压跟随电路输入端电压的上升或下降。本实用新型不仅能有效地滤除电路中各种频率的频纹波电压，而且还能有效地滤除电路中因不同负载所引起的各种幅度的纹波电压，同时，本实用新型还具有电路结构简单、成本低、可靠性高、稳定性好及易于实现的优点。

本实用新型还提出一种电源电路，该电源电路包括有源滤波电路，其有源滤波电路的电路结构与上面实施例所述的有源滤波电路的电路结构相同，此处不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种有源滤波电路，包括电压输入端及电压输出端，其特征在于，还包括纹波电压检测模块、放大控制模块及滤波启动模块，其中：

所述纹波电压检测模块，一端与所述电压输出端连接，另一端与所述放大控制模块连接，用于对所述电压输出端的纹波电压进行检测，并将检测到的纹波电压输出至所述放大控制模块；

所述放大控制模块，一端与所述纹波电压检测模块连接，另一端与所述滤波启动模块连接，用于对所述纹波电压检测模块检测到的纹波电压进行放大处理，并将放大后的纹波电压输出至所述滤波启动模块；

所述滤波启动模块，分别与所述电压输入端、电压输出端及放大控制模块连接，用于根据所述放大控制模块输出的纹波电压，控制所述电压输出端的电压稳定在预设电压值的范围内。

2.根据权利要求1所述的有源滤波电路，其特征在于，所述纹波电压检测模块包括第一电容，所述第一电容的一端与所述电压输出端连接，所述第一电容的另一端与所述放大控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的有源滤波电路，其特征在于，所述放大控制模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一三极管及第二三极管，第一电阻的一端与所述纹波电压检测模块连接，且经第三电阻接地，第一电阻的另一端与第一三极管的基极连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极与所述滤波启动模块连接，且分别经第四电阻与第二三极管的基极连接及经第二电阻与所述纹波电压检测模块连接，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极与所述滤波启动模块连接，且经第五电阻与所述电压输入端连接。

4.根据权利要求3所述的有源滤波电路，其特征在于，所述放大控制模块还包括第二电容，所述第二电容与第四电阻并联。 

5.根据权利要求3所述的有源滤波电路，其特征在于，所述第一电容的一端与所述电压输出端连接，所述第一电容的另一端分别经第一电阻与所述第一三极管的基极连接及经所述第二电阻与所述第一三极管的集电极连接。

6.根据权利要求5所述的有源滤波电路，其特征在于，所述滤波启动模块包括第六电阻及MOS管，所述第六电阻的一端与所述电压输入端连接，所述第六电阻的另一端与所述放大控制模块中第一三极管的集电极连接，所述MOS管的源极与所述电压输入端连接，所述MOS管的漏极与所述电压输出端连接，所述MOS管的栅极与所述放大控制模块中第二三极管的集电极连接。

7.根据权利要求6所述的有源滤波电路，其特征在于，所述MOS管为P沟道的MOS管。

8.根据权利要求7所述的有源滤波电路，其特征在于，还包括一过压抑制二极管，所述过压抑制二极管与所述第一电容并联，用于当所述电压输入端的电压大于预设电压值时，控制所述电压输出端的电压稳定在所述预设电压值上。

9.一种电源电路，其特征在于，所述电源电路包括权利要求1-8中任一项所述的有源滤波电路。 

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