CN204906176U - 电源供应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电源供应器，该电源供应器包含一线性稳压电路、一检测端、一反馈控制电路、一旁路电路及一阻隔电路，该线性稳压电路具有一电力输出端供连接一负载，该检测端供连接至该负载，该反馈控制电路具有一输入端及一输出端，该输入端连接该检测端，该输出端连接该线性稳压电路，该旁路电路连接在该电力输出端及该输入端之间，该阻隔电路连接于该输入端及该检测端之间，其中，线性稳压电路产生的高频信号通过该旁路电路进入该反馈控制电路，该阻隔电路阻隔由检测端进入的高频信号。本实用新型可以使电源供应器稳定地输出电力，避免高频信号通过负载进入反馈控制电路发生震荡、电路不稳等问题。

Description

电源供应器

技术领域

本实用新型有关于一种电源供应器，尤其是一种避免高频信号引起震荡问题的电源供应器。

背景技术

电子设备皆需要电源供应器来提供其所需的电力，为准确控制电源供应器输出给负载端的电压，可于检测负载端电压状态后，将负载端电压状态反馈给电源供应器，令电源供应器依据负载端电压状态来调整输出电压以提高精确度。

请参阅图5所示，为现有电源供应器的电路图，该电源供应器30包含了一电力输出端31、一线性稳压电路32、一检测端33及一反馈控制电路34。

该线性稳压电路32将转换后的电力从该电力输出端31输出，该电力输出端31可以连接一负载40以供应电压给该负载40，该反馈控制电路34具有一输入端及一输出端，该反馈控制电路34的输入端连接该检测端33，输出端连接该线性稳压电路32。该检测端33连接负载40，使得负载40的电压状态可传送至该反馈控制电路34，该反馈控制电路34根据接收到的电压状态控制该线性稳压电路32以调整其输出电压。

然而，电源供应器30的电力输出端31通过导线连接至负载40，由于导线本身存在有线路阻抗R9、R10、电感抗L1、L2及负载40本身的电容C3及负载阻抗R11，使线性稳压电路32产生的高频信号进入导线时，会因导线电感抗L1、L2及负载40的内部电容C3共振，使该高频信号通过负载40后，进入反馈控制电路34时发生震荡，导致无法稳定控制整个电路的问题。

请参阅图6所示，为上述电源供应器的波德图，其中横轴为频率(Frequency)，左纵轴为增益(Gain)，右纵轴为相位(Phase)，根据图6中的虚线用以表示频率与增益之间的变化，实线表示频率与相位之间的变化。当增益为0的时候，对应的频率约在123kHz左右的位置，此123kHz频率对应的相位角度为-16.5度。也就是说，当增益为0时，其相位角度落在-16.5度的位置。但电源供应器的相位通常设计在约76度左右，因此上述电源供应器的相位角度与预设相位有极大落差，代表电源供应器存在因高频信号通过负载40后进入到反馈控制电路34而发生震荡、电路不稳等问题。

实用新型内容

由上可知，检测端连接到负载端后，虽然可得知负载端的电压状态并以此来反馈调整电源供应器的输出电压，但导线本身的电感抗及负载端内部电容所形成的双极点(Doublepole)，将导致高频信号通过负载进入反馈控制电路后发生震荡，造成反馈控制电路不稳定。因此本实用新型主要提供一种电源供应器，可使检测端连接到负载端来调整电源供应器输出电压的同时，避免高频信号发生共振。本实用新型解决了现有技术中高频信号通过负载进入电源供应器的反馈控制电路中，导致反馈控制电路震荡、电路不稳等问题。

为达到前述目的所采用的主要技术手段，该电源供应器包含有：

一线性稳压电路，具有一第一电力输出端、一第二电力输出端，该第一电力输出端、该第二电力输出端供连接至一负载；

一第一电压检测端及一第二电压检测端，供连接至该负载；

一反馈控制电路，具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端，该第一输入端及该第二输入端分别连接该第一电压检测端及该第二电压检测端，该输出端连接该线性稳压电路；

一旁路电路，连接于该第一电力输出端、第二电力输出端及该反馈控制电路的第一输入端、第二输入端之间；以及

一阻隔电路，连接于该第一电压检测端、第二电压检测端及该反馈控制电路的第一输入端与第二输入端之间；

其中，该线性稳压电路所产生的高频信号可经由该旁路电路导入至该反馈控制电路；该阻隔电路可阻隔由该第一电压检测端及该第二电压检测端进入的高频信号。

其中，该旁路电路还包含一第一旁路电容及一第二旁路电容，该第一旁路电容连接于该第一电力输出端及该第一输入端之间；该第二旁路电容连接于该第二电力输出端及该第二输入端之间。

其中，该阻隔电路还包含一第一阻隔电阻及一第二阻隔电阻，该第一阻隔电阻连接于该第一电压检测端及该第一输入端之间；该第二阻隔电阻连接于该第二电压检测端及该第二输入端之间。

其中，该反馈控制电路包含一第一电压检测端及一第二电压检测端一差动放大器及一误差放大器，该差动放大电路两输入端分别连接该反馈控制电路的该第一输入端及该第二输入端，该误差放大电路的输出端连接该反馈控制电路的输出端。

其中，该线性稳压电路还包含一电压源及一控制晶体管，该电压源一端连接该第二电力输出端，另一端连接该控制晶体管的漏极，该控制晶体管源极连接该第一电力输出端，其栅极连接该反馈控制电路的输出端。

其中，该线性稳压电路还包含一滤波电容，该滤波电容其两端分别连接于该第一电力输出端及该第二电力输出端。

由以上结构可以得知，通过第一旁路电容其两端分别连接第一电力输出端及第一输入端、第二旁路电容其两端分别连接第二电力输出端与该第二输入端来作为高频信号的旁路电路，令线性稳压电路产生的高频信号通过第一旁路电容与第二旁路电容进入反馈控制电路，以避免该高频信号通过导线的线路电感抗及负载电容发生共振，造成进入反馈控制电路后产生震荡问题；以及使用第一阻隔电阻及第二阻隔电阻分别连接于第一输入端及第二输入端与检测端之间，阻隔由检测端进入的高频信号，来避免由负载产生的高频信号进入反馈控制电路引起震荡。通过旁路电路及阻隔电路的设计，令电源供应器能够稳定的输出电力，避免高频信号进入反馈控制电路发生震荡、电路不稳等问题。

附图说明

图1为本实用新型电源供应器的电路图。

图2为本实用新型电源供应器的电路图中一高频信号路径。

图3为本实用新型电源供应器的电路图另一高频信号路径。

图4为本实用新型电源供应器的波德图。

图5为现有技术电源供应器的电路图。

图6为现有技术电源供应器的波德图。

符号说明：

10、30电源供应器11、32线性稳压电路

111第一电力输出端112第二电力输出端

113电压源114控制晶体管

121第一电压检测端122第二电压检测端

13、34反馈控制电路131第一输入端

132第二输入端133输出端

134差动放大电路135误差放大电路

136第一放大器137第二放大器

138基准电压源14旁路电路

141第一旁路电容142第二旁路电容

15阻隔电路151第一阻隔电阻

152第二阻隔电阻20、40负载

R1第一电阻R2第二电阻

R3第三电阻R4第四电阻

R5第五电阻R6第六电阻

R7第七电阻R8第八电阻

R9、R10线路阻抗R11负载阻抗

C1第一电容C2第二电容

C3负载电容L1、L2线路电感抗

具体实施方式

请参阅图1所示，为本实用新型电源供应器的电路图，该电源供应器10包含了一线性稳压电路11、一第一电压检测端121、一第二电压检测端122、一反馈控制电路13、一旁路电路14及一阻隔电路15。

该线性稳压电路11具有一第一电力输出端111及一第二电力输出端112，利用该第一电力输出端111及一第二电力输出端112，通过导线连接一负载20，以向该负载20提供电力。

该反馈控制电路13具有一第一输入端131、一第二输入端132及一输出端133，该第一输入端131及该第二输入端132分别连接该第一电压检测端121及该第二电压检测端122，该输出端133连接该线性稳压电路11。该反馈控制电路13接收该第一电压检测端121及该第二电压检测端122提供的电压状态，并依据该电压状态来调整该线性稳压电路11的输出电压，其中该第一电压检测端121及该第二电压检测端122通过导线连接该负载20，以传递该负载20的电压状态。

该旁路电路14包含了一第一旁路电容141及一第二旁路电容142，该第一旁路电容141连接在该第一电力输出端111及该第一输入端131之间；该第二旁路电容142连接在该第二电力输出端112及该第二输入端132之间。

请参阅图2所示，本实用新型电源供应器的电路图中一高频信号路径，利用电容的阻抗与频率成反比的特性，通过该第一旁路电容141及该第二旁路电容142可为高频信号提供一旁路(bypass)路径，令线性稳压电路11产生的高频信号通过该第一旁路电容141及该第二旁路电容142，导入至该反馈控制电路13，以避免该高频信号经过该负载20时发生共振。

请继续参阅图1所示，该阻隔电路15包含了一第一阻隔电阻151及一第二阻隔电阻152，该第一阻隔电阻151连接于该第一电压检测端121及该第一输入端131之间，该第二阻隔电阻152连接于该第二电压检测端122及该第二输入端132之间。

请参阅图3所示，其中该负载20其内部电容C3及导线内部的电感抗L1、L2所产生的高频信号，由该第一电压检测端121或该第二电压检测端122进入后，可被该第一阻隔电阻151及该第二阻隔电阻152来阻挡，使该高频信号无法经由检测端13进入该反馈控制电路14以避免引起电路震荡。

请参阅图4所示，本实用新型电源供应器的波德图，虚线可以表示频率与增益之间的变化，实线表示频率与相位之间的变化。可看出其增益为0的时候，其频率落在104Hz左右的位置，此时的相位角度为80度，也就是说增益为0时，其相位角度落为80度，与电源供应器预设相位(76度)相比，其相位非常接近，可以得知该线性稳压电路11产生的高频信号通过该旁路电路14导入该反馈控制电路13，以避免高频信号通过线路电感抗L1、L2及负载电容C3后，进入该反馈控制电路13产生的电路震荡；及使用该阻隔电路15以隔绝负载20产生的高频信号进入该反馈控制电路13，能够有效避免电路震荡所引起的相位偏移问题。

请继续参阅图1所示，其中该线性稳压电路11还包含一电压源113、一控制晶体管114及一第一电容C1，该电压源113的一端连接该第二电力输出端112，另一端连接该控制晶体管114的漏极，该控制晶体管114的栅极连接该反馈控制电路13的该输出端133、源极连接该第一电力输出端111，该控制晶体管114的栅极根据该输出端133的电压准位，调整漏极至源极的电流，以调整电源供应器10的输出电压；其中，该第一电容C1为滤波电容，其两端分别连接该第一电力输出端111及该第二电力输出端112，其功能为将脉动的直流电力转换为较平稳的直流电力，以提供给该负载20使用。

该反馈控制电路13包含了一差动放大器电路134及一误差放大器电路135，该差动放大器电路134由一第一放大器136、一第一电阻R1、一第二电阻R2、一第三电阻R3及一第四电阻R4组成，该第一放大器136具有一第一正相输入端、一第一反相输入端及一第一放大输出端，该第一正相输入端连接该第一电阻R1及该第一电阻R2，其中该第一电阻R1另一端连接该第二电压检测端122、该第二电阻R2另一端连接一接地位准；该第一反相输入端连接该第三电阻R3及该第四电阻R4，该第三电阻R3另一端连接该第一放大输出端，该第四电阻R4另一端连接该第一电压检测端121。

由该第二电压检测端122及第一电压检测端121提供的电压状态，分别经由该第一正相输入端与第一反相输入端进入至该第一放大器136，该第一放大器136放大其两输入端之间的电压差后，由该第一放大输出端提供给该误差放大器电路135。

该误差放大器电路135由一第二放大器137、一基准电压源138、一第五电阻R5、一第六电阻R6、一第七电阻R7及一第二电容C2组成，该第二放大器137具有一第二正相输入端、一第二反相输入端及一第二放大输出端，该第二放大输出端连接该反馈控制电路13的该输出端133，该第二正相输入端连接该第五电阻R5及该第六电阻R6，该电阻R6另一端连接该基准电压源138，该第五电阻R5另一端连接该第一放大输出端。

将该第一放大器136输出的电压及该基准电压源138提供的基准电压，输入该第二放大器137的第二正相输入端，并由该输出端133输出一控制电压，该控制电压经过一第八电阻R8输入至该控制晶体管114的栅极，该控制晶体管114利用该控制电压来调整该线性稳压电路11的输出电力。

其中，该第二反相输入端连接该第七电阻R7及该第二电容C2，该第七电阻R7另一端连接接地位准，该第二电容C2另一端连接该第二放大输出端，该第七电阻R7及该第二电容C2其功能为调整反馈控制电路13的频宽及相位。

综上所述，本实用新型使用一旁路电路避免线性稳压电路产生的高频信号通过负载发生共振而发生振荡；并使用一阻隔电路隔绝由第一检测端及第二检测端进入的高频信号，由以上结构可避免电路震荡问题，其内部结构经本新型内容揭露，以明确说明且可具体实施，实乃具备了申请专利的要件。其中，本实用新型所述的内容仅作为较佳实施例的说明，并不以此为限定本实用新型欲保护的范围，任何局部更改、变动的结构，仍为本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种电源供应器，其特征在于，所述电源供应器包含：

一线性稳压电路，具有一第一电力输出端、一第二电力输出端，该第一电力输出端、该第二电力输出端供连接至一负载；

一第一电压检测端及一第二电压检测端，供连接至该负载；

一反馈控制电路，具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端，该第一输入端及该第二输入端分别连接该第一电压检测端及该第二电压检测端，该输出端连接该线性稳压电路；

一旁路电路，连接于该第一电力输出端、第二电力输出端及该反馈控制电路的第一输入端、第二输入端之间；以及

一阻隔电路，连接于该第一电压检测端、第二电压检测端及该反馈控制电路的第一输入端与第二输入端之间；

其中，该线性稳压电路所产生的高频信号可经由该旁路电路导入至该反馈控制电路；该阻隔电路可阻隔由该第一电压检测端及该第二电压检测端进入的高频信号。

2.如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，该旁路电路还包含一第一旁路电容及一第二旁路电容，该第一旁路电容连接于该第一电力输出端及该第一输入端之间；该第二旁路电容连接于该第二电力输出端及该第二输入端之间。

3.如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，该阻隔电路还包含一第一阻隔电阻及一第二阻隔电阻，该第一阻隔电阻连接于该第一电压检测端及该第一输入端之间；该第二阻隔电阻连接于该第二电压检测端及该第二输入端之间。

4.如权利要求1至3任一所述的电源供应器，其特征在于，该反馈控制电路包含一差动放大器电路及一误差放大器电路，该差动放大电路两输入端分别连接该反馈控制电路的该第一输入端及该第二输入端，该误差放大电路的输出端连接该反馈控制电路的输出端。

5.如权利要求4所述的电源供应器，其特征在于，该线性稳压电路还包含一电压源及一控制晶体管，该电压源一端连接该第二电力输出端，另一端连接该控制晶体管的漏极，该控制晶体管源极连接该第一电力输出端，其栅极连接该反馈控制电路的输出端。

6.如权利要求5所述的电源供应器，其特征在于，该线性稳压电路还包含一滤波电容，该滤波电容其两端分别连接于该第一电力输出端及该第二电力输出端。