CN205039695U - 一种电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电源电子电路技术领域，特别是涉及一种具有去纹波功能的电源电路，用于减小电源供电电路中的纹波。它包括依次连接的电磁干扰滤波电路、整流滤波电路、恒流电路和去纹波电路，去纹波电路包括纹波消除芯片、NMOS管QS1和共模电感T2，纹波消除芯片的Vs端与NMOS管QS1的源极连接，纹波消除芯片的Vlmt端通过电阻RS5与NMOS管QS1的漏极连接，NMOS管QS1的漏极连接于共模电感T2的第二线圈输入端，共模电感T2的第一线圈输入端与恒流电路的输出端正极连接，共模电感T2的第一线圈输出端和第二线圈输出端分别为去纹波电路输出端的正极、负极。

Description

一种电源电路

技术领域

本实用新型属于电源电子电路技术领域，特别是涉及一种具有去纹波功能的电源电路，用于减小电源供电电路中的纹波。

背景技术

纹波是附着于直流电平之上的包含周期性与随机性成分的杂波信号，指在额定输出电压、电流的情况下，输出电压中的交流电压的峰值。狭义上的纹波电压，是指输出直流电压中含有的工频交流成分。如图1所示，纹波用示波器可以看到，在直流电压上下轻微波动，就像水平面上波动的水纹一样，所以被称为纹波。

直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳定电源中多少带有一些交流成份，这种叠加在直流稳定电源上的交流成分就称之为纹波。纹波是一种复杂的杂波信号，它是围绕输出直流电压上下来回波动的周期性信号，但周期和振幅不是定值，随时间而变，不同电源的纹波波形不一样。

纹波的害处：

1、容易在用电器上产生谐波，而谐波会产生较多的危害；

2、降低了电源的效率；

3、较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电器；

4、会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作；

5、会带来噪音干扰，使图像设备、音响设备不能正常工作。

实用新型内容

针对现有技术由交流电源转换而来的直流电源中存在纹波，不仅降低了电源效率，对于使用该直流电源的负载也会造成一定程度的损害。本实用新型提出了一种电源电路，有效去除直流电源中的纹波。

本实用新型采用如下技术方案：

一种电源电路，它包括依次连接的电磁干扰滤波电路、整流滤波电路、恒流电路和去纹波电路，去纹波电路包括纹波消除芯片、NMOS管QS1和共模电感T2，纹波消除芯片的Vin端通过电阻RS连接于恒流电路的输出端正极，纹波消除芯片的GND端接恒流电路的输出端负极，纹波消除芯片的Vc端通过并联的电阻RS3和电容CS1连接于恒流电路的输出端负极，纹波消除芯片的Vg端与NMOS管QS1的栅极连接，NMOS管QS1的源极通过电阻RS4接恒流电路的输出端负极，纹波消除芯片的Vs端与NMOS管QS1的源极连接，纹波消除芯片的Vlmt端通过电阻RS5与NMOS管QS1的漏极连接，NMOS管QS1的漏极连接于共模电感T2的第二线圈输入端，共模电感T2的第一线圈输入端与恒流电路的输出端正极连接，共模电感T2的第一线圈输出端和第二线圈输出端分别为去纹波电路输出端的正极、负极。

进一步的，纹波消除芯片的Vin端还串接一电容CS2后接于恒流电路的输出端负极。

更进一步的，纹波消除芯片的型号为JW1221。

进一步的，电磁干扰滤波电路包括压敏电阻RV1、共模电感T1、共模电感LD1和电容CX1、电容CX2，共模电感T1的第一线圈输入端接市电的输出端正极，共模电感T1的第二线圈输入端接市电的输出端负极，共模电感T1和共模电感LD1串联，压敏电阻RV1并联在共模电感T1输入端，电容CX1和电容CX2分别并联在共模电感LD1的输入端和输出端，共模电感LD1的输出端作为电磁干扰滤波电路的输出端。

进一步的，整流滤波电路包括桥式整流电路BR、电感LX1、电容C1A、电容C1B和电阻RX3，电磁干扰滤波电路的输出端依次并联桥式整流电路BR和电容C1A，电感LX1和电阻RX3并联后一端接桥式整流电路BR的输出端正极，另一端作为整流滤波电路的输出端正极；桥式整流电路BR的输出端负极作为整流滤波电路的输出端负极，电容C1B并联在整流滤波电路输出端的两端。

进一步的，恒流电路包括驱动芯片、场效应管Q1、滑动可调电感L3、二极管D2、二极管D3、电阻R1、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R4、电阻R10、电容C5、电容C3和电容C8，整流滤波电路的输出端正极经电阻R1接驱动芯片的VDD端，驱动芯片的DS端依次经电阻R5、二极管D3、电阻R7与驱动芯片的VDD端连接，驱动芯片的VDD端经电容C5、DS端经电阻R6、COM端经电容C3、CS端经电阻R4都与GND端连接；场效应管的栅极、漏极和源极分别接驱动芯片的DR端、恒流电路的输入端正极和驱动芯片的CS端；滑动可调电感L3的一端接驱动芯片的GND端，另一端作为恒流电路的输出端正极，滑动可调电感L3的可调端接与二极管D3和电阻R5的连接点；整流滤波电路的输出端负极作为恒流电路的输出端负极，二极管D2负极和正极分别连接于驱动芯片的CS端和恒流电路的输出端负极，在恒流电路的输出端并联有电容C8和电阻R10。

更进一步的，恒流电路还包括电容C6、电容C4、二极管D9、电阻R16和电阻R9，电容C6串接在驱动芯片的DS端和GND端，电容C4串接在驱动芯片的CS端和整流滤波电路的输出端负极；驱动芯片的DR端经电阻R16、电阻R9接场效应管Q1的栅极，二极管D9并联在电阻R16两端。

更进一步的，驱动芯片的型号为MT7830。

本实用新型采用纹波消除芯片消除负载电源中的纹波，在负载输入端接变压器，和纹波消除芯片一起构成去纹波电路，去纹波效果更好。

附图说明

图1是示波器观察的纹波信号波形；

图2是电源电路的原理图；

图3是全桥整流电路。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

参阅图2至图3所示，本实用新型优选一实施例的电源电路，它包括依次连接的电磁干扰滤波电路100、整流滤波电路200、恒流电路300和去纹波电路400，去纹波电路400的输出端连接负载。

参阅图2所示，电磁干扰滤波（ElectromagneticInterferenceFilters，简称EMI滤波）电路100包括压敏电阻RV1、共模电感T1、共模电感LD1、电容CX1、电容CX2和电阻RX1、电阻RX2，共模电感T1的第一线圈输入端接市电的输出端正极，共模电感T1的第二线圈输入端接市电的输出端负极，共模电感T1和共模电感LD1串联，压敏电阻RV1并联在共模电感T1输入端，电阻RX1和电阻RX2串联后并联在共模电感LD1的输入端。电容CX1和电容CX2分别并联在共模电感LD1的输入端和输出端，共模电感LD1的输出端作为电磁干扰滤波电路100的输出端。

为了保护电路，在市电的输出端正极串接了熔断器F1。

整流滤波电路200包括桥式整流电路BR、电感LX1、电容C1A、电容C1B和电阻RX3，电磁干扰滤波电路100的输出端依次并联桥式整流电路BR和电容C1A，电感LX1和电阻RX3并联后一端接桥式整流电路BR的输出端正极，另一端作为整流滤波电路200的输出端正极；桥式整流电路BR的输出端负极作为整流滤波电路200的输出端负极，电容C1B并联在整流滤波电路200输出端的两端。该实施例的桥式整流电路BR的结构图如图3所示。

恒流电路300包括驱动芯片U1、场效应管Q1、滑动可调电感L3、二极管D2、二极管D3、电阻R1、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R4、电阻R10、电容C5、电容C3、电容C8、电容C6、电容C4、二极管D9、电阻R16和电阻R9。整流滤波电路200的输出端正极经电阻R1接驱动芯片U1的VDD端，驱动芯片U1的DS端依次经电阻R5、二极管D3、电阻R7与驱动芯片U1的VDD端连接，驱动芯片U1的VDD端经电容C5、DS端经电阻R6、COM端经电容C3、CS端经电阻R4都与GND端连接；场效应管的栅极、漏极和源极分别接驱动芯片U1的DR端、恒流电路300的输入端正极和驱动芯片U1的CS端；滑动可调电感L3的一端接驱动芯片U1的GND端，另一端作为恒流电路300的输出端正极，滑动可调电感L3的可调端接与二极管D3和电阻R5的连接点；整流滤波电路200的输出端负极作为恒流电路300的输出端负极，二极管D2负极和正极分别连接于驱动芯片U1的CS端和恒流电路300的输出端负极，在恒流电路300的输出端并联有电容C8和电阻R10。电容C6串接在驱动芯片U1的DS端和GND端，电容C4串接在驱动芯片U1的CS端和整流滤波电路200的输出端负极；驱动芯片U1的DR端经电阻R16、电阻R9接场效应管Q1的栅极，二极管D9并联在电阻R16两端。

该实施例的驱动芯片U1型号为MT7830，MT7830是一款高功率因数、非隔离LED驱动芯片U1。本领域的技术人员可知，还可采用其他型号的驱动芯片U1实现相同的功能。

去纹波电路400包括纹波消除芯片U2、NMOS管QS1和共模电感T2，纹波消除芯片U2的Vin端通过电阻RS连接于恒流电路300的输出端正极，纹波消除芯片U2的GND端接恒流电路300的输出端负极，纹波消除芯片U2的Vc端通过并联的电阻RS3和电容CS1连接于恒流电路300的输出端负极，纹波消除芯片U2的Vg端与NMOS管QS1的栅极连接，NMOS管QS1的源极通过电阻RS4接恒流电路300的输出端负极，纹波消除芯片U2的Vs端与NMOS管QS1的源极连接，纹波消除芯片U2的Vlmt端通过电阻RS5与NMOS管QS1的漏极连接，NMOS管QS1的漏极连接于共模电感T2的第二线圈输入端，共模电感T2的第一线圈输入端与恒流电路300的输出端正极连接，共模电感T2的第一线圈输出端和第二线圈输出端分别为去纹波电路400输出端的正极、负极。纹波消除芯片U2的Vin端还串接一电容CS2后接于恒流电路300的输出端负极。

该实施例采用的纹波消除芯片U2的型号为JW1221。本领域技术人员可知，还可采用其他具有相同功能的纹波消除芯片U2，如JW1210。

该实施例的EMI滤波电路输入端接市电，熔断器F1为后续电路故障提供熔断保护，压敏电阻RV1提供过压浪涌保护。其中共模电感T2为高频滤波器，电容CX1、电容CX2和共模电感LD1组成低频滤波器。该电路用于对市电输出的交流电进行滤波。

整流滤波电路200的桥式整流电路BR将工频市电整流滤波为半波直流电，电容C1A、电感LX1和电容C1B构成π型滤波电路，为后续的恒流电路300提供工作电源，电阻RX3为电感LX1的泄放电阻。

恒流电路300中电阻R1和电容C5提供驱动芯片U1的启动电压，在上电启动过程中，驱动芯片U1的VDD端电容C5通过启动电阻R1充电。当驱动芯片U1的VDD端电压达到18V时，内部控制电路开始工作。此时，驱动芯片U1的COM端被电容C3预充电，完成对驱动芯片U1内部控制回路的建立。一旦驱动芯片U1的COM端电压达到1.4V，整个系统开始正常工作。当驱动芯片U1的VDD端电压下降到9V时，系统进入欠压保护状态，这时DS端的PWM脉冲被关闭，并且COM端电压被放电到0V。二极管D3和电阻R7提供驱动芯片U1的工作电压，电阻R5、电阻R6和电容C6为过压保护设置电阻，驱动芯片U1的DS端通过电阻分压网络检测滑动可调电感L3的电压，通过驱动芯片U1控制设定输出电压。电阻R16、二极管D9和电阻R9为场效应管Q1驱动限流保护电路，电阻R4为驱动芯片U1的CS脚提供取样检测，通过检测滑动可调电感L3的电流精确地调节恒流电路300的输出电流。电容C8为滤波电容,滑动可调电感L3为续流电感，二极管D2为续流二极管，电阻R10为滤波电容放电电阻，为负载提供恒定工作电流。

去纹波电路400中电阻RS1和电容CS2组成VCC供电电路，为纹波消除芯片U2的Vin端提供工作电压。纹波消除芯片U2的Vg端通过电阻RS4检测负载的纹波电流，通过纹波消除芯片U2的内部检测电路和补偿电路判断纹波电流，若纹波电流过大时，通过纹波消除芯片U2的内部环路控制NMOS管QS1，将纹波电流转化为NMOS管QS1漏极的纹波电压，来消除LED纹波电流，减少工频频闪。纹波消除芯片U2的Vs端通过对电阻RS4取样和内部基准比较后，控制NMOS管QS1调节输出电流，电阻RS3和电容CS1为纹波消除芯片U2工作环路补偿元件。通过检测电阻RS5确定是否短路，若短路，纹波消除芯片U2将通过Vg端关闭NMOS管QS1，知道系统重新启动，有效地保护了电路。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种电源电路，它包括依次连接的电磁干扰滤波电路、整流滤波电路、恒流电路和电源电路，其特征在于：所述电源电路包括纹波消除芯片、NMOS管QS1和共模电感T2，所述纹波消除芯片的Vin端通过电阻RS连接于所述恒流电路的输出端正极，纹波消除芯片的GND端接所述恒流电路的输出端负极，纹波消除芯片的Vc端通过并联的电阻RS3和电容CS1连接于所述恒流电路的输出端负极，纹波消除芯片的Vg端与NMOS管QS1的栅极连接，NMOS管QS1的源极通过电阻RS4接所述恒流电路的输出端负极，纹波消除芯片的Vs端与NMOS管QS1的源极连接，纹波消除芯片的Vlmt端通过电阻RS5与NMOS管QS1的漏极连接，NMOS管QS1的漏极连接于共模电感T2的第二线圈输入端，共模电感T2的第一线圈输入端与所述恒流电路的输出端正极连接，共模电感T2的第一线圈输出端和第二线圈输出端分别为电源电路输出端的正极、负极。

2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述纹波消除芯片的Vin端还串接一电容CS2后接于所述恒流电路的输出端负极。

3.如权利要求1或2所述的电源电路，其特征在于：所述纹波消除芯片的型号为JW1221。

4.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述电磁干扰滤波电路包括压敏电阻RV1、共模电感T1、共模电感LD1和电容CX1、电容CX2，共模电感T1的第一线圈输入端接市电的输出端正极，共模电感T1的第二线圈输入端接市电的输出端负极，共模电感T1和共模电感LD1串联，压敏电阻RV1并联在共模电感T1输入端，电容CX1和电容CX2分别并联在共模电感LD1的输入端和输出端，共模电感LD1的输出端作为电磁干扰滤波电路的输出端。

5.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述整流滤波电路包括桥式整流电路BR、电感LX1、电容C1A、电容C1B和电阻RX3，电磁干扰滤波电路的输出端依次并联桥式整流电路BR和电容C1A，电感LX1和电阻RX3并联后一端接桥式整流电路BR的输出端正极，另一端作为整流滤波电路的输出端正极；桥式整流电路BR的输出端负极作为整流滤波电路的输出端负极，电容C1B并联在整流滤波电路输出端的两端。

6.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于：所述恒流电路包括驱动芯片、场效应管Q1、滑动可调电感L3、二极管D2、二极管D3、电阻R1、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R4、电阻R10、电容C5、电容C3和电容C8，所述整流滤波电路的输出端正极经电阻R1接驱动芯片的VDD端，驱动芯片的DS端依次经电阻R5、二极管D3、电阻R7与驱动芯片的VDD端连接，驱动芯片的VDD端经电容C5、DS端经电阻R6、COM端经电容C3、CS端经电阻R4都与GND端连接；场效应管的栅极、漏极和源极分别接驱动芯片的DR端、恒流电路的输入端正极和驱动芯片的CS端；滑动可调电感L3的一端接驱动芯片的GND端，另一端作为恒流电路的输出端正极，滑动可调电感L3的可调端接与二极管D3和电阻R5的连接点；整流滤波电路的输出端负极作为恒流电路的输出端负极，二极管D2负极和正极分别连接于驱动芯片的CS端和恒流电路的输出端负极，在恒流电路的输出端并联有电容C8和电阻R10。

7.如权利要求6所述的电源电路，其特征在于：所述恒流电路还包括电容C6、电容C4、二极管D9、电阻R16和电阻R9，所述电容C6串接在驱动芯片的DS端和GND端，电容C4串接在驱动芯片的CS端和所述整流滤波电路的输出端负极；驱动芯片的DR端经电阻R16、电阻R9接场效应管Q1的栅极，二极管D9并联在电阻R16两端。

8.如权利要求6或7所述的电源电路，其特征在于：所述驱动芯片的型号为MT7830。