CN214205344U - 母线电源电路和电源供电电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种母线电源电路和电源供电电路。其中，该母线电源电路包括：DC‑DC电源模块、反激开关模块、第一LDO电源模块和第二LDO电源模块，反激开关模块包括第一输出端和第二输出端；其中，DC‑DC电源模块通过反激开关模块的第一输出端与第一LDO电源模块连接，DC‑DC电源模块通过反激开关模块的第二输出端与第二LDO电源模块连接；反激开关模块用于将DC‑DC电源模块的输出电压转换为浮动输出电压。通过本申请，解决相关技术中因电源之间的相互干扰，而导致电源噪声高的问题，降低了电源的噪声。

Description

母线电源电路和电源供电电路

技术领域

本申请涉及集成电路领域，特别是涉及母线电源电路和电源供电电路。

背景技术

目前国内集成电路行业处在爆发性发展中，对功率集成器件的应用场合越来越广以及需求量也越来越多。而对功率集成电路测试的要求也越来越高。其中，功率集成电路测试供电的电压对稳定性与精度要求较高，测试机内部芯片供电电源种类较多，因此对于测试机内部的供电电源需要具有多电源，高电源效率，低功耗，低纹波等特点。以前的功率器件种类较少，测试机板卡较简单，对控制芯片的供电电源要求较低，电源之间的相互干扰相对较低，但是目前电源芯片供电电源的种类越来越多，板卡内部功耗越来越高，电源之间的相互干扰也更加明显，对于原理图设计和PCB布板有了更高的要求。

目前针对相关技术中因电源之间的相互干扰，而导致电源噪声高的问题，尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种母线电源电路和电源供电电路，以至少解决相关技术中因电源之间的相互干扰，而导致电源噪声高的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种母线电源电路，所述母线电源电路包括：DC-DC电源模块、反激开关模块、第一LDO电源模块和第二LDO电源模块，所述反激开关模块包括第一输出端和第二输出端；其中，所述DC-DC电源模块通过所述反激开关模块的第一输出端与所述第一LDO电源模块连接，所述DC-DC电源模块通过所述反激开关模块的第二输出端与所述第二LDO电源模块连接；所述反激开关模块用于将所述DC-DC电源模块的输出电压转换为浮动输出电压。

在其中一些实施例中，所述反激开关模块包括：第一隔离变压器和第二隔离变压器；其中，所述第一隔离变压器连接于所述DC-DC电源模块和所述第一LDO电源模块之间，所述第二隔离变压器连接于所述DC-DC电源模块和所述第二LDO电源模块之间；所述第一隔离变压器的输出端为所述反激开关模块的第一输出端，所述第二隔离变压器的输出端为所述反激开关模块的第二输出端。

在其中一些实施例中，所述反激开关模块还包括：反激开关控制单元，所述DC-DC电源模块通过所述反激开关控制单元分别连接于所述第一隔离变压器和所述第二隔离变压器。

在其中一些实施例中，所述母线电源电路还包括：第一滤波单元和第二滤波单元，所述第一滤波单元连接于所述反激开关模块的第一输出端和所述第一LDO电源模块之间，所述第二滤波单元连接于所述反激开关模块的第二输出端和所述第二LDO电源模块之间。

在其中一些实施例中，所述第一滤波单元和所述第二滤波单元均包括：π型滤波子单元。

在其中一些实施例中，所述π型滤波子单元包括：第一电阻、第二电阻和瓷片电容，其中，所述第一电阻、所述第二电阻和所述瓷片电容构成一个闭环电路。

在其中一些实施例中，所述母线电源电路还包括：PG信号监控模块，所述PG信号监控模块分别连接于所述第一LDO电源模块和所述第二LDO电源模块。

在其中一些实施例中，所述DC-DC电源模块包括：48VDC-DC电源。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电源供电电路，所述电源供电电路包括如第一方面所述的母线电源电路。

在其中一些实施例中，所述电源供电电路还包括：控制模块和上电时序存储模块，所述上电时序存储模块连接于所述控制模块，所述控制模块分别连接于所述第一LDO电源模块和所述第二LDO电源模块；其中，

所述上电时序存储模块，用于存储所述第一LDO电源模块和所述第二LDO电源模块的上电时序；

所述控制模块，用于根据所述上电时序，控制所述第一LDO电源模块和所述第二LDO电源模块的上电时间。

相比于相关技术，本申请实施例提供的母线电源电路和电源供电电路，通过在母线电源电路中设置DC-DC电源模块、反激开关模块、第一LDO电源模块和第二LDO电源模块，反激开关模块包括第一输出端和第二输出端；其中，DC-DC电源模块通过反激开关模块的第一输出端与第一LDO电源模块连接，DC-DC电源模块通过反激开关模块的第二输出端与第二LDO电源模块连接；反激开关模块用于将DC-DC电源模块的输出电压转换为浮动输出电压的方式，解决相关技术中因电源之间的相互干扰，而导致电源噪声高的问题，降低了电源的噪声。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的母线电源电路的结构框图；

图2是相关技术中母线集成电路测试供电板卡的母线供电电路的结构框图；

图3是根据本申请优选实施例的母线电源电路的结构框图；

图4是根据本申请优选实施例中的反激开关模块的结构示意图一；

图5是根据本申请优选实施例中的反激开关模块的结构示意图二；

图6是根据本申请实施例中电源供电电路供电的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本实施例提供了一种母线电源电路，图1是根据本申请实施例的母线电源电路的结构框图，如图1所示，该母线电源电路包括：DC-DC电源模块、反激开关模块、第一LDO电源模块和第二LDO电源模块，反激开关模块包括第一输出端和第二输出端；其中，DC-DC电源模块通过反激开关模块的第一输出端与第一LDO电源模块连接，DC-DC电源模块通过反激开关模块的第二输出端与第二LDO电源模块连接；反激开关模块用于将DC-DC电源模块的输出电压转换为浮动输出电压。

在本实施例中，DC-DC电源模块通过反激开关模块的第一输出端与第一LDO电源模块连接，DC-DC电源模块通过反激开关模块的第二输出端与第二LDO电源模块连接，通过反激开关模块来将DC-DC电源模块、第一LDO电源模块和第二LDO电源模块进行隔离，减少了电源之间的相互干扰，解决相关技术中因电源之间的相互干扰，而导致电源噪声高的问题，降低了电源的噪声。

图2是相关技术中母线集成电路测试供电板卡的母线供电电路的结构框图，通过采用高频大功率交流电源作为一级电源转换的方式，来实现对母线集成电路测试供电板卡的供电。但是在研究过程中，使用高频大功率交流电源会造成电源噪声较高，进而导致母线集成电路测试供电板卡的输出性能降低，同时高频大功率交流电源的体积也比较大。

为了解决上述问题，相比于相关技术中采用高频大功率交流电源作为一级电源转换的方式，在本实施例中，通过使用DC-DC电源模块作为一级电源转换的方式，可以降低电源的输入噪声，提高电源的转换效率；同时相比使用高频大功率交流电源，本申请实施例中通过使用DC-DC电源模块还使得了电源的体积变小，降低了母线集成电路测试供电板卡的设计要求以及设计成本。

在本实施例中，通过将低纹波的第一LDO电源模块和低纹波的第二LDO电源模块作为二级电源转换，以及将第一LDO电源模块和第二LDO电源模块输出的电压作为母线直流电源最终输出电压的方式，还可以使得母线电源电路达到低纹波的有益效果。

在其中一些实施例中，反激开关模块包括：第一隔离变压器和第二隔离变压器；其中，第一隔离变压器连接于DC-DC电源模块和第一LDO电源模块之间，第二隔离变压器连接于DC-DC电源模块和第二LDO电源模块之间；第一隔离变压器的输出端为反激开关模块的第一输出端，第二隔离变压器的输出端为反激开关模块的第二输出端。

在本实施例中，通过在反激开关模块中设置第一隔离变压器和第二隔离变压器，并由第一隔离变压器连接于DC-DC电源模块和第一LDO电源模块之间，第二隔离变压器连接于DC-DC电源模块和第二LDO电源模块之间的方式，实现了对DC-DC电源模块、第一LDO电源模块和第二LDO电源模块的隔离，减少了电源之间的相互干扰，解决相关技术中因电源之间的相互干扰，而导致电源噪声高的问题，降低了电源的噪声。

在其中一些实施例中，反激开关模块还包括：反激开关控制单元，DC-DC电源模块通过反激开关控制单元分别连接于第一隔离变压器和第二隔离变压器。

在本实施例中，可以通过反激开关控制单元(Flyback Controller)来控制第一隔离变压器和第二隔离变压器的输出，以提高第一隔离变压器和第二隔离变压器的电压输出的准确性。

需要说明的是，本实施例中的反激开关控制单元可以是直流反激开关控制单元。

在实际应用中，可以将反激开关模块隔离出来做一个单独的板卡，以减少隔离变压器在PCB大板中的干扰，进一步达到降低电源的噪声的有益效果。

因反激开关模块输出的纹波可能会存在偏大的问题，因此，在其中一些实施例中，母线电源电路还可以包括：第一滤波单元和第二滤波单元，第一滤波单元连接于反激开关模块的第一输出端和第一LDO电源模块之间，第二滤波单元连接于反激开关模块的第二输出端和第二LDO电源模块之间。

通过在反激开关模块的第一输出端上设置第一滤波单元，以及在反激开关模块的第二输出端上设置第二滤波单元的方式，可以降低反激开关模块输出的浮动电压的波纹。

在其中一些实施例中，第一滤波单元和第二滤波单元均可以包括：π型滤波子单元。通过设置π型滤波子单元可以是对反激开关模块输出的浮动电压的滤波，进而达到降低反激开关模块输出的浮动电压的波纹的有益效果。

在其中一些实施例中，π型滤波子单元包括：第一电阻、第二电阻和瓷片电容，其中，第一电阻、第二电阻和瓷片电容构成一个闭环电路。

在本实施例中，通过上述的π型滤波子单元的设置，可以使得π型滤波子单元的输入和输出都呈低阻抗，以达到降低反激开关模块输出的浮动电压的波纹的有益效果。

在本实施例中，通过使用等效串联电阻更小的瓷片电容，可以使得π型滤波子单元的滤波稳定，绝缘性好，以及耐高压。

需要说明的是，在一些实施例中，第一滤波单元和第二滤波单元也均可以包括：L型滤波子单元或其他能够实现滤波的滤波单元。

在其中一些实施例中，母线电源电路还包括：PG信号监控模块，PG信号监控模块分别连接于第一LDO电源模块和第二LDO电源模块。

在本实施例中，通过设置PG信号监控模块的方式，来实现对第一LDO电模块和第二LDO电源模块的监测，并用于在第一LDO电模块和第二LDO电源模块异常时进行报警，以提醒用户及时对第一LDO电模块和第二LDO电源模块进行维护；或者，直接关断第一LDO电源模块和第二LDO电源模块以达到对电源模块的保护。

在其中一些实施例中，DC-DC电源模块包括：48VDC-DC电源。在本实施例中，通过使用常规的48V的直流母线电压转换为低噪声的隔离供电系统，以及通过反激开关实现多电源浮动输出供电架构的方式，避免电源之间的相互干扰，同时解决了相关技术中使用高频大功率交流电源带来的高噪声、高成本以及交流电源体积大的问题。

下面结合附图和优选的实施例来进行描述和说明。

图3是根据本申请优选实施例的母线电源电路的结构框图，该母线电源电路为48V输入转±105V、±30V以及+29V的电源架构，如图3所示，该母线电源电路包括：48V DC-DC电源模块、反激开关模块、四个电压转换参数不同的LDO电源模块，其中，48V转±117V和±31V电路为通过由隔离变压器组成的反激开关模块进行四路电源浮动输出得到的，通过该方式，可以减少电源间相互干扰，同时因反激开关模块中使用隔离变压器，在PCB大板设计时可以将反激开关模块隔离出来做成一块单独板卡，以达到减少隔离变压器在大板PCB大板中干扰。同时因反激开关模块输出的电压纹波可能会很大，因此在母线电源电路结构上可以使用π型滤波单元，将滤波电容尽量靠近电源芯片管脚，使用等效串联电阻(ESR)更小的瓷片电容，之后再通过LDO电源模块再进一步减小纹波，同时在实际设计中还可以通过PCB板的布局，利用地平面吸收，减弱反激开关模块中开关频率带来的影响。其中，经过LDO电源模块输出的±105V、±30V以及+29V作为功放电路的电源。

图4是根据本申请优选实施例中的反激开关模块的结构示意图一，如图4所示，该反激开关模块包括：反激开关控制单元(Flyback Controller)和隔离变压器，在本实施例中，DC48V代表48VDC-DC电源模块输入的电压值，通过反激开关控制单元和隔离变压器，生成对应的±117V的电压，该输出电压值可以根据用户的实际需要进行设定。

以经过隔离变压器生成+117V+和+117V-为例来进行说明，在本实施例中，+117V+和+117V-代表隔离变压器的两端输出的电压差值为+117V。

图5是根据本申请优选实施例中的反激开关模块的结构示意图二，如图5所示，该反激开关模块包括：反激开关控制单元(Flyback Controller)和隔离变压器，在本实施例中，DC48V代表48VDC-DC电源模块输入的电压值，通过反激开关控制单元和隔离变压器，生成对应的±31V的电压，该输出电压值可以根据用户的实际需要进行设定。

以经过隔离变压器生成+31V+和+31V-为例来进行说明，在本实施例中，+31V+和+31V-代表隔离变压器的两端输出的电压差值为+31V。

本申请实施例还提供了一种电源供电电路，电源供电电路包括上述实施例中的母线电源电路。

在本实施例中，通过在电源供电电路中设置上述实施例中的母线电源电路的方式，减少了电源供电电路中的电源之间的相互干扰，解决相关技术中因电源之间的相互干扰，而导致电源噪声高的问题，降低了电源的噪声。

在其中一些实施例中，电源供电电路还包括：控制模块和上电时序存储模块，上电时序存储模块连接于控制模块，控制模块分别连接于第一LDO电源模块和第二LDO电源模块；其中，上电时序存储模块，用于存储第一LDO电源模块和第二LDO电源模块的上电时序；控制模块，用于根据上电时序，控制第一LDO电源模块和第二LDO电源模块的上电时间。

在本实施例中，通过设置控制模块和上电时序存储模块，并通过控制模块根据上电时序，控制第一LDO电源模块和第二LDO电源模块的上电时间的方式，避免同时上电用户存在误操作，而造成对电路供电电路的损坏问题，实现了对电源供电电路的保护。

在一些实施例中，还可以通过PG信号监控模块来实现对第一LDO电源模块和第二LDO电源模块的上电监控，用来加强第一LDO电源模块和第二LDO电源模的上电时间的监控，进而保证电源供电电路的上电的可靠性。

下面结合附图和优选的实施例来进行描述和说明。

图6是根据本申请实施例中电源供电电路供电的结构示意图，如图6所示，图像中的+29V可以是图3中通过LDO电源模块生成的，然后再通过DCDC电源模块转换成+3.3V电源，以及通过DCDC电源模块和LDO电源模块生成±15V、+5V以及+5.5V的电源作为PCB板的内部元器件的供电电源。在本实施例中，还可以使用上电时序存储模块(图6中未示出)和PG信号监控模块对内部元器件的供电电源的监控以及上电时序的控制。例如可以在上电时序存储模块中设置先对+5V和+5.5V上电，保证FPGA和内部的部分元器件优先供电，之后给±15V再上电，完成对PCB板卡内部元器件的电源供电。PG信号监控模块可以用于监控内部元器件的供电电源输出是否异常，并在异常时及时关断电源并报警。

需要说明的是，图6中的DCDC代表通过DC-DC电源模块进行转换，LDO代表通过LDO电源模块进行转换。

本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请实施例范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种母线电源电路，其特征在于，所述母线电源电路包括：DC-DC电源模块、反激开关模块、第一LDO电源模块和第二LDO电源模块，所述反激开关模块包括第一输出端和第二输出端；其中，所述DC-DC电源模块通过所述反激开关模块的第一输出端与所述第一LDO电源模块连接，所述DC-DC电源模块通过所述反激开关模块的第二输出端与所述第二LDO电源模块连接；所述反激开关模块用于将所述DC-DC电源模块的输出电压转换为浮动输出电压。

2.根据权利要求1所述的母线电源电路，其特征在于，所述反激开关模块包括：第一隔离变压器和第二隔离变压器；其中，所述第一隔离变压器连接于所述DC-DC电源模块和所述第一LDO电源模块之间，所述第二隔离变压器连接于所述DC-DC电源模块和所述第二LDO电源模块之间；所述第一隔离变压器的输出端为所述反激开关模块的第一输出端，所述第二隔离变压器的输出端为所述反激开关模块的第二输出端。

3.根据权利要求2所述的母线电源电路，其特征在于，所述反激开关模块还包括：反激开关控制单元，所述DC-DC电源模块通过所述反激开关控制单元分别连接于所述第一隔离变压器和所述第二隔离变压器。

4.根据权利要求1所述的母线电源电路，其特征在于，所述母线电源电路还包括：第一滤波单元和第二滤波单元，所述第一滤波单元连接于所述反激开关模块的第一输出端和所述第一LDO电源模块之间，所述第二滤波单元连接于所述反激开关模块的第二输出端和所述第二LDO电源模块之间。

5.根据权利要求4所述的母线电源电路，其特征在于，所述第一滤波单元和所述第二滤波单元均包括：π型滤波子单元。

6.根据权利要求5所述的母线电源电路，其特征在于，所述π型滤波子单元包括：第一电阻、第二电阻和瓷片电容，其中，所述第一电阻、所述第二电阻和所述瓷片电容构成一个闭环电路。

7.根据权利要求1所述的母线电源电路，其特征在于，所述母线电源电路还包括：PG信号监控模块，所述PG信号监控模块分别连接于所述第一LDO电源模块和所述第二LDO电源模块。

8.根据权利要求1所述的母线电源电路，其特征在于，所述DC-DC电源模块包括：48VDC-DC电源。

9.一种电源供电电路，其特征在于，所述电源供电电路包括如权利要求1至8任一项所述的母线电源电路。

10.根据权利要求9所述的电源供电电路，其特征在于，所述电源供电电路还包括：控制模块和上电时序存储模块，所述上电时序存储模块连接于所述控制模块，所述控制模块分别连接于所述第一LDO电源模块和所述第二LDO电源模块；其中，

所述上电时序存储模块，用于存储所述第一LDO电源模块和所述第二LDO电源模块的上电时序；

所述控制模块，用于根据所述上电时序，控制所述第一LDO电源模块和所述第二LDO电源模块的上电时间。

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