一种电源纹波抑制电路的制作方法

1.本实用新型涉及电源纹波抑制，具体的，涉及一种电源纹波抑制电路。


背景技术：

2.在电源输出中，纹波包含开关频率纹波、随机振动纹波、输入电源频率纹波。采用电感、电容无源方法，对开关频率纹波有效果，对随机振动纹波、输入电源频率纹波几乎没有效果。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种电源纹波抑制电路。
4.一种电源纹波抑制电路，包括输出电压设定电路、基准源、误差放大器、补偿网路和电压调整管；其中：
5.所述输出电压设定电路，用于调整输出电压值，输出电压设定电路采样所述纹波抑制电路的输出电压，经处理后其输出送入误差放大器的一个输入端；
6.所述基准源提供电压比较的内部基准电压，基准源从所述纹波抑制电路的输入电压取工作电压，经处理后其输出送入误差放大器的另一个输入端；
7.所述误差放大器将来自基准源和输出电压设定电力的两路信号进行比较，并放大差分信号，其输出连接电压调整管控制极，调节电压调整管输出电压纹波；
8.所述补偿网路一端接入误差放大器的一个输入端，另一端接入误差放大器输出端，对误差放大器进行幅度和相位补偿，避免放大器振荡；
9.所述电压调整管的输入端连接输入电压，通过误差放大器的输出调整自身的电压降，抑制输出电压纹波。
10.优选的，所述输出电压设定电路为由电感电阻r3和电感电阻r4串联组成的分压电路，其分压输出与误差放大器的一个输入端连接，其设定值为：输入电压
‑
输出电压≈300mv。
11.优选的，所述基准源为由稳压二极管d1和电感电阻r1串联组成的恒压电路，其中点输出与误差放大器另一个输入端连接。
12.优选的，所述误差放大器采用高速运算放大器，对输入电压纹波的频率高达1mhz进行抑制。
13.优选的，所述输出电压设定电路的输出与误差放大器的正相输入端连接，所述基准源的输出与误差放大器的负相输入端连接。
14.优选的，所述电压调整管为p
‑
mos管，电压调整管的内部二极管极性是正向导通方向。
15.优选的，所述补偿网络为由电容c1和电感电阻r2串联组成。
16.优选的，所述补偿网络为负反馈补偿网络，其一端与误差放大器的输出连接，另一端与误差放大器的负相输入端连接。
17.本实用新型的有益效果：其电压降可以很小,可以大幅度减小整个电路的功率；不需要输出过流保护模式,输入与输出是直通的,压降约0.7v；采用高速误差放大器，工作的频率范围更高，纹波抑制比也更高。
附图说明
18.图1为实用新型的电路结构图。
19.图2为本实用新型的频率补偿网路的仿真图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
21.如图1所示，一种电源纹波抑制电路，包括输出电压设定电路、基准源、误差放大器、补偿网路和电压调整管；其中：
22.所述输出电压设定电路，用于调整输出电压值，输出电压设定电路采样所述纹波抑制电路的输出电压，经处理后其输出送入误差放大器的一个输入端；
23.所述基准源提供电压比较的内部基准电压，基准源从所述纹波抑制电路的输入电压取工作电压，经处理后其输出送入误差放大器的另一个输入端；
24.所述误差放大器将来自基准源和输出电压设定电力的两路信号进行比较，并放大差分信号，其输出连接电压调整管控制极，调节电压调整管输出电压纹波；
25.所述补偿网路一端接入误差放大器的一个输入端，另一端接入误差放大器输出端，对误差放大器进行幅度和相位补偿，避免放大器振荡；
26.所述电压调整管的输入端连接输入电压，通过误差放大器的输出调整自身的电压降，抑制输出电压纹波。
27.需要理解的是，所述输出电压设定电路为由电感电阻r3和电感电阻r4串联组成的分压电路，其分压输出与误差放大器的一个输入端连接，其设定值为：输入电压
‑
输出电压≈300mv。
28.需要理解的是，所述基准源为由稳压二极管d1和电感电阻r1串联组成的恒压电路，其中点输出与误差放大器另一个输入端连接。
29.需要理解的是，所述误差放大器采用高速运算放大器，对输入电压纹波的频率高达1mhz进行抑制。
30.需要理解的是，所述输出电压设定电路的输出与误差放大器的正相输入端连接，所述基准源的输出与误差放大器的负相输入端连接。
31.需要理解的是，所述电压调整管为p
‑
mos管，电压调整管的内部二极管极性是正向导通方向。
32.需要理解的是，所述补偿网络为由电容c1和电感电阻r2串联组成。
33.需要理解的是，所述补偿网络为负反馈补偿网络，其一端与误差放大器的输出连接，另一端与误差放大器的负相输入端连接。
34.需要说明的是，电路的具体工作过程为：当输入电压纹波增加时，调整管还处于稳态状态，输出电压也会增加；输出电压设定电路会检测到电压上升，送到放大器的输入正端；放大器负端的电压为固定值，放大器输出电压会增加，调整管的控制极电压也会增加，
其控制电压会减小，调整管的跨导会减小，其电压降会增加，输出电压就会减小，抵消输入纹波的增加，输出电压就稳定，不随输入变化；当输入电压纹波减小时，与上述过程相反。
35.图2为本实用新型的频率补偿网路的仿真图。
36.输入电压5.3vdc，纹波正峰值200mv，纹波负峰值200mv，输出电压5.0vdc，输出电流2a。
37.基准源采用tl431，2.5v；输出电压设定电路都用10k电阻分压；误差放大器采用10mhz带宽运放；频率补偿网络用100pf和47ω；调整管用sud50p04。
38.按照上述电路参数，实际测试效果为：输入纹波峰峰为400mv，频率为300khz，输出纹波峰峰值为5.5mv，滤波效果为37.2db。调整管的平均电压降为0.3v，电流为2a，其功耗0.6w。
39.对频率补偿网路进行仿真，其幅频曲线和相位曲线参照图2。在直流附近（≤1khz），增益非常高，可以做到输出电压精度非常高。在高频附近（1mhz附近），也有较高的增益，可以对输入端的纹波进行有效抑制，达到大幅度减小输出纹波的目的。


技术特征：
1.一种电源纹波抑制电路，其特征在于，包括输出电压设定电路、基准源、误差放大器、补偿网路和电压调整管；其中：所述输出电压设定电路，用于调整输出电压值，输出电压设定电路采样所述纹波抑制电路的输出电压，经处理后其输出送入误差放大器的一个输入端；所述基准源提供电压比较的内部基准电压，基准源从所述纹波抑制电路的输入电压取工作电压，经处理后其输出送入误差放大器的另一个输入端；所述误差放大器将来自基准源和输出电压设定电力的两路信号进行比较，并放大差分信号，其输出连接电压调整管控制极，调节电压调整管输出电压纹波；所述补偿网路一端接入误差放大器的一个输入端，另一端接入误差放大器输出端，对误差放大器进行幅度和相位补偿，避免放大器振荡；所述电压调整管的输入端连接输入电压，通过误差放大器的输出调整自身的电压降，抑制输出电压纹波。2.如权利要求1所述一种电源纹波抑制电路，其特征在于，所述输出电压设定电路为由电感电阻r3和电感电阻r4串联组成的分压电路，其分压输出与误差放大器的一个输入端连接，其设定值为：输入电压
‑
输出电压≈300mv。3.如权利要求1所述一种电源纹波抑制电路，其特征在于，所述基准源为由稳压二极管d1和电感电阻r1串联组成的恒压电路，其中点输出与误差放大器另一个输入端连接。4.如权利要求1所述一种电源纹波抑制电路，其特征在于，所述误差放大器采用高速运算放大器，对输入电压纹波的频率高达1mhz进行抑制。5.如权利要求4所述一种电源纹波抑制电路，其特征在于，所述输出电压设定电路的输出与误差放大器的正相输入端连接，所述基准源的输出与误差放大器的负相输入端连接。6.如权利要求1所述一种电源纹波抑制电路，其特征在于，所述电压调整管为p
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mos管，电压调整管的内部二极管极性是正向导通方向。7.如权利要求1所述一种电源纹波抑制电路，其特征在于，所述补偿网路由电容c1和电感电阻r2串联组成。8.如权利要求7所述一种电源纹波抑制电路，其特征在于，所述补偿网路为负反馈补偿网路，其一端与误差放大器的输出连接，另一端与误差放大器的负相输入端连接。

技术总结
本实用新型公开了一种电源纹波抑制电路，包括输出电压设定电路、基准源、误差放大器、补偿网路和电压调整管；所述输出电压设定电路用于调整输出电压值；所述基准源提供电压比较的内部基准电压；所述误差放大器将来自基准源和输出电压设定电路的两路信号进行比较，并放大差分信号，其输出连接电压调整管控制极，调节电压调整管输出电压纹波；所述补偿网路对误差放大器进行幅度和相位补偿，避免放大器振荡；所述电压调整管通过调整自身的电压降，抑制输出电压纹波。本发明的有益效果：其电压降可以很小,可以大幅度减小整个电路的功率；不需要输出过流保护模式,输入与输出是直通的,压降约0.7V。约0.7V。约0.7V。


技术研发人员：唐光荣 李宏程 杨宇帆
受保护的技术使用者：四川升华电源科技有限公司
技术研发日：2020.12.10
技术公布日：2021/10/23