一种纹波抑制电路的制作方法

1.本实用新型涉及电路系统领域，具体是一种纹波抑制电路。


背景技术：

2.纹波是由于直流稳定电源的电压波动而造成的一种现象，因为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量中多少带有一些交流成份，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波，纹波的产生会降低电源实用效率，产生浪涌烧毁负载以及干扰电路逻辑关系影响对负载的控制，目前普遍通过增大母线电容来抑制直流母线带来的纹波，单母线电容体较大，且容易引入其他谐振进一步影响电路稳定，且对于转换后的电源，大都采用简单的开关管进行抑制，虽结构简单，但效率损失大，并且增加电路的散热能力。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供一种纹波抑制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.依据本实用新型实施例中，提供一种纹波抑制电路，该纹波抑制电路包括：有源滤波模块，开关电源模块，纹波控制模块，开关控制模块，保护模块，lc滤波模块；
5.所述有源滤波模块，用于对直流母线输出的电压进行第一次纹波抑制；
6.所述开关电源模块，连接所述有源滤波模块，用于将第一次纹波处理后的电源进行电压变换处理；
7.所述纹波控制模块，连接开关控制模块的控制端，用于通过线性稳压器抑制所述开关电源输出的纹波噪声，用于输出驱动信号；
8.所述开关控制模块，连接所述纹波控制模块的输出端，用于接收所述纹波控制模块输出的驱动信号，连接所述开关电源模块的第一输出端，用于控制开关电源模块输出的电源以恒流输出；
9.所述保护模块，连接所述开关电源模块的第二输出端，用于保护开关控制模块，避免开关控制模块在大电流的工作下出现损坏；
10.所述lc滤波模块，连接所述开关控制模块的输出端，用于过滤开关控制模块输出的直流电源。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型纹波抑制电路对于直流母线加入有源滤波电路，通过对开关管的交替控制和滤波电容滤波，从而实现对直流母线输出电源的电压纹波进行第一次抑制，抑制后的电源经过传统的开关电源进行电压变换，采用线性稳压器将开关电源转换后电压进行第二次纹波抑制，减少电源中的交流纹波，且不改变开关电源的反馈系统，并对第二次纹波抑制进行开关保护，降低开关管的过热损坏，提高纹波抑制时的工作效率。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本实用新型实例提供的一种纹波抑制电路的原理方框示意图。
14.图2为本实用新型实例提供的一种纹波抑制电路的电路图。
15.图3为本实用新型实例提供的保护模块的电路图。
16.附图标记：1、有源滤波模块；2、开关电源模块；3、纹波控制模块；4、开关控制模块；5、保护模块；6、lc滤波模块。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.实施例1：参见图1，本实用新型实施例提供一种纹波抑制电路，该纹波抑制电路包括：有源滤波模块1，开关电源模块2，纹波控制模块3，开关控制模块4，保护模块5，lc滤波模块6；
19.具体地，所述有源滤波模块1，用于对直流母线输出的电压进行第一次纹波抑制；
20.开关电源模块2，连接所述有源滤波模块1的输出端，用于将第一次纹波处理后的电源进行电压变换处理；
21.纹波控制模块3，连接开关控制模块4的控制端，用于通过线性稳压器u1抑制所述开关电源输出的纹波噪声，用于输出驱动信号；
22.开关控制模块4，连接所述纹波控制模块3的输出端，用于接收所述纹波控制模块3输出的驱动信号，连接所述开关电源模块2的第一输出端，用于控制开关电源模块2输出的电源以恒流输出；
23.保护模块5，连接所述开关电源模块2的第二输出端，用于保护开关控制模块4，避免开关控制模块4在大电流的工作下出现损坏；
24.lc滤波模块6，连接所述开关控制模块4的输出端，用于滤除开关控制模块4输出的直流电源。
25.在具体实施例中，上述有源滤波模块1可选用有源滤波电路，通过对其内部开关管的控制，从而实现对直流母线电压纹波的抑制；上述开关电源模块2可采用传统的开关电源电路，通过dc/dc部分和移相全桥变换器将直流电压转换为脉冲形式，再通过变压器和整流器得到直流输出电压，具体结构在此不做赘述；上述纹波控制模块3可采用线性稳压器u1作为开关电源输出直流电压的纹波抑制器，减少交流纹波；上述开关控制模块4可采用场效应管的方式，通过上述纹波控制模块3进行驱动控制，使开关控制模块4工作于线性可变电阻区，实现对纹波的抑制；上述保护模块5作为上述开关控制模块4的从电路，可采用运算放大器和开关管，通过开关控制模块4提供的基准信号，由运算放大器驱动控制开关管工作，实
现与开关控制模块4均流输出，达到保护开关控制模块4的作用；上述lc滤波模块6可采用滤波电感和滤波电容。
26.实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图2，在本实用新型所述的一种纹波抑制电路的一个具体实施例中，所述有源滤波模块1包括直流母线dc、第一二极管d1、第二二极管d2、第一电容c1、第二电容c2、第一电感l1、第一开关管v1和第二开关管v2；
27.具体地，所述第一二极管d1的阳极和第二二极管d2的阴极均连接直流母线dc，第一二极管d1的阴极连接第一电容c1的一端、第一开关管v1的集电极和所述开关电源模块2的第一输入端，第一电容c1的另一端连接第二电容c2的一端和第一电感l1的一端，第二电容c2的另一端连接第二二极管d2的阳极、第二开关管v2的发射极和所述开关电源模块2的额第二输入端，第一开关管v1的发射极连接第二开关管v2的集电极和第一电感l1的另一端。
28.进一步地，所述纹波控制模块3包括第一电源vcc1、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、第五电阻r5、第六电阻r6和稳压器u1；
29.具体地，所述稳压器u1的第十端、第十二端、第十四端和第五电容c5的的一端均连接第一电源vcc1，稳压器u1的第四端、第六电容c6的一端和第五电容c5的另一端均接地，稳压器u1第五端连接第六电容c6的另一端，稳压器u1的第八端通过第七电容c7连接稳压器u1的第九端，稳压器u1的第七端通过第八电容c8连接稳压器u1的第六端，稳压器u1的第一端连接第五电阻r5的第一端和第六电阻r6的一端，第六电阻r6的另一端接地，稳压器u1的第十三端连接第五电阻r5的第二端。
30.进一步地，所述开关控制模块4包括第三电容c3、第四电容c4、第三开关管m1、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4；
31.具体地，所述第三电容c3的一端、第四电容c4的一端和第三开关管m1的漏极，第三电容c3的另一端、第四电容c4的另一端均接地，三开关管的栅极连接第一电阻r1的一端和第二电阻r2的一端，第一电阻r1的另一端连接所述稳压器u1的第十一端，第二电阻r2的另一端连接第三开关管m1的源极、第三电阻r3的第一端和第四电阻r4的一端，第三电阻r3的第二端连接第四电阻r4的另一端和稳压器u1的第十三端。
32.进一步地，所述保护模块5包括第四开关管m2、第八电阻r8、第七电阻r7、第五开关管n1、第六开关管p1、第二电源vcc2、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十电容c10、第一运放a1和第十二电阻r12；
33.具体地，所述第四开关管m2的漏极连接所述第三开关管m1的漏极，第四开关管m2的栅极连接第八电阻r8的一端和第七电阻r7的一端，第四开关管m2的源极连接第七电阻r7的另一端、第十一电阻r11的一端和第十电阻r10的第一端，第八电阻r8的另一端连接第五开关管n1和发射极和第六开关管p1的发射极，第五开关管n1的集电极连接第二电源vcc2，第六开关管p1的集电极接地，第五开关管n1的基极和第六开关管p1的基极均连接第一运放a1的输出端、第九电阻r9的一端和第十电容c10的一端，第十电容c10的另一端和第九电阻r9的另一端均连接第十一电阻r11的另一端和第一运放a1的反相端，第一运放a1的同相端通过第十二电阻r12连接第三开关管m1的源极。
34.进一步地，所述lc滤波模块6包括第二电感l2和第九电容c9；
35.具体地，所述第二电感l2的一端连接第三电阻r3的第二端和第十电阻r10的第二
端，第二电感l2的另一端连接第九电容c9的一端，第九电容c9的另一端接地。
36.在具体实施例中，上述第一开关管v1和第二开关管v2可选用绝缘栅双极型晶体管（igbt），由于有源滤波模块1中的第一电感l1，电感电流不能突变，第一开关管v1和第二开关管v2只能交替导通；上述第三开关管m1可选用ni沟道增强型金氧半场效应管（mosfet），通过稳压器u1驱动工作于线性可变电阻区间，通过对输入电压工频纹波分量进行同频跟随，利用场效应管漏极源极之间的电压消减纹波幅值；上述稳压器u1可选用mic5158芯片，通过外部元器件与第三开关管m1组成有源滤波电路；上述第五电阻r5和第六电阻r6组成电阻分压电路，为稳压器u1提供分压网络反馈信号；上述第四开关管m2同样可选用n沟道增强型mosfet；上述第一运放a1可选用op07运算放大器，用于为第四开关管m2提供驱动信号；上述第五开关管n1可选用npn型三极管，上述第六开关管p1可选用pnp型三极管，通过将第一运放a1输出的驱动信号进行放大控制。
37.在本实用新型实施例中，有源滤波模块1通过对第一开关管v1和第二开关管v2的控制，由于有源滤波模块1中的第一电感l1，电感电流不能突变，第一开关管v1和第二开关管v2只能交替导通，利用数字信号处理器控制实现对直流母线的纹波抑制，并将处理后的电源传输给开关电源模块2，开关电源模块2将有源滤波模块1输出的电压进行变换并输出直流电压，其中该直流电压由直流分量和纹波分量叠加而成，为进一步抑制直流电压中的纹波分量，稳压器u1通过第五电阻r5和第六电阻r6提供的反馈量和第三开关管m1导通时输出的反馈量，进而驱动第三开关管m1工作，是第三开关管m1工作于线性可变电阻区，实现第三开关管m1漏极和源极电压与纹波分量同幅同频跟随和输出，第三开关管m1利用漏极和源极之间的电压削减纹波幅值，以此减少输出直流电压中的纹波分量，同时为避免第三开关管m1的自身功耗量增加，与开关控制模块4并联一个保护模块5，通过保护模块5中的第四开关管m2与第三开关管m1实现均流工作，防止第三开关管m1的过热损坏，其中由第一运放a1接收第三开关管m1的输出电压反馈信号并输出相应的驱动信号，经过第五开关管n1和第六开关管p1放大后驱动第四开关管m2工作，实现第三开关管m1和第四开关管m2的稳压均流。
38.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
39.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。