一种低频信号发生电路及隔离式开关电源的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种低频信号发生电路及隔离式开关电源，电路的实现简单易行。该低频信号发生电路包括低频信号发生模块和隔离模块，其中：低频信号发生模块的第一端连接隔离式开关电源的第一参考地，低频信号发生模块的第二端通过隔离模块连接隔离式开关电源的第二参考地；其中，当上述第一参考地为一次侧地时，上述第二参考地为二次侧地；当上述第一参考地为二次侧地时，上述第二参考地为一次侧地；上述低频信号发生模块，用于基于隔离式开关电源的一次侧地和二次侧地之间周期性变化的电压差，产生低频信号；上述隔离模块，用于对隔离式开关电源的一次侧地和二次侧地进行电气隔离。
【专利说明】
一种低频信号发生电路及隔离式开关电源
技术领域
[0001]本发明涉及供电技术领域，尤其涉及一种低频信号发生电路及隔离式开关电源。 【背景技术】
[0002]隔离式开关电源将输入与输出进行了电气隔离，因此安全性和可靠性更高，应用范围也更广。通常，隔离式开关电源中输入与输出的电气隔离采用变压器等隔离器件实现， 因此其电路结构分为一次侧和二次侧。
[0003]目前，隔离式开关电源的工作频率正向高频发展，而隔离式开关电源中功率开关器件的高频开关动作将会引发严重的EMI (Electromagnetic Interference,电磁干扰)问题。采用抖频技术则可以有效地分散谐波分量，从而缓解EMI问题。
[0004]现有技术中，通常采用在用于产生定频信号的参考信号上叠加低频信号的方式产生抖频信号。但是，现有技术中的低频信号发生电路往往偏向于集成电路，过于复杂且不易实现。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种低频信号发生电路及隔离式开关电源，用以解决现有技术中存在的低频信号发生电路过于复杂且不易实现的问题。
[0006]本发明实施例提供一种低频信号发生电路，包括低频信号发生模块和隔离模块， 其中:
[0007]上述低频信号发生模块的第一端连接隔离式开关电源的第一参考地，上述低频信号发生模块的第二端通过上述隔离模块连接隔离式开关电源的第二参考地;其中，当隔离式开关电源的第一参考地为隔离式开关电源的一次侧地时，隔离式开关电源的第二参考地为隔离式开关电源的二次侧地；当隔离式开关电源的第一参考地为隔离式开关电源的二次侧地时，隔离式开关电源的第二参考地为隔离式开关电源的一次侧地；
[0008]上述低频信号发生模块，用于基于隔离式开关电源的一次侧地和二次侧地之间周期性变化的电压差，产生低频信号；
[0009]上述隔离模块，用于对隔离式开关电源的一次侧地和二次侧地进行电气隔离。
[0010]本发明实施例还提供一种隔离式开关电源，包括如上所述的低频信号发生电路。
[0011]本发明有益效果包括:
[0012]本发明实施例提供的方案中，利用了隔离式开关电源中一次侧地和二次侧地之间周期性变化的电压差，由隔离模块对隔离式开关电源的一次侧地和二次侧地进行电气隔离后，低频信号发生模块基于该电压差来控制所产生信号的频率，从而产生低频信号，解决了现有技术中存在的低频信号发生电路过于复杂且不易实现的问题，电路的实现简单易行。
[0013]本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。【附图说明】
[0014]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0015]图1为本发明实施例1提供的一种低频信号发生电路的示意图之一；
[0016]图2为本发明实施例1提供的一种低频信号发生电路的示意图之二；[〇〇17]图3为本发明实施例1提供的一种低频信号发生电路的详细示意图之一；
[0018]图4为本发明实施例1提供的一种低频信号发生电路的详细示意图之二；
[0019]图5为本发明实施例2提供的一种低频信号发生电路的示意图；
[0020]图6为本发明实施例2提供的一种低频信号发生电路的详细示意图。[0021 ]图7为本发明实施例3提供的一种隔离式开关电源的简略示意图。【具体实施方式】
[0022]为了给出解决现有技术中存在的低频信号发生电路过于复杂且不易实现的实现方案，本发明实施例提供了一种低频信号发生电路及隔离式开关电源，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。[〇〇23] 实施例1:
[0024]本发明实施例1提供一种低频信号发生电路，如图1或图2所示，可以包括低频信号发生模块101和隔离模块102,其中:
[0025]低频信号发生模块101的第一端连接隔离式开关电源的第一参考地，低频信号发生模块101的第二端通过隔离模块102连接隔离式开关电源的第二参考地;其中，如图1所示，当隔离式开关电源的第一参考地为隔离式开关电源的一次侧地GND1时，隔离式开关电源的第二参考地为隔离式开关电源的二次侧地GND2;如图2所示，当隔离式开关电源的第一参考地为隔尚式开关电源的二次侧地时GND2,隔尚式开关电源的第二参考地为隔尚式开关电源的一次侧地GND1;[〇〇26]低频信号发生模块101，用于基于隔离式开关电源的一次侧地GND1和二次侧地 GND2之间周期性变化的电压差，产生低频信号；[〇〇27]隔离模块102,用于对隔离式开关电源的一次侧地GND1和二次侧地GND2进行电气隔离。
[0028]基于隔离式开关电源采用隔离器件将输入的市电与输出电压进行电气隔离的原理，隔离式开关电源的一次侧地GND1和二次侧地GND2之间存在着周期性变化的电压差，形成一个工频(也即50赫兹)正弦信号。在本技术领域中，频率小于1000赫兹的信号一般可称为低频信号，因此该工频正弦信号即为低频信号。那么，在隔离模块102对一次侧地GND1和二次侧地GND2进行电气隔离的情况下，低频信号发生模块101则利用该工频正弦信号来产生所需的低频信号。
[0029]下面以隔离式开关电源的第一参考地为隔离式开关电源的一次侧地GND1、隔离式开关电源的第二参考地为隔离式开关电源的二次侧地GND2为例，对本发明实施例提供的低频信号发生电路进行详细描述。
[0030]具体地，如图3所示，低频信号发生模块101可以包括第一电阻器R1、第一电容器C1 和开关管1011，其中:第一电阻器R1的一端连接供电电源;第一电阻器R1的另一端、第一电容器C1的一端和开关管1011的第一端11相连，相连后的接线端作为低频信号发生模块101 的低频信号输出端;第一电容器C1的另一端和开关管1011的第二端12相连，相连后的接线端作为低频信号发生模块101的第一端;开关管1011的控制端10作为低频信号发生模块101 的第二端。
[0031]具体实施时，开关管1011可以为如图3所示的三极管Q，其中:三极管Q的集电极c为开关管1011的第一端11;三极管Q的发射极e为开关管1011的第二端12;三极管Q的基极b为开关管1011的控制端10。
[0032]此外，开关管 1011 还可以为M0S管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)，其中:M0S管的漏极为开关管1011的第一端 11 ;M0S管的源极为开关管1011的第二端12;M0S管的栅极为开关管1011的控制端10。[〇〇33]需要注意的是，如图3所示的三极管Q以及上述M0S管仅为示例，其它任意可以用于控制电路通断的器件均可以作为开关管1011的具体实现方式。
[0034]下面以如图3所示的详细示意图，对低频信号发生模块101基于隔离式开关电源的一次侧地GND1和二次侧地GND2之间存在的工频正弦信号产生低频信号的具体原理，做简要介绍:[〇〇35]由于三极管Q的发射极e和基极b分别与隔离式开关电源的一次侧地GND1和二次侧地GND2连接，因此三极管Q的发射极e和基极b之间存在着周期性变化的电压差，根据该电压差的周期性变化，三极管Q将以50赫兹的频率呈周期性导通和关断的状态。第一电容器C1的一端通过电阻器R1连接供电电源，另一端连接隔离式开关电源的一次侧地GND1，从而利用供电电源进行充电。但是，由于第一电容器C1的两端同时连接了三极管Q的集电极c和发射极e，而三极管Q以50赫兹的频率导通和关断，因此第一电容器将以50赫兹的频率进行周期性地充电和放电，产生一个50赫兹的低频信号。该50赫兹的低频信号即为低频信号发生模块101所产生的低频信号，通过低频信号输出端Vout输出。
[0036] 此外，根据公知常识可知，第一电容器C1进行充电的速率由第一电容器C1自身和第一电阻器R1的取值决定，也即，由充电时间常数R1XC1决定。那么，只要适当改变第一电容器C1和第一电阻器R1的取值，就能够改变所产生的低频信号的波形。例如，当充电时间常数较大时，产生的低频信号为三角波;当充电时间常数较小时，产生的低频信号为方波。 [〇〇37] 进一步地，如图4所示，低频信号发生模块101除了包括第一电阻器R1、第一电容器 C1和开关管1011，还可以包括第二电阻器R2;第一电阻器R1的另一端、第一电容器C1的一端、开关管1011的第一端11和第二电阻器R2的一端相连;第二电阻器R2的另一端作为低频信号发生模块101的低频信号输出端。
[0038]也即，第二电阻器R2串联在用于输出低频信号的通路上，该第二电阻器R2的作用主要是调节所产生的低频信号的幅值。
[0039]可见，本发明实施例1提供的低频信号发生电路利用隔离电源结构上的特点来产生低频信号，电路的实现简单易行。
[0040]实施例2:
[0041]较佳地，本发明实施例2提供一种低频信号发生电路，如图5所示，除了包括低频信号发生模块101和隔离模块102,还可以包括保护模块103,其中:
[0042]低频信号发生模块101的第二端依次通过保护模块103、隔离模块102连接隔离式开关电源的第二参考地，图5中，隔离式开关电源的第二参考地为隔离式开关电源的二次侧地GND2;
[0043]保护模块103,用于对所述低频信号发生模块101进行限流保护和/或过压保护。
[0044]图6为本发明实施例2提供的一种低频信号发生电路的详细示意图。
[0045] 具体地，隔离模块102可以为如图6所示的第二电容器R2,也可以为变压器。但需要说明的是，第二电容器R2和变压器仅为示例，其它任意可以用于电气隔离的器件均可以作为隔离模块102的具体实现方式。[〇〇46] 具体地，保护模块103可以为如图6所示的第三电阻器R3,此时，第三电阻器R3用于对低频信号发生模块101进行限流保护。此外，保护模块103还可以为稳压管，此时，稳压管用于对低频信号发生模块101进行过压保护。当然，保护模块103也可以采用其他器件，同时对低频信号发生模块101进行限流保护和过压保护，并且第三电阻器R3和稳压管仅为示例， 其它任意可以用于进行限流保护和/或过压保护的器件均可以作为保护模块103的具体实现方式。
[0047]可见，本发明实施例2提供的低频信号发生电路利用隔离电源结构上的特点来产生低频信号，电路的实现简单易行，而且安全性较高。[〇〇48] 实施例3:
[0049]基于同一发明构思，本发明实施例3还提供了一种隔离式开关电源，包括如上任一所述的低频信号发生电路。
[0050]以图6所示的低频信号发生电路为例，图7为包括该低频信号发生电路的隔离式开关电源的简略示意图。
[0051]具体地，上述低频信号发生电路701连接在隔离式开关电源的控制芯片702的频率编程管脚RT上。低频信号发生电路701产生的低频信号通过低频信号输出端Vout输出后，传输给频率编程管脚RT，由控制芯片702将该低频信号叠加在用于产生定频信号的参考信号上产生抖频信号，从而通过抖频技术缓解EMI问题。
[0052]可见，采用了上述低频信号发生电路的隔离式开关电源，无需采用集成电路，就可以在用于产生定频信号的参考信号上叠加低频信号来产生抖频信号，电路的实现简单易行。[〇〇53]综上所述，本发明实施例提供的方案中，利用了隔离式开关电源中一次侧地和二次侧地之间周期性变化的电压差，由隔离模块对隔离式开关电源的一次侧地和二次侧地进行电气隔离后，低频信号发生模块基于该电压差来控制所产生信号的频率，从而产生低频信号，解决了现有技术中存在的低频信号发生电路过于复杂且不易实现的问题，电路的实现简单易行。[〇〇54]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0055]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种低频信号发生电路，其特征在于，包括低频信号发生模块和隔离模块，其中:所述低频信号发生模块的第一端连接隔离式开关电源的第一参考地，所述低频信号发生模块的第二端通过所述隔离模块连接隔离式开关电源的第二参考地;其中，当隔离式开 关电源的第一参考地为隔离式开关电源的一次侧地时，隔离式开关电源的第二参考地为隔 离式开关电源的二次侧地;当隔离式开关电源的第一参考地为隔离式开关电源的二次侧地 时，隔离式开关电源的第二参考地为隔离式开关电源的一次侧地；所述低频信号发生模块，用于基于隔离式开关电源的一次侧地和二次侧地之间周期性 变化的电压差，产生低频信号；所述隔离模块，用于对隔离式开关电源的一次侧地和二次侧地进行电气隔离。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括保护模块，其中:所述低频信号发生模块的第二端依次通过所述保护模块、所述隔离模块连接隔离式开 关电源的第二参考地；所述保护模块，用于对所述低频信号发生模块进行过流保护和/或过压保护。3.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述低频信号发生模块，具体包括第一电 阻器、第一电容器和开关管，其中:所述第一电阻器的一端连接供电电源；所述第一电阻器的另一端、所述第一电容器的一端和所述开关管的第一端相连，相连 后的接线端作为所述低频信号发生模块的低频信号输出端；所述第一电容器的另一端和所述开关管的第二端相连，相连后的接线端作为所述低频 信号发生模块的第一端；所述开关管的控制端作为所述低频信号发生模块的第二端。4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述低频信号发生模块，还包括第二电阻器； 所述第一电阻器的另一端、所述第一电容器的一端、所述开关管的第一端和所述第二电阻器的一端相连；所述第二电阻器的另一端作为所述低频信号发生模块的低频信号输出端。5.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述开关管为三极管，其中:所述三极管的集电极为所述开关管的第一端；所述三极管的发射极为所述开关管的第二端；所述三极管的基极为所述开关管的控制端。6.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述开关管为金属氧化物半导体场效应晶体 管MOS管，其中:所述MOS管的漏极为所述开关管的第一端；所述MOS管的源极为所述开关管的第二端；所述MOS管的栅极为所述开关管的控制端。7.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述隔离模块为第二电容器。8.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述保护模块为第三电阻器。9.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述保护模块为稳压管。10.—种隔离式开关电源，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的低频信号发生 电路。
【文档编号】H03K3/02GK105978535SQ201610350078
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】姚杰
【申请人】浙江大华技术股份有限公司