一种开关电源的滤波电路的制作方法

本实用新型涉及滤波电路，尤其涉及适用于开关电源的滤波电路。

背景技术：

LED由于其独特的电气特性，需要专门的驱动电源为其供电。目前LED通常采用开关电源驱动。开关电源由于其体积小、重量轻和效率高等特点，在电子设备与电子信息产业中被广泛应用，在现代电子电力技术领域有着举足轻重的作用。开关电源主要构成包括整流电路、滤波电路、变压器、场效应管、比较放大电路、PFM电路等。整流电路的输出电压不是纯粹的直流，其波形中含有较大的脉动成分。为获得比较理想的直流电压，需要利用滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分。

与线性电源相比，开关电源性能有着无以比拟的优点，然而由于其本身功率变换的机理，导致产生较强的电磁干扰噪声。电磁干扰噪声主要分为差模干扰和共模干扰。在开关电源中差模干扰主要指纹波电压，即夹杂在直流电压中的浪涌电压，使电压幅值出现较大的变化，浪涌电压可能导致二极管击穿或者电容烧毁，容易使电子设备进行误操作或者检测数据错乱。另外，开关电源中的整流二极管具有反向恢复特性，在开关状态切换的瞬间会产生反向尖峰电流，同时由于电路分布参数以及寄生电容的影响，引起谐振产生大量的谐波成分造成干扰，这种噪声被称作高频尖峰脉冲，幅值比纹波大很多，属于共模噪声，其对电路的破坏非常大。

传统的开关电源大多采用电解电容进行滤波，这种滤波方式仅对抑制纹波噪声效果显著，却无法抑制高频尖峰脉冲。此外，电解电容的可靠性低、使用寿命短，与LED极不匹配，已成为LED照明系统的短板；而且电解电容的存在会影响驱动电源的小型化、集成化和整体布局；同时，电解电容因自身因素导致的输出纹波残留会影响LED的发光效率和光衰，这些缺点在汽车环境（高温、空间狭小等）中可能会变得更严重。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种开关电源的滤波电路，其能够有效地抑制纹波、高频尖峰脉冲以及低频干扰，达到良好的滤波效果。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种开关电源的滤波电路，包括聚酯电容、共模LC电路、二级RC-π型滤波电路和负载电阻；聚酯电容的两端与共模LC电路的输入端连接，聚酯电容用于将外部输入的待滤波的电压信号进行滤波后输出给共模LC电路；共模LC电路的输出端与二级RC-π型滤波电路的输入端连接；二级RC-π型滤波电路的输出端与负载电阻的两端连接。

本实用新型至少具有以下技术效果：

1、根据本实用新型实施例的滤波电路采用聚酯电容进行滤波，不但能有效地抑制纹波干扰，而且能提高开关电源使用寿命及可靠性，同时有利于开关电源的小型化、集成化和整体布局；

2、根据本实用新型实施例的滤波电路采用共模LC电路对高频噪声进行抑制，采用二级RC-π型滤波电路对信号中的剩余纹波及低频干扰进行抑制，进而能获得稳定理想的直流电压。

附图说明

图1示出了本实用新型的一种开关电源的滤波电路的一个实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

图1示出了本实用新型的一种开关电源的滤波电路的一个实施例的电路原理图。请参阅图1。根据本实用新型一实施例的一种开关电源的滤波电路包括聚酯电容C1、共模LC电路2、二级RC-π型滤波电路3和负载电阻RL。

聚酯电容C1的两端与共模LC电路2的输入端连接，聚酯电容C1用于将外部输入的待滤波的电压信号Uin进行滤波后输出给共模LC电路2。共模LC电路2的输出端与二级RC-π型滤波电路3的输入端连接；二级RC-π型滤波电路3的输出端与负载电阻RL的两端连接。

共模LC电路2包括共模电感L1、第一共模电容C2和第二共模电容C3。共模电感L1的第一输入端和第二输入端分别连接聚酯电容C1的两端，共模电感L1的第一输出端与第一共模电容C2的一端连接，共模电感L1的第二输出端与第二共模电容C3的一端连接；第一共模电容C2的另一端和第二共模电容C3的另一端均接地。

二级RC-π型滤波电路3包括第一滤波电阻R2、第二滤波电阻R3、第一滤波电容C4、第二滤波电容C5和第三滤波电容C6。第一滤波电容C4的一端分别与第一共模电容C2的一端和第一滤波电阻R2的一端连接，第一滤波电容C4的另一端与第二共模电容C3的一端连接；第二滤波电容C5的一端分别与第一滤波电阻R2的另一端和第二滤波电阻R3的一端连接，第二滤波电容C5的另一端与第一滤波电容C4的另一端连接；第三滤波电容C6的一端分别与第二滤波电阻R3的另一端和负载电阻RL的一端连接，第三滤波电容C6的另一端分别与第二滤波电容C5的另一端和负载电阻RL的另一端连接。在本实施例中，负载电阻RL为二级RC-π型滤波电路3的后一级电路的等效电阻。

可选地，第一滤波电容C4、第二滤波电容C5和第三滤波电容C6均为电解电容。

较佳的是，根据本实用新型实施例的开关电源的滤波电路包括泄放电阻R1。泄放电阻R1的一端分别与聚酯电容C1的一端和共模电感L1的第一输入端连接，泄放电阻R1的另一端分别与聚酯电容C1的另一端和共模电感L1的第二输入端连接。泄放电阻R1可将聚酯电容C1上积累的电荷泄放掉,避免因电荷积累而影响聚酯电容C1的滤波特性。此外，采用共模LC电路对高频噪声进行抑制，采用二级RC-π型滤波电路对信号中的剩余纹波及低频干扰进行抑制，进而能获得稳定理想的直流电压。

在实际应用中，根据本实用新型实施例的开关电源的滤波电路可与开关电源的整流电路连接。整流电路的输出电压作为待滤波的电压信号Uin，其波形中含有较大的脉动成分。整流电路的输出电压信号经过聚酯电容C1的滤波，可以去除大部分的纹波干扰，然后再由共模LC电路2去除高频脉冲干扰。经过共模LC电路2滤波后，电压信号中仍然会剩余部分原始纹波以及其它低频干扰。因此，根据本实用新型实施例的开关电源的滤波电路设置了二级RC-π型滤波电路3，以有效抑制信号中的剩余纹波及低频干扰。

经过共模LC电路2滤波后的电压先经过第一滤波电容C4的滤波，将一部分低频干扰滤除，此时的输出电压为U1；输出电压U1加到由第一滤波电阻R2和第二滤波电容C5构成的滤波电路中，第二滤波电容C5的容抗与第一滤波电阻R2构成一个分压电路，可进一步减小U1中的交流成分，达到滤波目的。对于直流电而言，由于第二滤波电容C5具有隔直作用，所以第二滤波电容C5和第一滤波电阻R2组成的分压电路对直流不存在分压衰减的作用，直流电压通过第一滤波电阻R2后输出，构成图1所示的输出电压U2。输出电压U2再加到由第二滤波电阻R3和第三滤波电容C6构成的滤波电路中，第三滤波电容C6的容抗与第二滤波电阻R3构成一个分压电路，使U2中的交流成分进一步减少，以获得最好的滤波效果，因此，最终的滤波输出电压Uout就是滤去纹波干扰、高频脉冲干扰及低频干扰后的电压，该电压中的脉动成分最少，波形比较平滑。

根据本实用新型实施例的滤波电路采用聚酯电容C1进行滤波，聚酯电容C1的介电常数较高、体积小、容量大、稳定性较好，其温度特性、环境适应性等指标都优于电解电容，十分适用于工作在高温以及狭小的空间环境中，不但能有效地抑制纹波干扰，而且能提高开关电源的使用寿命及可靠性，同时有利于开关电源的小型化、集成化和整体布局。此外，根据本实用新型实施例的开关电源的滤波电路采用共模LC电路2对高频噪声进行抑制，采用二级RC-π型滤波电路3对信号中的剩余纹波及低频干扰进行抑制，进而能获得稳定理想的直流电压。