具有纹波抑制电路的系统及其纹波抑制方法
【专利摘要】本发明公开了一种纹波抑制电路及其纹波抑制方法。纹波抑制电路包括滤波电路以及跟随电路。滤波电路接收来自一信号源的纹波信号，输出滤波信号，其中，滤波信号为纹波信号的平均值与一个正偏置信号之和。跟随电路接收纹波信号和滤波信号，提供输出信号，其中输出信号跟随滤波信号。该纹波抑制电路具有降低系统功耗和输出电容容值、控制方便灵活以及适应性强等优点。
【专利说明】具有纹波抑制电路的系统及其纹波抑制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电路系统，具体地但不限于涉及一种具有纹波抑制功能的电路系统。
【背景技术】
[0002]发光二极管(LED)作为一种低能耗、高效率的发光材料被广泛用于照明。在现有的一种LED供电系统中，采用单级功率因素校正(PFC)电压转换电路来驱动LED，为LED供能。但是单级PFC电压转换电路输出的直流信号含有较大的纹波。为了降低纹波，一种现有的解决方式为在输出端耦接大电容值的电解电容。但是电解电容的寿命较短，大大短于LED的寿命，采用电解大电容会降低整个供电系统的寿命。同时大电容也增大了系统体积。
[0003]现有技术的一种解决方案是采用小电容叠加纹波抑制电路的办法来降低纹波。然而，普通纹波抑制电路会产生较大的能量损耗，降低供电系统的整体效率。
【发明内容】
[0004]为了解决前面描述的一个问题或者多个问题，本发明提出一种纹波抑制电路、具有纹波抑制电路的电路系统及抑制信号中纹波的方法。
[0005]根据本发明的一个方面，一种纹波抑制电路，包含:滤波电路，具有第一输入端和输出端，其中所述滤波电路的第一输入端耦接一信号源接收纹波信号，所述滤波电路的输出端输出滤波信号，其中，所述滤波信号为所述纹波信号的平均值与一个正偏置信号之和；以及跟随电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述跟随电路的第一输入端耦接所述信号源的输出端接收所述纹波信号，所述跟随电路的第二输入端耦接所述滤波电路的输出端接收所述滤波信号，所述跟随电路的输出端提供输出信号，其中所述输出信号跟随所述滤波信号。
[0006]根据本发明的另一个方面，一种含有如上所述的纹波抑制电路的供电系统包含:信号源，所述信号源具有输出端，所述输出端输出一个纹波信号；纹波抑制电路，包含滤波电路和跟随电路，所述滤波电路具有第一输入端和输出端，其中所述滤波电路的第一输入端耦接所述信号源接收所述纹波信号，所述滤波电路的输出端输出滤波信号，其中，所述滤波信号为所述纹波信号的平均值与一个正偏置信号之和，所述跟随电路具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述跟随电路的第一输入端耦接所述信号源的输出端接收所述纹波信号，所述跟随电路的第二输入端耦接所述滤波电路的输出端接收所述滤波信号，所述跟随电路的输出端提供输出信号，其中所述输出信号跟随所述滤波信号；负载电路，所述负载电路耦接所述纹波抑制电路的输出端接收所述输出信号。
[0007]根据本发明的又一个方面，一种抑制信号中纹波的方法包括:从一个信号源产生一个纹波信号；将所述纹波信号输入一个滤波电路，产生一个滤波信号，其中，所述滤波信号为所述纹波信号的平均值与一个正偏置信号之和；以及将所述纹波信号和所述滤波信号输入一个跟随电路,形成一个输出信号提供给负载。
[0008]根据本发明的实施例所提供的纹波抑制电路和抑制方法、以及供电系统具有功耗低、降低输出电容容值、控制方便灵活以及适应性强等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]为了更好的理解本发明，将根据以下附图对本发明的实施例进行描述:
[0010]图1示出了根据本发明一实施例的含纹波抑制电路的系统100示意图；
[0011]图2示出了根据本发明一个实施例的含纹波抑制电路的隔离式供电系统20的系统框图；
[0012]图3示出了如图2所示的含纹波抑制电路的隔离式供电系统20的工作波形示意图；
[0013]图4示出了根据本发明一个实施例的隔离式供电系统40的具体电路图；
[0014]图5示出了根据本发明另一个实施例的隔离式供电系统50的具体电路图；
[0015]图6示出了根据本发明又一个实施例的隔离式供电系统60的具体电路图；
[0016]图7示出了根据本发明一个实施例的抑制信号纹波的方法700的流程示意图。
[0017]附图没有对实施例的所有电路或结构进行显示。贯穿所有附图相同的附图标记表示相同的或相似的部件或特征。
【具体实施方式】
[0018]下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在下面对本发明的详细描述中，为了更好地理解本发明，描述了大量的细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。为了清晰明了地阐述本发明，本文简化了一些具体结构和功能的详细描述。此外，在一些实施例中已经详细描述过的类似的结构和功能，在其它实施例中不再赘述。尽管本发明的各项术语是结合具体的示范实施例来一一描述的，但这些术语不应理解为局限于这里阐述的示范实施方式。
[0019]本发明的说明书中提到的“耦接”可指直接的连接或通过间接物的连接，如通过导体的连接，该导体具有阻值，也可有寄生参数，如具有电感值和电容值，以及如通过半导体器件如二极管的连接。
[0020]图1示出了根据本发明一实施例的含纹波抑制电路的系统100示意图。其中系统100包括信号源102、纹波抑制电路101以及负载103。
[0021]信号源20的输出端提供含纹波的纹波信号VD。信号源102可为任何形式，如适配器、芯片、电路模块甚至导线或其它导体等。纹波信号VD的纹波可以具有任何波形或大小，只要波形不为理想直线。在某些实施例中，信号源102包括一个电压转换电路，电压转换电路用于将一输入电压转换成含纹波的直流纹波电压作为纹波信号VD,在输出端输出。其中在一个实施例中，电压转换电路用于将一交流输入电压VAC转换成含纹波的直流纹波电压VD。在另一个实施例中，电压转换电路用于将一直流输入电压VIN转换成含纹波的直流纹波电压VD。
[0022]纹波抑制电路101耦接于信号源102和负载103之间，并在输出端产生输出信号VOUT0纹波抑制电路101用于降低信号源102所提供的纹波信号VD中含有的纹波，并提供输出信号VOUT给负载103。纹波抑制电路10包括滤波电路111以及跟随电路112。
[0023]其中滤波电路111具有输入端和输出端。输入端耦接信号源102，用于接收纹波信号VD。输出端提供滤波信号VC。滤波电路111对信号源102提供的纹波信号VD进行滤波以得到滤波信号VC。滤波信号VC为纹波信号VD的平均值与一个正偏置信号之和。滤波信号VC的纹波远小于纹波信号VD，因此在此处及下文中，均假设滤波信号VC为一恒定值。
[0024]跟随电路112使得输出信号VOUT至少部分跟随滤波信号VC变化，在此处和下文中，输出信号VOUT至少部分跟随滤波信号VC变化的含义为输出信号VOUT的至少部分波形或波形包络与滤波电压VC相同或相似。跟随电路112具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接信号源102用于接收纹波信号VD，第二输入端耦接滤波电路111的输出端。跟随电路112的输出端耦接负载103并提供输出信号VOUT到负载103。其中输出信号VOUT基于滤波信号VC产生，使得输出信号VOUT至少部分跟随滤波信号VC变化，因此比较平滑，降低了纹波。
[0025]由于输出信号VOUT的幅值至少部分跟随滤波信号VC变化，而滤波信号VC由于叠加的正偏置信号作用，大于纹波信号VD的平均值，这样跟随电路112两端的信号差被有效降低，纹波抑制电路101的所消耗的能量消耗也随之降低。
[0026]在一个实施例中，纹波信号VD,滤波信号VC,偏置信号和输出信号VOUT均为电压信号。
[0027]在一些实施例中，负载103为LED负载。其中，在一个实施例中，LED负载为串联的多个发光二极管(LED)组成的LED灯串。在另一个实施例中，负载103为多个并联的LED串。在又一个实施例中，负载103为单个LED。在其它的实施例中，LED负载103为不同于上述连接方式的多个LED或其它类型的单个或多个任意连接方式的负载。
[0028]在一个实施例中，供电系统具有一个调光开关，通过间歇性开通和关断，调节LED负载103的电流大小。在一个实施例中，调光开关为一个可控娃开关(TRIAC),偏置电压的大小与可控硅开关的导通角有关。
[0029]图2示出了根据本发明一个实施例的含纹波抑制电路的隔离式供电系统20的系统框图，如图2所示，隔离式供电系统20包含变压器201，后级调整电路202，包含滤波电路203和跟随电路204的纹波抑制电路，以及负载205。在图示实施例中，纹波信号VD，滤波信号VC，偏置信号和输出信号VOUT均为电压信号。因此此处和下文均以纹波电压VD，滤波电压VC，偏置电压和输出电压来对应指代。
[0030]在一个实施例中，变压器201包含一个原边绕组Pl和至少一个副边绕组SI。原边绕组Pl和副边绕组SI将隔离式供电系统20隔离成原边部分和副边部分。原边绕组Pl的同名端接收一个原边电压VP，另一端耦接到原边地PGND。副边绕组SI的一端输出一个副边电压VS。在某些实施例中，原边电压VP为一个交流电压经整流滤波后得到的直流电压。在图示实施例中，副边绕组SI的同名端输出副边电压VS。然而，在另一实施例中，副边绕组的异名端输出副边电压VS。后级调整电路202耦接到副边绕组SI的两端以及副边地SGND，输出含有纹波的纹波电压VD。滤波电路203的第一输入端接收纹波电压VD。在图示实施例中，滤波电路203还进一步具有第二输入端和第三输入端，其中第二输入端接收副边电压VS，第三输入端耦接到副边地SGND。滤波电路203根据副边电压VS和纹波电压VD，在输出端输出滤波电压VC。在图不实施例中,跟随电路204包含一个金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)Ml。其中MOSFET管Ml的栅极作为跟随电路的第一输入端接收滤波电压VC，漏极作为第二输入端接收纹波电压VD，源极作为跟随电路204的输出端提供输出信号VOUT0在其他实施例中，跟随电路204可能包含其它合适的器件或电路，例如金属半导体场效应管(MESFET)。负载205耦接于跟随电路204的输出端和副边地SGND之间。
[0031]在一些实施例中，偏置电压与副边电压VS有关。在一个实施例中，隔离式供电系统20为一个隔离式开关电源转换器，副边电压VS取决于隔离式供电系统20的输入电压，开关频率以及变压器201的匝数比。
[0032]在一些实施例中，隔离式供电系统20进一步包含一个可选的调光开关206。在图示实施例中，调光开关电路206包含一个可控硅开关(TRIAC)，位于供电系统20的原边部分。在一个实施例中，TRIAC的一端可通过一个整流桥(未示出)，耦接到原边绕组P1。副边电压VS进一步取决于可控硅开关的导通角。本领域内普通技术人员能够理解，在其它实施例中，调光开关206可能包含其它合适的器件或电路，例如同样位于原边部分的受脉冲调制信号(PWM)控制的MOSFET开关。
[0033]在一个实施例中，当调光开关206的导通角增大时，偏置电压增大，当调光开关206的导通角减小时，偏置电压减小。
[0034]图3示出了如图2所示的含纹波抑制电路的隔离式供电系统20的工作波形示意图。下面将结合图3，对隔离式供电系统20的纹波抑制电路工作原理进行说明。本领域普通技术人员应当理解，下述内容是说明性的而非限制性的，本发明的范围应以权利要求书为准。
[0035]如图3所示，当隔离式供电系统20工作时，纹波电压VD为副边电压VS经过后级调整电路202处理后得到，其波形具有馒头波包络。在图示实施例中，纹波电压VD的纹波类型主要为低频纹波，频率为100Hz，即最为常见的市电供电所产生的低频纹波频率。本领域内普通技术人员应当理解，纹波电压VD的波形并不限于图3所示，在其他实施例中，纹波电压VD可具有其它任何非理想直线型波形。继续见图3，滤波电压VC的波形为一近似平直的直线。在偏置电压的作用下，滤波电压VC大于纹波电压VD的平均值。对于MOSFET管Ml来说，当源漏电压Vds = VD-VOUT大于等于栅源电压Vgs = VC-VOUT与MOSFET管本身的阈值电压VTH时之差时，即VD彡VC-VTH, MOSFET管Ml工作于饱和区，对应图3中Pl时间段。而当源漏电压VD-VOUT小于VC-V0UT-VTH时，即VD〈VC-VTH，MOSFET管Ml工作于线性区，对应图3中的P2时间段。
[0036]当MOSFET 管 Ml 工作于饱和区时，其功耗为 Vds*IL0AD = (VD-VOUT) * I LOAD =(VD-VC+Vgs) *IL0AD。此时如ILOAD远小于MOSFET管的最大工作电流，则Vgs ^ VTH,功耗可近似等于(VD-VC+VTH)*IL0AD。如图3所述，相比于未加偏置信号，由于偏置信号对滤波电压VC的抬升作用，MOSFET管Ml在饱和区的功耗得以降低。当MOSFET管Ml工作于线性区时，其功耗为Rdson* I LOAD2，其中Rdson为MOSFET管的导通电阻。由于MOSFET线性区的Rdson非常小，该部分功耗可以忽略不计。因此，偏置电压的加入，能够减小MOSFET管Ml在饱和区的功耗。
[0037]继续如图3所示，当晶体管Ml处于饱和区时，输出电压VOUT跟随VC，波形基本为一直线。当晶体管Ml进入线性区时，VD小于VC-VTH，因此输出电压VOUT无法继续跟随VC，改为跟随V0UT，此时输出电压VOUT会含有纹波电压VD本身的纹波。在本发明的一个实施例中，当通过负载205的负载电流ILOAD增大时，偏置电压增大，当负载电流ILOAD减小时，偏置电压减小。如图3所示，轻载时，由于ILOAD较小，MOSFET管Ml的饱和区功耗相对也较小，此时，较低的偏置电压有利于实现较好的纹波抑制效果。而重载时，降低MOSFET管Ml的功耗成为了首要的考虑，偏置电压升高有利于提供供电系统的效率。
[0038]本领域内普通技术人员能够理解，在其它实施例中，偏置电压的变化设定可以根据具体应用决定，在强调供电系统效率的场合调高偏置电压，而在强调纹波抑制效果的场合调低偏置电压，此处不再赘述。
[0039]图4示出了根据本发明一个实施例的隔离式供电系统40的具体电路图。如图4所示，隔离式供电系统40包含变压器201，后级调整电路202，包含滤波电路203和跟随电路204的纹波抑制电路，以及负载205。其中，变压器201包含一个原边绕组Pl和一个副边绕组SI，其中原边绕组Pl的一端接收一个原边电压VP，另一端定义为同名端，通过一个主功率开关PMl耦接到原边地PGND。在一个实施例中，原边电压VP为一个交流电压经整流滤波后得到的直流电压。副边绕组SI的异名端输出一个副边电压VS。后级调整电路202包含整流管401和滤波电容402，其中在图示实施例中，整流管401为一个整流二极管，正极耦接到副边地SGND，负极耦接到副边绕组SI的异名端。滤波电容402的一端耦接到副边绕组SI的同名端提供纹波电压VD，另一端耦接到副边地SGND。滤波电路203包含第一二极管403，第一电阻404，第二电阻405，第三电阻406和第一电容407。第一二极管403的正极耦接到副边绕组SI的异名端。第一电阻404的第一端耦接到第一二极管403的负极。第二电阻405的第一端耦接到第一电阻404的第二端，此处，第一电阻404与第二电阻405的交点被定义为端点A，第二电阻405的第二端耦接到副边绕组SI的同名端，第二电阻405的第二段被定义为端点B。第三电阻406的第一端耦接到第二电阻405的第一端。第一电容407耦接于第三电阻406的第二端和副边地SGND之间。其中，第一电容407和第三电阻406的交点被定义为端点C作为输出端输出滤波电压VC。跟随电路204包含MOSFET管Ml，其栅极作为跟随电路204的第一输入端接收滤波电压VC，漏极作为第二输入端接收纹波电压VD，源极作为跟随电路204的输出端提供输出信号V0UT。负载205耦接于跟随电路204的输出端和副边地SGND之间。
[0040]如图4所示，在稳态下，当主功率开关PMl开通时，电流自原边绕组Pl的异名端流向同名端，同时产生一个由同名端指向异名端的电动势。相应地，副边绕组Si上也产生了自同名端指向异名端的电动势。此时副边电压VS为纹波电压VD与该电动势之和。整流管401关断，第一二极管403导通，使得副边电压通过第二电阻405和第三电阻406，对第一电容407进行充电。由于第一电阻404和第二电阻405的分压作用，当忽略第一二极管403的导通压降时，端点A处的电位为VD+VS*R2/(R1+R2)，其中Rl为第一电阻的阻值，R2为第二电阻的阻值。当主功率开关PMl关断时，原边绕组Pl上产生一个自异名端指向同名端的电动势，使得副边绕组SI也产生一个自异名端指向同名端的电动势。此时副边电压VS为纹波电压VD于该电动势之差。整流管401开通，第一二极管403关断。当滤波电压VC大于纹波电压时，第一电容407通过第三电阻406和第二电阻405对负载放电。当滤波电压VC小于纹波电压VD时，纹波电压VD通过第二电阻405和第三电阻406向第一电容407充电。由于VC和VD之间在通常情况下差值很小，因此第二电阻405上所产生的压降非常微弱，端点A处的电位约等于VD。
[0041]综上，在稳态下，由于上述主功率开关作用，第一电容407两端的电压，即滤波电压VC在充电和放电过程中上下波动。当第三电阻406和第一电容407所组成的RC网络的时间常数远大于纹波电压VD的低频纹波周期时(自然更加远大于由于PMl开通和关断而产生的高频纹波的周期)，滤波电压VC的波动幅度很小，可近似视为恒定。即认为仅有纹波电压VD和副边电压VS随时间变化。
[0042]在平衡状态下的每低频纹波周期内，滤波电压VC总的变化量应当为0，即有:
[0043]( T0N[VD(t) + Vs(t)) - Vc]dt — Tw.,LVc - VD(t)] dt = O (I)
J0VK1 + 1V
[0044]上式可解得:
[0045]? fVoCOdt J0 DVsW(Rl +'R2)dt
Vc =-J-+-J- (2)
[0046]其中D为主功率开关PMl的占空比，T为纹波电压VD的周期。在图示实施例中，T= 10MHz0因此，滤波电压VC为纹波电压VD在一个周期内的平均值与一个偏置电压之和，偏置电压大小与主功率开关PMl的占空比，副边电压Vs，第一电阻404和第二电阻405的的阻值有关。
[0047]在某些实施例中，隔离式供电系统40选择接收交流电压VAC作为输入电压。例如在图示实施例中，交流电压VAC为220V/50HZ的市电。副边电压VS同交流电压VAC，以及变压器201中原边绕组Pl和副边绕组SI的匝数比有关。在其它实施例中，输入电压可以为直流电压。在另一些实施例中，隔离式供电系统40进一步包含一个调光电路206。例如在图示实施例中，隔离式供电系统40包含一个可选的可控硅开关TRl (TRIAC)作为调光电路206，副边电压VS进一步取决于可控硅开关的导通角。本领域内普通技术人员能够理解，在其它实施例中，调光开关206可能包含其它合适的器件或电路，例如一个受脉冲调制信号(PWM)控制的MOSFET开关。
[0048]图5示出了根据本发明另一个实施例的隔离式供电系统50的具体电路图。相比于隔离式供电系统40，隔离式供电系统50的变压器201进一步包含一个第二副边绕组S2，其中第二副边绕组S2的同名端耦接到整流二极管401的正极，异名端连接副边地SGND。
[0049]相比于隔离式供电系统40,在同样的输入电压和输出电压下，由于第二副边绕组S2的存在，隔离式供电供电系统50允许原边绕组Pl和副边绕组SI之间具有更小的匝数t匕，相应的副边电压VS可以具有更小的值，使得滤波电压VC的低频纹波和高频纹波都能得到进一步减小。
[0050]图6示出了根据本发明又一个实施例的隔离式供电系统60的具体电路图。对比隔离式供电系统40，在隔离式供电系统60中，后级调整电路202的整流管的位置产生了变化，整流管601的正极耦接副边绕组SI的同名端，负极耦接到滤波电容402的一端提供纹波电压VD。副边绕组SI的异名端耦接到副边地SGND。副边绕组SI的同名端产生副边电压VS0滤波电路203进一步包含第二电容608和第二二极管609。第二电容608的一端耦接到副边绕组SI的同名端，第二二极管609正极连接副边地SGND，负极耦接到第二电容608的另一端。第一二极管403的正极耦接到第二电容608和第二二极管609的交点。
[0051]如图6所示，在稳态下，当主功率开关PMl开通时，电流自原边绕组Pl的异名端流向同名端，同时产生一个由同名端指向异名端的电动势。相应地，副边绕组Si上也产生了自同名端指向异名端的电动势。此时副边电压VS等于副边地SGND与该电动势之差，为一个负电压。此时整流管401关断，第一二极管403关断，第二二极管609导通，使得第二电容608被充电，并将第二电容608上的电压定义为VSO。同时当VD大于VC时，滤波电容402通过第二电阻405和第三电阻406对第二电容407充电。当VD小于VC时，第二电容407通过第二电阻405和第三电阻406对负载放电。当忽略第二电阻405的分压作用时，端点A的电位为VD。当主功率开关PMl关断时，原边绕组PI上产生一个自异名端指向同名端的电动势，使得副边绕组SI也产生一个自异名端指向同名端的电动势。忽略整流管401上的压降，此时副边电压VS约等于纹波电压VD。整流管401开通，第二二极管609关断。由于第二电容608上的电压不能突变，因此此时第二电容608与第二二极管609的交点上的电位为VD+VS0。第一二极管403导通，电流通过第一电阻404和第三电阻406对第一电容407充电。又由于第一电阻404和第二电阻405的分压作用，A端上的电位为VD+(VD+VS0)*R2/(R1+R2)。
[0052]同样的，在稳态下，由于上述作用过程，第一电容407两端的电压，即滤波电压VC在充电和放电过程中上下波动。当第三电阻406和第一电容407所组成的RC网络的时间常数远大于纹波电压VD的低频纹波周期时(自然更加远大于由于PMl开通和关断而产生的高频纹波的周期)，滤波电压VC的波动幅度很小，可近似视为恒定。即认为仅有纹波电压VD和电压VSO随时间变化。
[0053]在平衡状态下的每低频纹波周期内，滤波电压VC总的变化量应当为0，即有:
rTR/ R 、
[0054]I Toff[VD(t)(I ++ Vs0(t)- Vc]dt - Ton [Vc - Vd⑴]dt = O ⑶
[0055]上式可解得:
[0056]V —/>!>(_ , , R2./J(l-D)rvD(t)+Vso(t)|dt
CT^Ri + Rp/T、!
[0057]其中D为主功率开关PMl的占空比，T为纹波电压VD的周期。在图示实施例中，T= 10MHz0因此，滤波电压VC为纹波电压VD在一个周期内的平均值与一个偏置电压之和，偏置电压大小与主功率开关PMl的占空比，电压VS0，纹波电压VD以及第一电阻404和第二电阻405的阻值有关。
[0058]在某些实施例中，隔离式供电系统60接收交流电压VAC作为输入电压。例如在图示实施例中，交流电压VAC为220V/50HZ的市电。电压VSO同交流电压VAC，以及变压器201中原边绕组Pl和副边绕组SI的匝数比有关。在另一些实施例中，隔离式供电系统60进一步包含一个调光电路206。例如在图示实施例中，隔离式供电系统60包含一个可控硅开关TRl (TRIAC)作为调光电路206，电压VSO进一步取决于可控硅开关的导通角。本领域内普通技术人员能够理解，在其它实施例中，调光开关206可能包含其它合适的器件或电路，例如一个受脉冲调制信号(PWM)控制的MOSFET开关。
[0059]图7示出了根据本发明一个实施例的抑制信号纹波的方法700的流程示意图。如图7所示，抑制纹波的方法700包含步骤701:从一个信号源接收一个纹波信号VD ;步骤702:将纹波信号VD输入一个滤波电路，形成一个滤波信号VC ；以及步骤703:将纹波信号VD和滤波信号VC输入一个跟随电路，形成一个输出信号VOUT提供给负载。其中，滤波信号VC为纹波信号VD的平均值与一个正偏置信号之和。输出信号VOUT至少部分跟随滤波信号VC。
[0060]在一个实施例中，纹波信号VD,滤波信号VC,偏置信号和输出信号VOUT均为电压信号，即纹波信号VD为一个纹波电压，滤波信号VC为一个滤波电压，输出信号VOUT为一个输出电压。
[0061]在一个实施例中，信号源为一个隔离式电压转换电路，其中步骤702进一步包括:
[0062]在隔离式电压转换电路的一个副边绕组的一端产生一个副边电压VS ；
[0063]将副边电压VS，纹波电压VD输入滤波电路，并进一步将滤波电路耦接到副边地SGND，输出一个滤波电压VC。
[0064]在一个实施例中，纹波电压VD的纹波具有周期性
[0065]在一个实施例中，隔离式电压转换电路具有一个主功率开关，副边绕组的异名端产生副边电压VS。在主功率开关开通时，副边电压VS使滤波电压VC上升，在主功率开关关断时，当滤波电压VC大于纹波电压VD，纹波电压VD使滤波电压VC下降，当滤波电压VC小于纹波电压VD时，纹波电压VD使滤波电压上升。
[0066]在一个实施例中，隔离式电压转换电路具有一个第二副边绕组，在主功率开关关断时，副边绕组和第二副边绕组共同使纹波电压VD抬升。
[0067]在另一个实施例中，隔离式电压转换电路具有一个主功率开关，副边绕组的同名端产生副边电压VS。在主功率开关开通时，副边电压VS对一电容充电，当滤波电压VC大于纹波电压VD，纹波电压VD使滤波电压VC下降，当滤波电压VC小于纹波电压VD时，纹波电压VD使滤波电压VC上升。在主功率开关关断时，电容两端的电压与纹波电压VD之和使滤波电压VC上升。
[0068]上述的一些特定实施例仅仅以示例性的方式对本发明进行说明，这些实施例不是完全详尽的，并不用于限定本发明的范围。对于公开的实施例进行变化和修改都是可能的，其他可行的选择性实施例和对实施例中元件的等同变化可以被本【技术领域】的普通技术人员所了解。本发明所公开的实施例的其他变化和修改并不超出本发明的精神和保护范围。
【权利要求】
1.一种纹波抑制电路，包含: 滤波电路，具有第一输入端和输出端，其中所述滤波电路的第一输入端稱接一信号源接收纹波信号，所述滤波电路的输出端输出滤波信号，所述滤波信号为所述纹波信号的平均值与一个正偏置信号之和；以及 跟随电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述跟随电路的第一输入端耦接所述信号源的输出端接收所述纹波信号，所述跟随电路的第二输入端耦接所述滤波电路的输出端接收所述滤波信号，所述跟随电路的输出端提供输出信号，所述输出信号至少部分跟随所述滤波信号变化。
2.如权利要求1所述的纹波抑制电路，其中所述纹波信号，所述滤波信号，所述偏置信号和所述输出信号均为电压信号。
3.如权利要求2所述的纹波抑制电路，其中所述跟随电路包含一个金属氧化物半导体场效应管(MOSFET管)，所述MOSFET管的栅极接收所述滤波信号，漏极接收所述纹波信号，源极输出所述输出信号。
4.如权利要求2所述的纹波抑制电路，其中所述纹波抑制电路接入一具有原边绕组和副边绕组的隔离式供电系统，所述副边绕组的同名端或异名端上产生一副边电压，所述滤波电路进一步包含第三输入端和第四输入端，其中所述第三输入端接收所述副边电压，所述第四输入端连接到所述隔离式供电系统的副边地，所述偏置信号与所述副边电压相关。
5.如权利要求4所述的纹波抑制电路，其中所述副边绕组的异名端耦接到一整流管，所述滤波电路包含: 第一二极管，所述第一二极管的正极耦接到所述副边绕组的异名端； 第一电阻，所述第一电阻的第一端耦接到所述第一二极管的负极； 第二电阻，所述第二电阻的第一端耦接到所述第一电阻的第二端，所述第二电阻的第二端耦接到所述副边绕组的同名端； 第三电阻，所述第三电阻的第一端耦接到所述第二电阻的第一端；以及 第一电容，耦接于所述第三电阻的第二端和所述副边地之间； 其中所述第一电容和所述第三电阻的交点作为所述滤波电路的输出端输出所述滤波信号。
6.如权利要求4所述的纹波抑制电路，其中所述副边绕组的同名端耦接到一整流管，所述滤波电路包含: 第一二极管，所述第一二极管的正极耦接到所述副边绕组的异名端； 第二二极管，所述第二二极管的正极耦接到所述第一二极管的负极； 第一电阻，所述第一电阻的第一端耦接到所述第二二极管的负极； 第二电阻，所述第二电阻的第一端耦接到所述第一电阻的第二端，所述第二电阻的第二端接收所述纹波信号； 第三电阻，所述第三电阻的第一端耦接到所述第二电阻的第一端；以及 第一电容，耦接于所述第三电阻的第二端和所述副边地之间； 第二电容，耦接于所述第一二极管的负极和所述副边绕组的同名端； 其中所述第一电容和所述第三电阻的交点作为所述滤波电路的输出端输出所述滤波信号。
7.一种含纹波抑制电路的电路系统，包含: 信号源，所述信号源具有输出端，所述输出端输出一个纹波信号； 纹波抑制电路，包含滤波电路和跟随电路，所述滤波电路具有第一输入端和输出端，其中所述滤波电路的第一输入端耦接所述信号源接收所述纹波信号，所述滤波电路的输出端输出滤波信号，其中，所述滤波信号为所述纹波信号的平均值与一个正偏置信号之和，所述跟随电路具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述跟随电路的第一输入端耦接所述信号源的输出端接收所述纹波信号，所述跟随电路的第二输入端耦接所述滤波电路的输出端接收所述滤波信号，所述跟随电路的输出端提供输出信号，其中所述输出信号至少部分跟随所述滤波信号变换； 负载电路，所述负载电路耦接所述纹波抑制电路的输出端接收所述输出信号。
8.如权利要求7所述的电路系统，其中，所述负载电路为LED灯串，所述信号源还包含一个输入端和一个调光电路，所述信号源的输入端接收一个周期性交流输入信号，所述调光电路包含一个可控硅开关(TRIAC)，通过开通和关断控制流过所述LED灯串的电流大小。
9.如权利要求8所述的电路系统，其中，当流过所述LED灯串的电流增大时，所述偏置信号增大，当流过所述LED灯串的电流减小时，所述偏置信号减小。
10.如权利要求7所述的电路系统，其中，所述纹波信号，所述偏置信号，所述滤波信号和所述输出信号均为电压信号； 所述信号源进一步包含变压器和后级调整电路，所述变压器包含一个原边绕组和一个第一副边绕组，每个绕组包含一个同名端和一个异名端，所述原边绕组的同名端接收一个原边电压，所述副边绕组的同名端或异名端输出一副边电压，所述后级调整电路分别耦接到所述第一副边绕组两端以及副边地，并输出所述纹波信号； 所述滤波电路还具有第二输入端和第三输入端，所述第二输入端接收所述副边电压，所述第三输入端连接到所述副边地，所述滤波电路根据所述副边电压和所述纹波信号，在输出端输出所述滤波信号，其中所述偏置信号与所述副边电压有关。
11.如权利要求10所述的电路系统，其中: 所述后级调整电路包含: 整流管，所述整流管正极耦接到所述副边地，负极耦接到所述第一副边绕组的异名端提供所述副边电压； 滤波电容，所述滤波电容的一端耦接到所述第一副边绕组的同名端提供所述纹波信号，另一端耦接到所述副边地；以及所述滤波电路包含: 第一二极管，所述第一二极管的正极耦接到所述第一副边绕组的异名端接收所述副边电压； 第一电阻，所述第一电阻的第一端耦接到所述第一二极管的负极； 第二电阻，所述第二电阻的第一端耦接到所述第一电阻的第二端，所述第二电阻的第二端耦接到所述第一副边绕组的同名端； 第三电阻，所述第三电阻的第一端耦接到所述第二电阻的第一端；以及 第一电容，耦接于所述第三电阻的第二端和所述副边地之间； 其中所述第一电容和所述第三电阻的交点作为所述滤波电路的输出端输出所述滤波信号。
12.如权利要求11所述的电路系统，其中所述变压器进一步包含一个第二副边绕组，所述第二副边绕组的同名端耦接到所述整流管的正端，所述第二副边绕组的异名端耦接到所述副边地。
13.如权利要求10所述的电路系统，其中: 所述后级调整电路包含: 整流管，所述整流管正极耦接到所述第一副边绕组的同名端产生所述副边电压； 滤波电容，所述滤波电容的一端耦接到所述整流管的负极提供所述纹波信号，另一端耦接到所述副边地；以及所述滤波电路包含: 第一二极管，所述第一二极管的正极耦接到所述第一副边绕组的异名端； 第二二极管，所述第二二极管的正极耦接到所述第一二极管的负极； 第一电阻，所述第一电阻的第一端耦接到所述第二二极管的负极； 第二电阻，所述第二电阻的第一端耦接到所述第一电阻的第二端，所述第二电阻的第二端接收所述纹波信号； 第三电阻，所述第三电阻的第一端耦接到所述第二电阻的第一端；以及 第一电容，耦接于所述第三电阻的第二端和所述副边地之间； 第二电容，耦接于所述第一二极管的负极和所述第一副边绕组的同名端； 其中所述第一电容和所述第三电阻的交点作为所述滤波电路的输出端输出所述滤波信号。
14.如权利要求7所述的电路系统，其中所述跟随电路包含一个金属氧化物半导体场效应管(MOSFET管)，所述MOSFET管的栅极接收所述滤波信号，漏极接收所述纹波信号，源极输出所述输出信号。
15.一种抑制信号纹波的方法，包含: 从一个信号源产生一个纹波信号； 将所述纹波信号输入一个滤波电路，产生一个滤波信号，其中，所述滤波信号为所述纹波信号的平均值与一个正偏置信号之和；以及 将所述纹波信号和所述滤波信号输入一个跟随电路，形成一个输出信号提供给负载，所述输出信号至少部分跟随所述滤波信号变化。
16.如权利要求15所述的抑制信号纹波的方法，其中所述纹波信号，所述滤波信号，所述偏置信号和所述输出信号均为电压信号。
17.如权利要求16所述的抑制信号纹波的方法，其中所述信号源为一个隔离式电压转换电路，具有一个主功率开关和一个第一副边绕组，产生所述滤波信号包括: 在所述第一副边绕组的一端产生一个副边电压； 将所述副边电压，所述纹波信号输入所述滤波电路，并进一步将所述滤波电路耦接到副边地，输出所述滤波信号。
18.如权利要求17所述的抑制信号纹波的方法，其中所述第一副边绕组的异名端产生所述副边电压，在所述主功率开关开通时，所述副边电压使所述滤波信号上升，在所述主功率开关关断时，当所述滤波信号大于所述纹波信号时，所述纹波信号使所述滤波信号下降，当所述滤波信号小于所述纹波信号时，所述纹波信号使所述滤波信号上升。
19.如权利要求17所述的抑制信号纹波的方法，其中隔离式电压转换电路还具有一个第二副边绕组，在所述主功率开关关断时，所述第一副边绕组和所述第二副边绕组共同使所述纹波信号抬升。
20.如权利要求17所述的抑制信号纹波的方法，其中所述第一副边绕组的同名端产生所述副边电压，在所述主功率开关开通时，所述副边电压对一电容充电，当所述滤波信号大于所述纹波信号时，所述纹波信号使所述滤波信号下降，当所述滤波信号小于所述纹波信号时，所述纹波信号使所述滤波信号上升，在所述主功率开关关断时，所述电容两端的电压与所述纹波信号之和使所述滤波信号上升。
【文档编号】H05B37/02GK104242620SQ201410440671
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】邝乃兴, 范子林, 任远程 申请人:成都芯源系统有限公司