專利名稱：實(shí)現(xiàn)低輸入電流紋波的開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源，尤其涉及實(shí)現(xiàn)低輸入電流紋波的開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的升壓型開關(guān)電源設(shè)計(jì)中，為保證低輸入電流紋波，通常在輸入端加入單級(jí)或多級(jí)濾波環(huán)節(jié)，或采用兩相交錯(cuò)方式實(shí)現(xiàn)輸入電流相互抵消，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，Vin為輸入電壓，Vout為輸出電壓，L為輸入濾波電感，D為續(xù)流二極管，通過(guò)以上器件構(gòu)成傳統(tǒng)的升壓型電路。在低輸入電流紋波開關(guān)電源的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，為保證輸入電流紋波較小，需選用較大的輸入濾波電感值L，此時(shí)電路的的動(dòng)態(tài)特性會(huì)因L的增大而變慢，從而不能很好的滿足負(fù)載變化的要求。同時(shí)磁性材料的選擇和制作面臨諸多問(wèn)題，如體積增加、成本增高
坐寸ο為保證傳統(tǒng)的升壓型電路具有較低的輸入電流紋波，通常需要配合較大的輸入濾波電感值L。然而穩(wěn)態(tài)性能保證后，電路的動(dòng)態(tài)性能往往很難滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)低輸入電流紋波的開關(guān)電源。本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)低輸入電流紋波的開關(guān)電源，包括升壓電路、紋波抵消支路，所述升壓電路包括輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊，所述紋波抵消支路跨接至所述升壓電路輸出端與所述輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊之間。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊由串聯(lián)的電感(LI)、電感(L2)、及其互感(M)組成。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述紋波抵消支路包括串聯(lián)在一起的輔助電感Lk和儲(chǔ)能電容Ck組成。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述升壓電路還包括開關(guān)(S)、電容(C)、電阻(R)，所述開關(guān)(S)、所述電容(C)、所述電阻(R)相互并聯(lián)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述升壓電路還包括與所述輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊串聯(lián)的續(xù)流二極管(D )。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明實(shí)現(xiàn)低輸入電流紋波的開關(guān)電源，將傳統(tǒng)升壓型電路的輸入濾波電感中引出中間抽頭，并配合體積和重量均較小的輔助電感和儲(chǔ)能電容，即可保證變換器不僅具有較低的輸入電流紋波，同時(shí)具有較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。該低輸入電流紋波的開關(guān)電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)靈活，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。


圖1是目前傳統(tǒng)的升壓型電路。
圖2是本發(fā)明的電路原理圖。圖3是圖2解耦后的等效原理圖。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)低輸入電流紋波的開關(guān)電源，包括升壓電路、紋波抵消支路，所述升壓電路包括輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊，所述紋波抵消支路跨接至所述升壓電路輸出端與所述輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊之間。所述輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊由串聯(lián)的電感L1、電感L2、及其互感M組成。所述紋波抵消支路包括串聯(lián)在一起的輔助電感Lk和儲(chǔ)能電容Ck組成。所述升壓電路 還包括開關(guān)S、電容C、電阻R，所述開關(guān)S、所述電容C、所述電阻R相
互并聯(lián)。所述升壓電路還包括與所述輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊串聯(lián)的續(xù)流二極管D。所述輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊為傳統(tǒng)升壓電路中輸入濾波電感L的中間抽頭式電感等效電路，通過(guò)控制輔助電感Lk、及儲(chǔ)能電容Ck的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)整體電流的低輸入電流紋波精度。按照?qǐng)D2給出的電路結(jié)構(gòu)，為保證實(shí)際輸入電流Iin紋波很小，需滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則。由耦合電感解耦得到圖3的等效原理圖，其中 Α=Ι^+ΜαΒ= 2+Μ、Ι^=Ι^-Μ。則輔助電感Le的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為:當(dāng)紋波抵消支路中等效電感Lc=O (即輔助電感Lk=M)時(shí)，根據(jù)基爾霍夫電路定理并選擇合適的儲(chǔ)能電容Ck后，輔助支路的電流紋波可與電感Lb的電流紋波相抵消，從而實(shí)現(xiàn)輸入電流(即電感La上的電流)紋波為零的目的。通過(guò)改變輔助電感Lk、及儲(chǔ)能電容Ck的參數(shù)值，可以有效調(diào)整輸入電流紋波范圍，因此本發(fā)明比傳統(tǒng)的方式更具靈活性。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)低輸入電流紋波的開關(guān)電源，將傳統(tǒng)升壓型電路的輸入濾波電感中引出中間抽頭，并配合體積和重量均較小的輔助電感Lk和儲(chǔ)能電容CK，即可保證變換器不僅具有較低的輸入電流紋波，同時(shí)具有較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。該低輸入電流紋波的開關(guān)電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)靈活，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。低輸入電流紋波的開關(guān)電源可用于新能源、計(jì)算機(jī)、汽車等低壓大電流分布式電源系統(tǒng)中，可有效改善因大電流紋波導(dǎo)致的電磁干擾問(wèn)題。同時(shí)該低輸入電流紋波開關(guān)電源可在簡(jiǎn)化輸入濾波環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上保證整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，具有十分重要的意義。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)低輸入電流紋波的開關(guān)電源，其特征在于:包括升壓電路、紋波抵消支路，所述升壓電路包括輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊，所述紋波抵消支路跨接至所述升壓電路輸出端與所述輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源，其特征在于:所述輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊由串聯(lián)的電感(LI)、電感(L2)、及其互感(M)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)電源，其特征在于:所述紋波抵消支路包括串聯(lián)在一起的輔助電感Lk和儲(chǔ)能電容Ck組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)電源，其特征在于:所述升壓電路還包括開關(guān)(S)、電容(C)、電阻(R)，所述開關(guān)(S)、所述電容(C)、所述電阻(R)相互并聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)電源，其特征在于:所述升壓電路還包括與所述輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊串聯(lián)的續(xù)流二極管(D )。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)低輸入電流紋波的開關(guān)電源，包括升壓電路、紋波抵消支路，所述升壓電路包括輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊，所述紋波抵消支路跨接至所述升壓電路輸出端與所述輸入濾波電感的中間抽頭式電感模塊之間。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)低輸入電流紋波的開關(guān)電源，將傳統(tǒng)升壓型電路的輸入濾波電感中引出中間抽頭，并配合體積和重量均較小的輔助電感和儲(chǔ)能電容，即可保證變換器不僅具有較低的輸入電流紋波，同時(shí)具有較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。該低輸入電流紋波的開關(guān)電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)靈活，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
文檔編號(hào)H02M1/14GK103178700SQ201310065539
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者張東來(lái), 谷雨 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院