自適應(yīng)低噪聲dcdc隔離電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高精密測(cè)量?jī)x器的供電領(lǐng)域，尤其涉及一種自適應(yīng)低噪聲DCDC隔離電源。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的DCDC隔離電源都是通過(guò)改變開關(guān)的頻率來(lái)達(dá)到穩(wěn)壓的作用，沒(méi)有過(guò)多的考慮開關(guān)噪聲的抑制。
[0003]現(xiàn)階段的DCDC隔離電源已經(jīng)比較成熟，但大部分的應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)噪聲要求不是很高，而在測(cè)量?jī)x器中，對(duì)噪聲的需求較高，要求將噪聲控制的很低，本發(fā)明可控制開關(guān)噪聲峰值在10uV以內(nèi)，主要可以適應(yīng)在隔離變壓器電感值一致性差，負(fù)載發(fā)生變化，器件老化的情況下，電源可以自動(dòng)將噪聲水平調(diào)到極低狀態(tài)。一般的DCDC電源如圖1所示，推挽變壓器T的驅(qū)動(dòng)開關(guān)Kl，K2的開關(guān)頻率定值，電路設(shè)計(jì)完成就固定不變。變壓器原副邊的的電壓波形有振鈴，并且振鈴的大小與開關(guān)頻率有關(guān)
[0004]當(dāng)Kl，Κ2開關(guān)閉合與打開時(shí)，由于回路電流的瞬間變化導(dǎo)致電壓的振鈴現(xiàn)象存在，繼而感應(yīng)到副邊線圈產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象，振鈴存在使得輸出UO的噪聲存在如圖2所示，輸出電壓存在振鈴形式的開關(guān)噪聲。在副邊的整流電路中二極管D1、D2的導(dǎo)通和截止也會(huì)產(chǎn)生振鈴形式的開關(guān)噪聲。
[0005]如圖3所示，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到最佳狀態(tài)時(shí)，回路的電壓上升或者下降比較緩慢，不存在振鈴形式的開關(guān)噪聲。
[0006]電源源輸出為如圖4所示，噪聲峰峰值優(yōu)于I OOuV。
[0007]當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，例如變壓器感值發(fā)生變化，開關(guān)已有的頻率會(huì)使得開關(guān)電壓波形發(fā)生變化。如圖5所示在開關(guān)管打開或者閉合時(shí)，回路電壓存在振鈴現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電源輸出存在較大的噪聲，如圖6所示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何抑制振鈴現(xiàn)象。
[0009]為了解決這一技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)低噪聲DCDC隔離電源，包括變壓器隔離單元，所述變壓器隔離單元包括原邊線圈與副邊線圈，還包括電壓衰減單元、控制單元和開關(guān)管驅(qū)動(dòng)單元；
[0010]所述電壓衰減單元用以自所述原邊線圈所處的變壓器回路獲得電壓信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行衰減后反饋至所述控制單元；
[0011]所述控制單元用以依據(jù)所述電壓衰減單元反饋的信號(hào)進(jìn)行判斷，若該電壓信號(hào)顯示所述原邊線圈所處變壓器回路處于振鈴狀態(tài)，則依據(jù)振鈴的變化，輸出相應(yīng)頻率的PffM信號(hào)至所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)單元，使得所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)單元依據(jù)所述PWM信號(hào)導(dǎo)通所述原邊線圈工作。
[0012]可選的，所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)單元包括導(dǎo)通所述原邊線圈工作的驅(qū)動(dòng)開關(guān)，所述驅(qū)動(dòng)開關(guān)根據(jù)所述PWM信號(hào)導(dǎo)通所述原邊線圈工作。
[0013]可選的，所述原邊線圈的數(shù)量為兩個(gè)，分別為第一原邊線圈與第二原邊線圈，所述驅(qū)動(dòng)開關(guān)的數(shù)量為兩個(gè)，分別為導(dǎo)通所述第一原邊線圈工作的第一驅(qū)動(dòng)開關(guān)和導(dǎo)通所述第二原邊線圈工作的第二驅(qū)動(dòng)開關(guān)，所述第一驅(qū)動(dòng)開關(guān)與第二驅(qū)動(dòng)開關(guān)根據(jù)所述PWM信號(hào)交替導(dǎo)通所述第一原邊線圈和第二原邊線圈產(chǎn)生電流。
[0014]可選的，所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)單元還包括反相器電路，所述第一驅(qū)動(dòng)開關(guān)依據(jù)經(jīng)PWM信號(hào)導(dǎo)通所述第一原邊線圈，所述第二驅(qū)動(dòng)開關(guān)依據(jù)所述反相電路反相后的PWM信號(hào)導(dǎo)通所述第一原邊線圈。
[0015]可選的，所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)單元還包括延遲電路，所述延遲電路的數(shù)量與所述驅(qū)動(dòng)開關(guān)的數(shù)量匹配，所述延遲電路用以接收所述PWM信號(hào)或反相后的PWM信號(hào)，經(jīng)延遲后驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)開關(guān)工作。
[0016]可選的，所述延遲電路包括與非門/與門電路，所述PffM信號(hào)或反相后的PffM信號(hào)自所述與非門/與門電路的第一輸入端輸入;所述與非門/與門電路的第二輸入端通過(guò)電容接參考地，且所述PWM信號(hào)或反相后的PWM信號(hào)的電流傳至該電容，所述與非門/與門電路的輸出端連接對(duì)應(yīng)的所述驅(qū)動(dòng)開關(guān)。
[0017]可選的，所述電壓衰減單元采用差動(dòng)輸入電壓放大器電路對(duì)采集的電壓進(jìn)行衰減后反饋至所述控制單元。
[0018]可選的，所述的自適應(yīng)低噪聲DCDC隔離電源還包括整流單元，所述整流單元用以對(duì)副邊線圈感應(yīng)得到的交變電流進(jìn)行整流。
[0019]可選的，所述整流單元包括整流驅(qū)動(dòng)芯片和三極管，所述整流驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端連接所述三極管的控制極，所述整流驅(qū)動(dòng)芯片用以依據(jù)所述副邊線圈感應(yīng)得到的交變電流控制所述三極管，從而使得所述三極管對(duì)自所述副邊線圈傳至所述三極管的集電極的交變電流進(jìn)行整流后，通過(guò)所述三極管的發(fā)射極輸出。
[0020]可選的，所述副邊線圈包括第一類副邊線圈和第二類副邊線圈，所述第一類副邊線圈用以自所述原邊線圈感應(yīng)得到交變電流后輸入所述整流驅(qū)動(dòng)芯片的輸入端和三極管的集電極，所述第二類副邊線圈用以自所述原邊線圈感應(yīng)得到交變電流后為所述整流驅(qū)動(dòng)芯片供電。
[0021 ]可選的，所述整流驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端還通過(guò)電容接地。
[0022]可選的，所述整流驅(qū)動(dòng)芯片和三極管的數(shù)量均為兩個(gè)，每個(gè)所述整流驅(qū)動(dòng)芯片的輸入端連接一個(gè)所述副邊線圈，每個(gè)所述整流驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端連接一個(gè)所述三極管，兩個(gè)所述三極管被控制交替整流、輸出電流。
[0023]可選的，所述的自適應(yīng)低噪聲DCDC隔離電源還包括濾波單元，所述濾波單元用以將自所述整流單元接收到的直流電進(jìn)行濾波處理。
[0024]本發(fā)明通過(guò)控制單元、電壓衰減單元、開關(guān)驅(qū)動(dòng)單元、變壓器隔離單元組成的閉合回路有效的減小變壓器回路中的電壓振鈴的幅度，進(jìn)而減小輸出電壓的開關(guān)噪聲。在進(jìn)一步具體的可選方案中，還引入了整流單元，采用整流單元將傳統(tǒng)的二極管改為晶體三極管，并能有效的控制晶體三極管的開關(guān)速率，有效減小傳統(tǒng)二極管產(chǎn)生的開關(guān)噪聲，進(jìn)而減小輸出電壓的開關(guān)噪聲。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中DCDC隔尚電源的不意圖；
[0026]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中振鈴存在時(shí)輸出UO的波形圖；
[0027]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中不存在振鈴現(xiàn)象的回路電壓波形；
[0028]圖4是現(xiàn)有技術(shù)中不存在振鈴現(xiàn)象的電源輸出波形圖；
[0029]圖5是現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)管打開閉合時(shí)存在振鈴現(xiàn)象的回路電壓波形圖；
[0030]圖6是現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)管打開閉合時(shí)存在振鈴現(xiàn)象的電源輸出波形圖；
[0031]圖7是本發(fā)明一實(shí)施例提供的自適應(yīng)低噪聲DCDC隔離電源的原理示意圖；
[0032]圖8是本發(fā)明一實(shí)施例提供的自適應(yīng)低噪聲D⑶C隔離電源的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下將結(jié)合圖7和圖8對(duì)本發(fā)明提供的自適應(yīng)低噪聲DCDC隔離電源進(jìn)行詳細(xì)的闡述，其為本發(fā)明可選的實(shí)施例，可以認(rèn)為，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不改變本發(fā)明精神和內(nèi)容的范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改和潤(rùn)色。
[0034]請(qǐng)參考圖本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)低噪聲DCDC隔離電源，包括變壓器隔離單元，所述變壓器隔離單元包括原邊線圈與副邊線圈，還包括電壓衰減單元、控制單元和開關(guān)管驅(qū)動(dòng)單元；
[0035]所述電壓衰減單元用以自所述原邊線圈所處的變壓器回路獲得電壓信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行衰減后反饋至所述控制單元；
[0036]所述控制單元用以依據(jù)所述電壓衰減單元反饋的信號(hào)進(jìn)行判斷，若該電壓信號(hào)顯示所述原邊線圈所處變壓器回路處于振鈴狀態(tài)，則依據(jù)振鈴的