一種磁集成開關(guān)電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可實(shí)現(xiàn)低輸入/輸出電流紋波及高動態(tài)響應(yīng)的磁集成開關(guān)電源，包括由輸入濾波支路、耦合輸出支路和紋波抵消支路構(gòu)成的磁集成模塊；所述輸入濾波支路包括輸入電感LA；所述耦合輸出支路包括輸出電感LC和緩沖電容Cb；所述紋波抵消支路包括串聯(lián)在一起的紋波抵消電感LB和儲能電容Cr；輸入電感LA、輸出電感LC及紋波抵消電感LB耦合至同一磁芯中。磁集成模塊包括的輸入濾波支路、耦合輸出支路及電流紋波抵消支路，耦合至同一磁芯中以實(shí)現(xiàn)磁集成的目的。本發(fā)明的有益效果是可以實(shí)現(xiàn)輸入輸出電流紋波抵消以及提升電源動態(tài)響應(yīng)的特點(diǎn)。本發(fā)明的磁集成開關(guān)電源具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)靈活，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
【專利說明】一種磁集成開關(guān)電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)電源，尤其涉及一種磁集成開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的升壓型開關(guān)電源設(shè)計(jì)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。增加電感值同時(shí)意味著增加電源的體積和重量，并降低電源的動態(tài)性能。不僅如此，工作在連續(xù)導(dǎo)通模式下的傳統(tǒng)的升壓型開關(guān)電源存在不可消除的右半平面零點(diǎn)，該右半平面零點(diǎn)直接導(dǎo)致電源的帶寬較低且動態(tài)響應(yīng)較差，從而不能很好的滿足負(fù)載變化時(shí)的動態(tài)響應(yīng)要求。傳統(tǒng)升壓型開關(guān)電源其結(jié)構(gòu)如圖1所示，Vin為輸入電壓，Vout為輸出電壓，L為輸入電感，D為續(xù)流二極管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)低輸入/輸出電流紋波及高動態(tài)響應(yīng)的磁集成開關(guān)電源，其中磁集成模塊包括輸入濾波支路、耦合輸出支路及電流紋波抵消支路，三條支路耦合至同一磁芯中以實(shí)現(xiàn)磁集成的目的。
[0004]本發(fā)明具體通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種實(shí)現(xiàn)低輸入/輸出電流紋波及高動態(tài)響應(yīng)的磁集成開關(guān)電源，包括由輸入濾波支路、耦合輸出支路和紋波抵消支路構(gòu)成的磁集成模塊；所述輸入濾波支路包括輸入電感La ；所述耦合輸出支路包括輸出電感L。和緩沖電容Cb ;所述紋波抵消支路包括串聯(lián)在一起的紋波抵消電感Lb和儲能電容(；；輸入電感La、輸出電感Lc及紋波抵消電感Lb耦合至同一磁芯中；輸入電感La的同名端接輸入電源，另一端接輸出電感L。的異名端，紋波抵消電感Lb的同名端接輸入電源，另一端通過儲能電容(；接地；所述緩沖電容Cb的一端輸出電感Lc的異名端，另一端接地。
[0005]進(jìn)步一地，所述磁集成開關(guān)電源電路還包括開關(guān)S、輸出電容Co、輸出負(fù)載Ro ;所述開關(guān)S的一端接輸入電感La的輸出端,另一端接地；所述輸出電容Co與所述輸出負(fù)載Ro并聯(lián)，其一端接輸出電感L。的輸入端，另一端接地。
[0006]進(jìn)一步地，所述磁集成開關(guān)電源電路還包括串聯(lián)在所述輸入濾波電感La與輸出電感L。中間的續(xù)流二極管D。
[0007]進(jìn)一步地，所述紋波抵消支路中，通過控制LB的大小及耦合系數(shù)，以實(shí)現(xiàn)輸入/輸出電流紋波抵消。
[0008]進(jìn)一步地，所述耦合輸出支路中，通過控制LC的大小及耦合系數(shù)，以實(shí)現(xiàn)升壓變換器高動態(tài)響應(yīng)。
[0009]進(jìn)一步地，通過改變LB的大小和耦合系數(shù)以及儲能電容Cr的值，來有效調(diào)整開關(guān)電源輸入/輸出電流紋波范圍。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的低輸入/輸出電流紋波及高動態(tài)響應(yīng)的磁集成開關(guān)電源，將傳統(tǒng)升壓型電路的輸入濾波電感及輸出濾波電感耦合至同一磁芯中并引入電流紋波抵消支路，可以實(shí)現(xiàn)輸入輸出電流紋波抵消，以及提升電源動態(tài)響應(yīng)的特點(diǎn)。同時(shí)，該磁集成開關(guān)電源具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)靈活，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是目前傳統(tǒng)的升壓型電路。
[0012]圖2是本發(fā)明的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖2所示，本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)低輸入/輸出電流紋波及高動態(tài)響應(yīng)的磁集成開關(guān)電源。其中磁集成模塊包括輸入濾波支路、耦合輸出支路及電流紋波抵消支路，三條支路耦合至同一磁芯中以實(shí)現(xiàn)磁集成的目的。
[0014]所述磁集成模塊由輸入電感La，輸出電感L。及紋波抵消電感Lb共同耦合至同一磁芯組成。
[0015]所述紋波抵消支路包括串聯(lián)在一起的紋波抵消電感Lb和儲能電容(；組成。耦合輸出電路中包括緩沖電容Cb。
[0016]所述開關(guān)電源電路(升壓電路)還包括開關(guān)S、輸出電容Co、輸出負(fù)載Ro、所述輸出電容Co、所述輸出負(fù)載Ro相互并聯(lián)。升壓電路還包括與所述輸入濾波電感及輸出電感模塊串聯(lián)的續(xù)流二極管D。
[0017]所述紋波抵消支路中，通過控制紋波抵消電感Lb的大小及耦合系數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)輸入/輸出電流紋波抵消。所述耦合輸出支路中，通過控制輸出電感L。的大小及耦合系數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)升壓變換器高動態(tài)響應(yīng)的目標(biāo)。
[0018]通過改變紋波抵消電感匕的大小和耦合系數(shù)、以及儲能電容(；的值，可以有效調(diào)整開關(guān)電源輸入/輸出電流紋波范圍，因此本發(fā)明比傳統(tǒng)的方式更具靈活性。
[0019]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)低輸入/輸出電流紋波及高動態(tài)響應(yīng)的磁集成開關(guān)電源，在傳統(tǒng)升壓型電路中引入耦合輸出支路及紋波抵消支路，并配合體積和重量均較小的緩沖電容Cb及儲能電容C；，可保證變換器不僅具有較低的輸入/輸出電流紋波，同時(shí)具有很高的動態(tài)響應(yīng)。該低輸入/輸出電流紋波及高動態(tài)響應(yīng)的磁集成開關(guān)電源結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)靈活，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
[0020]低輸入/輸出電流紋波及高動態(tài)響應(yīng)的磁集成開關(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)致的電磁干擾問題。同時(shí)該低電流紋波開關(guān)電源可在簡化輸入輸出濾波環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上保證整個系統(tǒng)的動態(tài)性能，具有十分重要的意義。
[0021]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，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/輸出電流紋波及高動態(tài)響應(yīng)的磁集成開關(guān)電源，其特征在于:所述磁集成開關(guān)電源包括輸入濾波支路、耦合輸出支路、紋波抵消支路；所述輸入濾波支路包括輸入電感La ;所述耦合輸出支路包括輸出電感Lc和緩沖電容Cb ;所述紋波抵消支路包括串聯(lián)在一起的紋波抵消電感Lb和儲能電容(；；輸入電感La、輸出電感L。及紋波抵消電感Lb耦合至同一磁芯中；輸入電感La的同名端接輸入電源，另一端接輸出電感Lc的異名端，紋波抵消電感Lb的同名端接輸入電源，另一端通過儲能電容(；接地；所述緩沖電容Cb的一端輸出電感Lc的異名端，另一端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁集成開關(guān)電源，所述開關(guān)電源電路還包括開關(guān)S、輸出電容Co、輸出負(fù)載Ro ;所述開關(guān)S的一端接輸入電感La的輸出端,另一端接地；所述輸出電容Co與所述輸出負(fù)載Ro并聯(lián)，其一端接輸出電感L。的輸入端，另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁集成開關(guān)電源，其特征在于:所述開關(guān)電源電路還包括串聯(lián)在所述輸入濾波電感La與輸出電感L。中間的續(xù)流二極管D。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁集成開關(guān)電源，其特征在于:所述紋波抵消支路中，通過控制Lb的大小及耦合系數(shù)，以實(shí)現(xiàn)輸入/輸出電流紋波抵消。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁集成開關(guān)電源，其特征在于:所述耦合輸出支路中，通過控制L。的大小及耦合系數(shù)，以實(shí)現(xiàn)升壓變換器高動態(tài)響應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁集成開關(guān)電源，其特征在于:通過改變匕的大小和耦合系數(shù)以及儲能電容(；的值，來有效調(diào)整開關(guān)電源輸入/輸出電流紋波范圍。
【文檔編號】H02M3/10GK103532361SQ201310456487
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】張東來, 谷雨 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院