一种程控直流电源的纹波抑制器电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种程控直流电源的纹波抑制器电路，在直流电源正、负极输出线之间接有电容C3后，再接入有源低通滤波器、无源滤波器，有源低通滤波器包括N沟道大功率MOSFET管V1、具有动态补偿功能的前级运算放大器N1:1和后级运算放大器N1:2，无源滤波器包括电感L1和电容C1。本实用新型专利技术的可衰减电源输出高低频纹波噪声，改善动态响应性能，提高输出精度和稳定性。前后级采用同步跟踪控制，可实现极低压差的精确调整，有效地提高了电源的转换效率。因此，本实用新型专利技术在高精度程控直流电源的设计中具有良好的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及程控电源领域，具体是一种程控直流电源的纹波抑制器电路。 一种程控直流电源的纹波抑制器电路
技术介绍
程控直流电源是自动测试系统中必不可少的设备。在国家现代化进程中，各类自 动测试系统应运而生，直接服务于科研生产等民用领域，对程控直流电源系统的需求同样 在增加。在各类自动测试系统，如基站测试系统、电子装备系统级自动检测平台中，都需要 高精度、低噪声程控电源供电，且要求电压可编程。程控直流电源是在自动测试环境中提供 偏置功率和对部件或最终产品提供激励的理想设备，是测试系统必备的测试仪器。随着军 队现代化进程的加快，对系统直流供电要求也日趋严格，特别是在通信领域的射频收发器、 音频电路以及模拟集成电路处理的模拟信号应用中，对电源精度和纹波噪声指标要求很 高，传统高效率的开关式电源已无法满足其使用要求。 目前高精度的程控直流电源常采用以下两种稳压方案：1、线性电源稳压2、开关 预稳压与线性稳压的两级方案。线性电源稳压方案的电压稳定度及负载稳定度高，输出纹 波很小，电路的瞬态响应速度很快，易于满足高精度低噪声的要求。但由于采用体积和重 量较大工频变压器，工作频率为100Hz以下的工频，所以要降低输出电压中的纹波电压的 峰一峰值，就必须有较大容量的滤波电容。同时，功率调整管工作在晶体管特征曲线的线性 放大区，功率晶体管自身的损耗较大，必须增加较大的散热片。此外，电网电压适应范围窄， 线性电源变压器和整流器形成的各次谐波大，易影响低频噪声敏感电路的工作。采用开关 预稳压与线性稳压相结合的方案，综合了开关电源与线性电源的优点，前级开关电源具有 体积小、效率高的优点，可以实现电源小型化的要求，后级采用快速响应的线性稳压电路， 可有效降低输出噪声，提高电压精度。但为了获得良好的快速响应性能，后级稳压电路必需 保证一定的输入输出压差。同时，在程控输出电压改变时，前后级无法实现良好的同步跟踪 调整，因此，前级常采用固定电压输出，造成低电压输出时后级稳压电路功耗较大，无法进 一步减小电源的损耗。为获得更高的转换效率，需要采用新的纹波抑制电路。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种程控直流电源的纹波抑制器电路，以解决现有技术 存在的问题。 为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为： -种程控直流电源的纹波抑制器电路，包括直流电源正、负极输出线，其特征在 于：直流电源正、负极输出线之间接有电容C3后，再接入有源低通滤波器、无源滤波器，所 述有源低通滤波器包括N沟道大功率M0SFET管VI、具有动态补偿功能的前级运算放大器 Nl:l和后级运算放大器Nl:2,无源滤波器包括电感L1和电容C1，其中电感L1接入直流电 源负极输出线上，电容C1 一端与电感L1 一端连接，电容C1另一端接入直流电源正极输出 线，所述前级运算放大器Nl: 1的同相输入端通过电阻R2与直流电源正极输出线连接，前级 运算放大器N1:1的同相输入端还通过电阻R1接地，前级运算放大器N1:1的反相输入端通 过电阻R3与电感L1、电容C1之间连接，前级运算放大器Nl: 1的反相输入端还通过电阻R4 与前级运算放大器Nl: 1的输出端连接，前级运算放大器Nl: 1的输出端通过电阻R6与后级 运算放大器N1:2的反相输入端连接，电阻R6与后级运算放大器N1:2的反相输入端之间还 通过电阻R5接入基准电压信号，后级运算放大器N1:2的同相输入端接地，后级运算放大器 Nl:2输出端与MOSFET管VI的栅极连接，MOSFET管VI的源极接入直流电源负极输出线上， MOSFET管VI的漏极与电感L1未与电容C1连接的一端连接。 所述的一种程控直流电源的纹波抑制器电路，其特征在于：前级运算放大器Nl:l 与电阻R1-R4构成差分放大器电路，后级运算放大器Nl: 2构成加法器。 所述的一种程控直流电源的纹波抑制器电路，其特征在于：电感L1和电容C1构成 LC低通滤波器。 纹波抑制技术的重点在于保证输入输出压差较低的情况下，完成良好的输出动态 调整，实现高稳定、低噪声的稳压效果，获得高效率、高精度输出指标。本技术采用高精 度运算放大器和大功率N沟道的MOSFET管构成有源低通滤波器，抑制较低频的纹波，可减 少动态负载所需的输出电容；采用无源的LC低通滤波器抑制高频电源纹波和噪声。由于调 整管使用超低导通电阻的N沟道MOSFET管，与传统的PNP达灵顿管或P沟道MOSFET相比， 压降电压显著降低，电源效率明显提高。采用自适应零点补偿，可获得良好的瞬态响应性能 和稳定的负载调整率。 本技术采用一种纹波抑制技术衰减前级开关电源的纹波电压，可实现快速的 动态响应及高效的负载点调整，获得超低压差及高稳定的直流输出，有效地降低电源的出 纹波和噪声。 本技术的有益效果是：前级开关予稳压电路，经本技术的纹波抑制电路， 可衰减电源输出高低频纹波噪声，改善动态响应性能，提高输出精度和稳定性。前后级采用 同步跟踪控制，可实现极低压差的精确调整，有效地提高了电源的转换效率。因此，本实用 新型在高精度程控直流电源的设计中具有良好的应用价值。 【附图说明】 图1为本技术的电路原理图。 图2为本技术无源滤波器优化电路。 图3为本技术无源滤波器插入损耗仿真曲线图。 【具体实施方式】 参见图1所示，一种程控直流电源的纹波抑制器电路，包括直流电源正、负极输出 线，直流电源正、负极输出线之间接有电容C3后，再接入有源低通滤波器、无源滤波器，有 源低通滤波器包括N沟道大功率MOSFET管VI、具有动态补偿功能的前级运算放大器Nl: 1 和后级运算放大器N1:2,无源滤波器包括电感L1和电容C1，其中电感L1接入直流电源负 极输出线上，电容C1 一端与电感L1 一端连接，电容C1另一端接入直流电源正极输出线，前 级运算放大器Nl: 1的同相输入端通过电阻R2与直流电源正极输出线连接，前级运算放大 器Nl: 1的同相输入端还通过电阻R1接地，前级运算放大器Nl: 1的反相输入端通过电阻R3 与电感L1、电容Cl之间连接，前级运算放大器N1:1的反相输入端还通过电阻R4与前级运 算放大器Nl: 1的输出端连接，前级运算放大器Nl: 1的输出端通过电阻R6与后级运算放大 器N1:2的反相输入端连接，电阻R6与后级运算放大器N1:2的反相输入端之间还通过电阻 R5接入基准电压信号，后级运算放大器N1:2的同相输入端接地，后级运算放大器N1:2输 出端与MOSFET管VI的栅极连接，MOSFET管VI的源极接入直流电源负极输出线上，MOSFET 管VI的漏极与电感L1未与电容C1连接的一端连接。 前级运算放大器Nl: 1与电阻R1-R4构成差分放大器电路，后级运算放大器N1:2 构成加法器。 电感L1和电容C1构成LC低通滤波器。 本技术的电路原理图如图1所示。图中由运算放大器N1及其外围的元件和 大功率MOSFET管VI构成有源低通滤波器，用于抑制较低频率的电源纹波；由L1和C1组成 的无源滤波器则用于抑制较高频率的电源纹波和噪声。 在有源滤波器的设计中，为抑制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种程控直流电源的纹波抑制器电路，包括直流电源正、负极输出线，其特征在于：直流电源正、负极输出线之间接有电容C3后，再接入有源低通滤波器、无源滤波器，所述有源低通滤波器包括N沟道大功率MOSFET管V1、具有动态补偿功能的前级运算放大器N1:1和后级运算放大器N1:2，无源滤波器包括电感L1和电容C1，其中电感L1接入直流电源负极输出线上，电容C1一端与电感L1一端连接，电容C1另一端接入直流电源正极输出线，所述前级运算放大器N1:1的同相输入端通过电阻R2与直流电源正极输出线连接，前级运算放大器N1:1的同相输入端还通过电阻R1接地，前级运算放大器N1:1的反相输入端通过电阻R3与电感L1、电容C1之间连接，前级运算放大器N1:1的反相输入端还通过电阻R4与前级运算放大器N1:1的输出端连接，前级运算放大器N1:1的输出端通过电阻R6与后级运算放大器N1:2的反相输入端连接，电阻R6与后级运算放大器N1:2的反相输入端之间还通过电阻R5接入基准电压信号，后级运算放大器N1:2的同相输入端接地，后级运算放大器N1:2输出端与MOSFET管V1的栅极连接，MOSFET管V1的源极接入直流电源负极输出线上，MOSFET管V1的漏极与电感L1未与电容C1连接的一端连接。...

【技术特征摘要】
1. 一种程控直流电源的纹波抑制器电路，包括直流电源正、负极输出线，其特征在于： 直流电源正、负极输出线之间接有电容C3后，再接入有源低通滤波器、无源滤波器，所述有 源低通滤波器包括N沟道大功率MOSFET管VI、具有动态补偿功能的前级运算放大器Nl: 1 和后级运算放大器N1: 2，无源滤波器包括电感L1和电容C1，其中电感L1接入直流电源负 极输出线上，电容C1 一端与电感L1 一端连接，电容C1另一端接入直流电源正极输出线，所 述前级运算放大器Nl: 1的同相输入端通过电阻R2与直流电源正极输出线连接，前级运算 放大器Nl: 1的同相输入端还通过电阻R1接地，前级运算放大器Nl: 1的反相输入端通过电 阻R3与电感L1、电容C1之间连接，前级运算放大器Nl: 1的反相输入端还通过电阻R4与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彬，汪定华，王文廷，王俊，张根苗，王群，敖翔，郭宇飞，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：新型
国别省市：安徽;34