纹波滤波电路以及方法技术

本发明专利技术公开了一种纹波滤波电路以及方法。电路包括采样电路、滤波电路以及误差放大电路。采样电路采样获取表征当前流过所述负载的输出电流信号的采样电压信号；滤波电路输入端与所述采样电路的输出端连接，滤波电路由受时钟信号控制的开关电容电路、以及滤波电容构成，误差放大电路的第一输入端与采样电路的输出端连接，第二输入端与所述滤波电路的输出端连接，输出端输出误差补偿信号。应用本实施例技术方案有利于提高芯片的集成化设计，节省电路成本。

【技术实现步骤摘要】
纹波滤波电路以及方法
本专利技术涉及电子领域，特别涉及一种纹波滤波电路以及方法。
技术介绍
现有技术的交流-直流驱动电路主要是采用整流桥整流将输入的交流电整流转换为半正弦波直流电，然后通过受PFC恒流控制电路的功率级电路生成并输出直流电流信号。交流-直流驱动电路的输出的直流电流信号输出一般都存在工频纹波，在应用时如果直接将带有工频纹波的直流电流信号给负载供电，会影响负载的使用寿命，例如，在LED驱动电路中，工频纹波会导致负载产生频闪，从而影响使用并对LED的寿命造成损害。因此，需要对交流-直流驱动电路输出的直流电流信号进行纹波处理，现有技术主要通过由滤波电容与电阻组成的RC滤波电路实现低通滤波，实现消除纹波的目的。但实际上，由于交流-直流驱动电路的输出电流主要含有频率为100-120Hz的低频纹波，故必须采用大电容的低通滤波电路才足以滤出输出电流的工频纹波。例如，采用一个电阻和滤波大电容组成的RC低通滤波器，要实现上述频率的纹波，则该RC低通滤波器的时间常数应达到100ms，当取阻值为1M欧姆的电阻时，滤波电容的容值应为100nF。但实际上，诸如100nF的大电容无法集成于芯片内，一般只能由芯片外的分立器件来实现，导致低通纹波滤波的成本较大。
技术实现思路
本专利技术实施例目的在于：提供一种纹波滤波电路以及方法，应用该技术方案有利于提高芯片的集成化设计，节省电路成本。第一方面，本专利技术实施例提供的一种纹波滤波的方法，包括：利用采样电路采样获取采样电压信号，所述采样电压信号表征当前流过负载的输出电流信号；利用滤波电路对所述采样电压信号进行滤波，所述滤波电路包括开关电容电路和滤波电容，所述采样电压信号经所述开关电容电路和滤波电容滤波处理后形成滤波电压信号；利用误差放大电路对所述采样电压信号与所述滤波电压信号进行误差放大，以输出误差补偿信号；其中，所述误差补偿信号用以控制功率开关管的开关状态以补偿调节流过所述负载的输出电流信号，所述功率开关管的第一极性端与所述负载连接，第二极性端与所述采样电路的输出端连接；所述开关电容电路受时钟信号控制，所述时钟信号的频率与输出电流信号的纹波频率成一定比例关系。结合第一方面，在第一种实现方式下，初始状态时，所述功率开关管在所述误差补偿信号的驱动下导通。结合第一方面，在第一种实现方式下，还包括：当所述误差补偿信号的电压与所述功率开关管的第一极性端的电压的差值大于预设的阈值电压时，所述滤波电容释放部分电荷，其中，所述预设的阈值电压小于或者等于所述功率开关管的导通阈值电压。结合第一方面，在第一种实现方式下，当所述误差补偿信号的电压与所述功率开关管的第一极性端的电压的差值大于预设的阈值电压时，所述滤波电容通过一电容释放部分电荷。结合第一方面，在第一种实现方式下，当所述误差补偿信号的电压与所述功率开关管的第一极性端的电压的差值大于预设的阈值电压时，所述滤波电容通过一电流源以预定的电荷量释放部分电荷。还包括：第二方面，本专利技术实施例提供的一种纹波滤波电路，包括：采样电路，用于采样获取采样电压信号，所述采样电压信号表征当前流过负载的输出电流信号；滤波电路，对所述采样电压信号进行滤波，所述滤波电路包括开关电容电路和滤波电容，所述采样电压信号经所述开关电容电路和滤波电容滤波处理后形成滤波电压信号，其中用于控制所述开关电容电路的时钟信号的频率与所述输出电流信号的纹波频率成一定比例关系；误差放大电路，第一输入端与采样电路的输出端连接，第二输入端与所述滤波电路的输出端连接，输出端与功率开关管的控制端连接，输出误差补偿信号；其中，所述误差补偿信号用以补偿调节流过所述负载的输出电流信号，所述功率开关管的第一极性端与所述负载连接，第二极性端与所述采样电路的输出端连接。结合第二方面，在第一种实现方式下，所述开关电容电路包括第一电容、第一开关以及第二开关，所述第一电容的第一端接地，第二端通过所述第一开关与所述滤波电容连接；所述第二开关的第一端与所述第一电容的第二端连接，第二端与所述采样电路的输出端连接；用于控制所述第一开关、第二开关的第一时钟信号、第二时钟信号相互反相，当所述第一开关导通时，所述第二开关关断；当所述第二开关导通时，所述第一开关关断。结合第二方面，在第一种实现方式下，所述第一时钟信号或第二时钟信号的频率与所述输出电流信号的纹波频率成一定比例关系。结合第二方面，在第一种实现方式下，还包括：第一电压源，串联在所述误差放大器的第二输入端与所述滤波电路的输出端之间，使在初始状态时：所述误差放大器输出的误差补偿信号为可导通所述功率开关管的高电平信号，所述功率开关管在所述高电平信号的驱动下导通。结合第二方面，在第一种实现方式下，还包括：第一比较器，第一输入端与所述功率开关管的所述第一极性端连接，第二输入端与所述功率开关管的控制端连接，输出端与第三开关连接，输出比较控制信号，用于控制所述第三开关的导通以及关断；第三开关，连接在所述滤波电容与第三电容之间；所述第三电容，一端与所述第三开关连接，另一端接地，当所述第一比较器第二输入端的电压大于所述第一输入端的电压时，所述第三开关导通，所述滤波电容与所述第三电容并联，所述滤波电容通过所述第三电容释放部分电荷。结合第二方面，在第一种实现方式下，还包括：第二电压源，串联在所述功率开关管与所述第一比较器的第一输入端之间，所述第二电压源的电压值等于或者小于所述功率开关管的导通阈值电压。结合第二方面，在第一种实现方式下，还包括：第四开关，一端与所述第三电容与所述第三开关的连接节点连接，另一端接地，当所述第一比较器的第二输入端的电压小于第一输入端的电压时，所述第三开关关断，所述第四开关导通，释放所述第三电容上的电荷。结合第二方面，在第一种实现方式下，还包括：第二比较器，第一输入端与所述功率开关管的所述第一极性端连接，第二输入端与所述功率开关管的控制端连接，输出端与第五开关连接，输出比较控制信号用于控制所述第五开关的导通以及关断；第五开关，一端与所述滤波电容与所述误差放大电路的第二输入端的共同连接节点连接，另一端与电流源的正极连接，控制端与所述第二比较器的输出端连接，所述电流源的负极接地；当所述比较器第二输入端的电压大于所述第一输入端的电压且所述第五开关导通时，所述滤波电容通过所述电流源以预定的电荷量释放部分电荷。结合第二方面，在第一种实现方式下，还包括：脉宽信号发生器，连接在所述第二比较器的输出端连接与所述第五开关的控制端之间，用于在所述误差补偿信号的电压与所述功率开关管的第一极性端的电压的差值大于预定的阈值电压期间，输出预定周期的、用于驱动所述第五开关导通以及关断的脉宽信号。结合第二方面，在第一种实现方式下，所述功率开关管为MOS管，所述MOS管的漏极作为第一极性端与所述负载连接，源极作为第二极性端与所述采样电路连接，栅极作为控制端与所述误差放大电路的输出端连接。由上可见，应用本实施例技术方案，由于本实施例分别将采样电压信号、滤波电压信号输入至误差放大电路，由误差放大电路对该两信号的电压进行比较，生成误差补偿信号，以对当前输出电流信号进行补偿调节，实现消除纹波的目的，使输出电流信号为无交流分量的恒定直流电信号。另外，由于本实施例滤波电路采用开关电容电路以及滤波电容实现，使滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纹波滤波的方法，其特征是，包括：利用采样电路采样获取采样电压信号，所述采样电压信号表征当前流过负载的输出电流信号；利用滤波电路对所述采样电压信号进行滤波，所述滤波电路包括开关电容电路和滤波电容，所述采样电压信号经所述开关电容电路和滤波电容滤波处理后形成滤波电压信号；利用误差放大电路对所述采样电压信号与所述滤波电压信号进行误差放大，以输出误差补偿信号；其中，所述误差补偿信号用以控制功率开关管的开关状态以补偿调节流过所述负载的输出电流信号，所述功率开关管的第一极性端与所述负载连接，第二极性端与所述采样电路的输出端连接。

【技术特征摘要】
2014.04.03 CN 201410132564.01.一种纹波滤波的方法，其特征是，包括：利用采样电路采样获取采样电压信号，所述采样电压信号表征当前流过负载的输出电流信号；利用滤波电路对所述采样电压信号进行滤波，所述滤波电路包括开关电容电路和滤波电容，所述采样电压信号经所述开关电容电路和滤波电容滤波处理后形成滤波电压信号；利用误差放大电路对所述采样电压信号与所述滤波电压信号进行误差放大，以输出误差补偿信号；其中，所述误差补偿信号用以控制功率开关管的开关状态以补偿调节流过所述负载的输出电流信号，所述功率开关管的第一极性端与所述负载连接，第二极性端与所述采样电路的输出端连接；所述开关电容电路受时钟信号控制，所述时钟信号的频率与输出电流信号的纹波频率成一定比例关系。2.根据权利要求1所述的滤波方法，其特征是，初始状态时，所述功率开关管在所述误差补偿信号的驱动下导通。3.根据权利要求1或2所述的滤波方法，其特征是，还包括：当所述误差补偿信号的电压与所述功率开关管的第一极性端的电压的差值大于预设的阈值电压时，所述滤波电容释放部分电荷，其中，所述预设的阈值电压小于或者等于所述功率开关管的导通阈值电压。4.根据权利要求3所述的滤波方法，其特征是，当所述误差补偿信号的电压与所述功率开关管的第一极性端的电压的差值大于预设的阈值电压时，所述滤波电容通过一电容释放部分电荷。5.根据权利要求3所述的滤波方法，其特征是，当所述误差补偿信号的电压与所述功率开关管的第一极性端的电压的差值大于预设的阈值电压时，所述滤波电容通过一电流源以预定的电荷量释放部分电荷。6.一种纹波滤波电路，其特征是，包括：采样电路，用于采样获取采样电压信号，所述采样电压信号表征当前流过负载的输出电流信号；滤波电路，对所述采样电压信号进行滤波，所述滤波电路包括开关电容电路和滤波电容，所述采样电压信号经所述开关电容电路和滤波电容滤波处理后形成滤波电压信号，其中用于控制所述开关电容电路的时钟信号的频率与所述输出电流信号的纹波频率成一定比例关系；误差放大电路，第一输入端与采样电路的输出端连接，第二输入端与所述滤波电路的输出端连接，输出端与功率开关管的控制端连接，输出误差补偿信号；其中，所述误差补偿信号用以补偿调节流过所述负载的输出电流信号，所述功率开关管的第一极性端与所述负载连接，第二极性端与所述采样电路的输出端连接。7.根据权利要求6所述的纹波滤波电路，其特征是，所述开关电容电路包括第一电容、第一开关以及第二开关，所述第一电容的第一端接地，第二端通过所述第一开关与所述滤波电容连接；所述第二开关的第一端与所述第一电容的第二端连接，第二端与所述采样电路的输出端连接；用于控制所述第一开关、第二开关的第一时钟信号、第二时钟信号相互反相，当所述第一开关导...

【专利技术属性】
技术研发人员：金津，赖洪斌，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33