專利名稱：電源變換方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電源變換方法及其裝置。
技術(shù)背景在電子系統(tǒng)設(shè)計時，外部提供的電源常常不能滿足系統(tǒng)電源的要求，例如外部提供的電源電壓為5V,而系統(tǒng)工作所需要的電源電壓為3.3V。此時就需 要使用特定的電源變換方法，將已有的電源轉(zhuǎn)換成能夠滿足使用要求的電源。 其中能夠完成電源變換功能的電子電路一般稱為電源變換模塊。DC-DC電源是一種電源變換模塊，其可以將直流輸入電壓變換為設(shè)計需 要的直流輸出電壓。DC-DC電源包含一個DC-DC控制器、上下兩個電子開關(guān)、 輸出電感/電容和反饋回路，具體結(jié)構(gòu)如圖l所示，在工作中DC-DC控制器周 期性的打開關(guān)閉上下開關(guān)，產(chǎn)生一個周期性的電源方波，然后通過電感/電容對 該方波進行整形濾波，得到平穩(wěn)的直流電源輸出；同時DC-DC控制器通過反 饋回路監(jiān)控輸出的電壓，據(jù)此來調(diào)整上下開關(guān)的開關(guān)時間，從而實現(xiàn)輸出電源 電壓的穩(wěn)定。DC-DC電源將輸入電壓的功率通過電子開關(guān)和電感直接傳輸?shù)?輸出端，其間只有開關(guān)和電感的微小功率損耗，因此DC-DC電源一般能實現(xiàn) 高達90%以上的電源變換效率(變換效率=輸出電壓的功率/輸入電壓功率)， 在電子系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。目前如通信設(shè)備等工作系統(tǒng)往往需要多種電壓各不相同的電源，在設(shè)計上 通常是從外部提供一個直流電源，然后使用多個電源變換模塊，分別變換得到 需要的多路不同電源電壓輸出，以向工作系統(tǒng)供電。這個向多個電源變換模塊 提供電壓輸入的電源習慣上稱為電源總線。當有多個DC-DC電源模塊掛接在同一電源總線下，如圖2所示，每個
DC-DC電源各自獨立的打開、關(guān)閉自己的電子開關(guān)，當上開關(guān)打開時，DC-DC 電源從輸入電壓處獲取電流，而當上開關(guān)關(guān)閉，下開關(guān)打開時，輸入電壓處不 需提供電流，即DC-DC電源從輸入電壓處獲取的電流大小是周期性變化的； 由于電源電路固有的物理特性，即電源總線上的電流越大，其電壓將會降低的 越多，相反的當電流突然變小，其電壓則會升高；因此DC-DC電源模塊周期 性的從電源總線上獲取電流，會造成電壓總線的電壓周期性的波動。在圖2所 示的系統(tǒng)中，電源變換模塊1周期性的從電源總線上獲取電流，將導致電源總 線上的電壓產(chǎn)生波動，電源總線上電壓的波動將會對電源變換模塊2~n的輸入 電壓引入干擾，從而導致電源變換模塊2 n的輸出電壓波動變大；相應(yīng)的用于 監(jiān)控輸出電壓的反饋回路也變得不穩(wěn)定。類似的，每個電源變換模塊對其余的 電源變換模塊都會產(chǎn)生干擾,相互干擾的結(jié)果使得這種使用電源總線的DC-DC 電源系統(tǒng)各路輸出電壓波動較大，電源性能不穩(wěn)定。同樣的問題也存在于電源級聯(lián)(將一個電源變換模塊的輸出提供給另 一個 電源變換模塊作為輸入)的系統(tǒng)中。電源級聯(lián)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生，是因為有些電源變 換模塊對輸入電壓有特定的要求，此時需要另外一個電源變換模塊，通過電壓 變化產(chǎn)生符合要求的電源輸出。電源級聯(lián)的結(jié)構(gòu)如圖3所示，圖中電源變換模 塊2周期性的開關(guān)操作，導致電源變換模塊1的輸出電壓波動加劇。這種情況 又會造成電源變換模塊1的反饋回路變得不穩(wěn)定,使得電源變換模塊1的輸出 電壓波動加大，而電源變換模塊2由于其輸入的電源電壓波動變大，也會出現(xiàn) 類似輸出電壓波動加大，反饋回路不穩(wěn)定的現(xiàn)象。因此，在級聯(lián)的各個DC-DC 電源變換模塊存在相互干擾時，也會導致各路DC-DC電源輸出電壓的波動較 大，電源性能不穩(wěn)定。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種電源變換方法及其裝置，以使電源 輸出電壓波動較小，從而提高電源的穩(wěn)定性。 本發(fā)明公開了一種電源變換方法，包括步驟對輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換；將所迷隔離轉(zhuǎn)換后的電源變換為輸出電源?？梢酝ㄟ^電感-電容LC濾波電路對輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換。 也可以通過電容-電感-電容CLC濾波電路對輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換。 本發(fā)明公開了一種電源變換裝置，包括隔離模塊，用于對輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換；電源變換模塊，用于將所述隔離轉(zhuǎn)換后的電源變換為輸出電源。 隔離才莫塊可以為電感-電容LC濾波電^^。 隔離模塊也可以為電容-電感-電容CLC濾波電路。本發(fā)明公開了一種電源變換方法，包括步驟對輸入電源進行變換；對所 述變換后的輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換；將所述隔離轉(zhuǎn)換后的電源變換為輸出電源?？梢酝ㄟ^電感-電容LC濾波電路對所述變換后的輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換。 也可以通過電容-電感-電容CLC濾波電路對所述變換后的輸入電源進行 隔離轉(zhuǎn)換。本發(fā)明公開了一種電源變換裝置，包括第一電源變換模塊，用于對輸入 電源進行變換；隔離模塊，用于對所述變換后的輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換；第二 電源變換模塊，用于將所述隔離轉(zhuǎn)換后的電源變換為輸出電源。隔離模塊可以為電感-電容LC濾波電路。隔離模塊也可以為電容-電感-電容CLC濾波電路。本發(fā)明實施例提出的電源變換方法，通過在掛接多個電源變換模塊的同一 電源總線系統(tǒng)中，將隔離模塊放置在各個電源變換模塊的輸入端；或者是在多 個電源變換模塊級聯(lián)的系統(tǒng)中，將隔離模塊放置在兩個電源變換模塊之間。從 而避免了各電源變換模塊間的干擾，使得電源輸出電壓波動變小，提高了電源 的穩(wěn)定性。


圖1為DC-DC電源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為同 一 電源總線下掛接多個電源變換^f莫塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為多電源一莫塊級if關(guān)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提出的加入隔離裝置的一種電源變換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提出的加入隔離裝置的另 一種電源變換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖6a為本發(fā)明實施例提出的 一種隔離模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6b為本發(fā)明實施例提出的另 一 種隔離模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明實施例提出的 一種電源變換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為本發(fā)明實施例提出的另 一種電源變換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明實施例提出的電源變換方法是在掛接多個電源模塊的同一電源總 線系統(tǒng)中，將隔離模塊放置在電源變換模塊的輸入端；或者是多個電源模塊級 聯(lián)的系統(tǒng)中，將隔離模塊放置在兩個電源變換模塊之間。采用本發(fā)明實施例提出的電源變換方法，可以避免多個電源變換模塊間的 相互干擾，從而提高電源的穩(wěn)定性。下面的實施例以采用DC-DC電源變換才莫 塊實現(xiàn)電源變換為例來說明。當然，本發(fā)明實施例提出的電源變換方法，也可 以采用其他的電源變換模塊來實現(xiàn)，例如可以采用線性穩(wěn)壓電源/交流轉(zhuǎn)變直流 電源等。下面結(jié)合說明書附圖來說明本發(fā)明的具體實施方式
。如圖4所示，在同一電源總線上掛接多個DC-DC電源模塊的系統(tǒng)中，加 入隔離模塊，從而能夠避免該多個電源模塊間的相互干擾。同樣，如圖5所示，在多個DC-DC電源模塊級聯(lián)的系統(tǒng)中，加入隔離模 塊，也能夠避免該多個電源模塊間的相互干擾。
下面具體說明加入隔離模塊，能夠避免多個電源模塊間相互干擾的原因。本發(fā)明實施例提出了一種簡便的隔離模塊實施方案，如圖6a所示，該隔離模 塊包括電容C1，電感L以及電容C2。輸入信號經(jīng)過一個電感元件L后輸出； 所述電感元件L的信號輸入端通過一個電容元件Cl ^接地； 所述電感元件L的信號輸出端通過另一個電容元件C2接地。 圖6a所示的結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有技術(shù)中，常被用作CLC(電容-電感-電容)濾波器， 但是本申請的發(fā)明人在研究過程中發(fā)現(xiàn)，這種CLC濾波器可以起到避免多個 電源模塊間相互干擾的隔離作用。電感L可以抑制電流的突變，從而能夠制止 DC-DC電源周期性的開關(guān)對其輸入電源的干擾；輸入端電容C1的存在可以進 一步抑制電壓的變化，保持輸入電源的穩(wěn)定性(在隔離模塊中，也可以沒有電 容C1，即利用簡單的LC濾波電路實現(xiàn)隔離的目的，LC濾波電路的結(jié)構(gòu)示意 圖如圖6b所示)；而輸出端電容的作用主要是使得隔離后的電源能夠穩(wěn)定，從 而保證與其級聯(lián)聯(lián)結(jié)的下一級DC-DC電源模塊可以獲得穩(wěn)定的輸入電壓。同 時CLC電路還構(gòu)成了一個低通濾波器，能夠抑制各DC-DC電源才莫塊之間的高 頻千擾。另外，這種CLC電路的成本較低，對于總體成本很高的通信設(shè)備而 言，采用此CLC電路防止各電源變換模塊間相互的干擾，能夠提高電源的穩(wěn) 定性，從而能夠顯著提高通信設(shè)備整體的性能。需要說明的是，圖6a所示的隔離模塊中，輸入信號也可以經(jīng)過兩個及兩 個以上個電感元件后輸出，電感元件的信號輸入端也可以通過兩個及以上個電地。經(jīng)上述改動后的隔離模塊，實質(zhì)上仍然可以看作一種CLC濾波電路。且可采用其它用于存儲電流的元件來代替圖中的電感元件，實現(xiàn)保證輸入 電壓穩(wěn)定的作用；同樣可采用其它用于存儲電壓的元件來代替圖中的電容元件 Cl,實現(xiàn)進一步保證輸入電壓穩(wěn)定的作用，也可采用其它用于存儲電壓的元件 來代替圖中的電容元件C2,實現(xiàn)獲得穩(wěn)定輸出電壓的作用。經(jīng)上述改動后的
隔離模塊，實質(zhì)上仍然可以看作一種CLC濾波電路。同樣的，隔離^f莫塊如果采用LC濾波電路完成隔離，該LC濾波電路經(jīng)過 與上述類似改動后，實質(zhì)上仍然可以看作一種LC濾波電5^。本發(fā)明實施例提出的電源變換方法，對于多個DC-DC電源模塊掛接在同 一電源總線時的設(shè)計方式進行了改進，通過加入隔離模塊，避免了電源輸出電 壓波動較大，電源性能不穩(wěn)定等缺陷，使得各DC-DC電源模塊對于電源總線 的影響降低到了最低，從而使得各DC-DC電源模塊之間不能相互干擾。提高 了電源總線的電壓穩(wěn)定性，提升了各DC-DC電源模塊的輸出性能。本發(fā)明實施例提出的電源變換方法，對于多個DC-DC電源模塊級聯(lián)時的 方式進行了改進，通過加入隔離模塊，避免電源輸出電壓波動較大，電源性能 不穩(wěn)定等缺陷，使得后級DC-DC電源模塊對于前級電源輸出的影響降低到了 最低，從而使得兩個DC-DC電源模塊之間不能相互干擾。提高了前級電源輸 出的電壓穩(wěn)定性，提升了各DC-DC電源模塊的輸出性能。本發(fā)明實施例提出的隔離裝置，其實現(xiàn)方式為一個LC電路或者一個CLC 電路。LC電路或CLC電路均可以抑制電流突變，抑制高頻噪聲，從而使得隔 離模塊后的DC-DC模塊對于其輸入電源的影響降低到了最低。計，從而達到提升多個DC-DC電源模塊協(xié)同工作時的性能的目的。本發(fā)明實施例提出的電源變換方法，也可以通過加入隔離模塊的方法，達 到提升多個電源模塊(含線性穩(wěn)壓電源/交流轉(zhuǎn)變直流電源等)協(xié)同工作時的性 能的目的。根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的實施例，本發(fā)明這里提供了實施該技術(shù)方案的一種 電源變換裝置，如圖7所示，該電源變換裝置包括隔離模塊71:用于將輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換；電源變換模塊72:用于將 所述隔離模塊71隔離轉(zhuǎn)換后的電源變換為輸出電源。隔離模塊71可以為LC濾波電路。
隔離模塊71也可以為CLC濾波電路。根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的實施例，本發(fā)明這里提供了實施該技術(shù)方案的另一 種電源變換裝置，如圖8所示，該電源變換裝置包括第一電源變換模塊81:用于將輸入電源進行變換；隔離模塊82:用于將 第一電源變換模塊81變換后的輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換；第二電源變換模塊83: 用于將隔離模塊8 2隔離后的電源變換為輸出電源。隔離模塊82可以為LC濾波電路。隔離模塊82也可以為CLC濾波電路。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā) 明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1、 一種電源變換方法，其特征在于，包括步驟 對輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換；將所述隔離轉(zhuǎn)換后的電源變換為輸出電源。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，通過電感-電容LC濾波電路 對輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過電容-電感-電容CLC濾 波電路對輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換。
4、 一種電源變換裝置，其特征在于，包括 隔離模塊，用于對輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換；電源變換模塊，用于將所述隔離轉(zhuǎn)換后的電源變換為輸出電源。
5、 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述隔離模塊為電感-電容LC 濾波電路。
6、 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述隔離模塊為電容-電感-電容CLC濾波電路。
7、 一種電源變換方法，其特征在于，包括步驟 對輸入電源進行變換；對所述變換后的輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換； 將所述隔離轉(zhuǎn)換后的電源變換為輸出電源。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過電感-電容LC濾波電路 對所述變換后的輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換。
9、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過電容-電感-電容CLC濾 波電路對所述變換后的輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換。
10、 一種電源變換裝置，其特征在于，包括 第 一 電源變換模塊，用于對輸入電源進行變換；隔離模塊，用于對所述變換后的輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換； 第二電源變換模塊，用于將所述隔離轉(zhuǎn)換后的電源變換為輸出電源。
11、 如權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于，所述隔離模塊為電感-電容 LC濾波電路。
12、 如權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于，所述隔離模塊為電容-電感 -電容CLC濾波電^各。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電源變換方法，包括步驟對輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換；將所述隔離轉(zhuǎn)換后的電源變換為輸出電源?？梢酝ㄟ^電感-電容LC濾波電路對輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換。也可以通過電容-電感-電容CLC濾波電路對輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換。本發(fā)明公開了另一種電源變換方法，包括步驟對輸入電源進行變換；對所述變換后的輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換；將所述隔離轉(zhuǎn)換后的電源變換為輸出電源?？梢酝ㄟ^電感-電容LC濾波電路對所述變換后的輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換。也可以通過電容-電感-電容CLC濾波電路對所述變換后的輸入電源進行隔離轉(zhuǎn)換。采用本發(fā)明方案，避免了各電源變換模塊間的干擾，使得電源輸出電壓波動變小，提高了電源的穩(wěn)定性。
文檔編號H02M1/14GK101123391SQ20071015252
公開日2008年2月13日 申請日期2007年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者陸俊軍, 韋錦駒 申請人:福建星網(wǎng)銳捷網(wǎng)絡(luò)有限公司