[發(fā)明專利]一種有源干擾抑制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011309688.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN112532045A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李斌;王文廷;張根苗;王俊;朱炬;朱文星;黨政;彭海軍;汪成龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中電科儀器儀表（安徽）有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/156
• 分類號(hào): H02M3/156;H02M1/14;G05F1/46
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 肖峰

本發(fā)明公開了一種有源干擾抑制方法，屬于直流電源領(lǐng)域，采用三級(jí)級(jí)聯(lián)處理方式，前級(jí)為LC濾波器電路、中間級(jí)包括可調(diào)電流源和反饋控制回路、后級(jí)為有源升壓電路。本發(fā)明采用開關(guān)型有源恒流源噪聲抑制電路，利用可調(diào)電流源將干擾較大的低頻強(qiáng)暫態(tài)干擾負(fù)載轉(zhuǎn)換為恒流源特性負(fù)載，將脈動(dòng)變化的負(fù)載轉(zhuǎn)換為恒定平均功率的負(fù)載，從而降低負(fù)載干擾源對(duì)輸入電源的影響，有效提高電源在大功率脈沖負(fù)載下對(duì)噪聲信號(hào)的抑制能力，在對(duì)電源輸出紋波要求較高的場合具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于直流電源領(lǐng)域，具體涉及一種有源干擾抑制方法。

背景技術(shù)

在直流供電領(lǐng)域，紋波、噪聲對(duì)微弱信號(hào)檢測、射頻放大器、A/D變換等噪聲敏感電路工作會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，在設(shè)計(jì)供電電源時(shí)要盡量減小供電電源的紋波、噪聲，同時(shí)負(fù)載也會(huì)對(duì)電源紋波、噪聲產(chǎn)生很大的影響，如負(fù)載為直流風(fēng)機(jī)、伺服電機(jī)、高功率開關(guān)變換器等電路。快速變化或脈動(dòng)成分較大的負(fù)載會(huì)使原本純凈的電源出現(xiàn)瞬態(tài)偏移，導(dǎo)致電源出現(xiàn)新的電壓波動(dòng)和頻率雜散，其紋波、噪聲顯著增大，進(jìn)而影響噪聲敏感電路工作。因此，有效抑制高功率脈沖和瞬變負(fù)載對(duì)電源的干擾也變得越來越重要。

傳統(tǒng)干擾抑制采用LC低通濾波器和線性穩(wěn)壓的方式。LC低通濾波器方法利用電感及電容組成頻率選擇電路，允許低于截止頻率的有用信號(hào)通過而阻斷或衰減高于截止頻率的干擾，對(duì)高頻干擾的處理比較有效。而直流風(fēng)機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等強(qiáng)暫態(tài)干擾負(fù)載，其干擾頻率一般在10Hz至400Hz范圍，采用LC低通濾波器抑制干擾，濾波器截止頻率很低，濾波電感與電容元件需要的參數(shù)值大，將導(dǎo)致濾波器的體積較大，不能滿足小型化的要求。此外，濾波器本身的電阻及介質(zhì)損耗也不利于高功率的處理，故利用LC低通濾波器以濾除電源中的干擾，作用效果有限。采用線性穩(wěn)壓方式抑制干擾，具有噪聲抑制比高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，但由于其轉(zhuǎn)換效率低，當(dāng)負(fù)載電流變化率較高時(shí)，受其增益帶寬積和壓擺率的限制，輸出電壓會(huì)滯后于負(fù)載電流的變化，容易產(chǎn)生輸出電壓過沖現(xiàn)象和短期震蕩現(xiàn)象，無法實(shí)現(xiàn)大功率負(fù)載條件下干擾的有效抑制。為了有效抑制大功率脈沖負(fù)載對(duì)電源的干擾，需要采用新的方法，將脈動(dòng)變化的負(fù)載轉(zhuǎn)換為恒定平均功率的負(fù)載，降低負(fù)載干擾源對(duì)輸入電源的影響，提高電路干擾抑制能力。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種有源干擾抑制方法，采用開關(guān)型有源恒流源噪聲抑制電路，利用可調(diào)電流源將干擾較大的低頻強(qiáng)暫態(tài)干擾負(fù)載轉(zhuǎn)換為恒流源特性負(fù)載，將脈動(dòng)變化的負(fù)載轉(zhuǎn)換為恒定平均功率的負(fù)載，從而降低負(fù)載干擾源對(duì)輸入電源的影響，有效提高電源在大功率脈沖負(fù)載下對(duì)噪聲信號(hào)的抑制能力。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種有源干擾抑制方法，采用三級(jí)級(jí)聯(lián)電路，包括前級(jí)、中間級(jí)和后級(jí)；其中，

前級(jí)為LC濾波器電路，連接電源Vin和可調(diào)電流源輸入端；

中間級(jí)為有源抑制電路，采用開關(guān)型可調(diào)電流源方式，包括可調(diào)電流源和反饋控制回路，連接LC濾波器輸出端和后級(jí)穩(wěn)壓器輸入端；

后級(jí)為有源升壓電路，連接可調(diào)電流源輸出端和負(fù)載；

針對(duì)大功率脈沖負(fù)載對(duì)電源的干擾，采用開關(guān)型可調(diào)電流源方式，將大功率脈沖負(fù)載平滑為恒定電流或恒定平均功率的負(fù)載，降低瞬變負(fù)載對(duì)電源的干擾，再根據(jù)負(fù)載電壓的需求，將母線電壓Vbus提升到需要的電壓等級(jí)。

優(yōu)選地，所述LC濾波器電路，采用簡易的無源電路，抑制負(fù)載產(chǎn)生的高頻紋波噪聲。

優(yōu)選地，所述可調(diào)電流源提供基于電源功率輸出的電壓輸出和電流輸出；反饋控制回路連接到可調(diào)電流源的輸出端，將電壓輸出和參考電壓進(jìn)行比較，提供誤差值給可調(diào)電流源，調(diào)節(jié)電流恒定輸出。

優(yōu)選地，所述可調(diào)恒流源電路，將脈沖負(fù)載轉(zhuǎn)換為恒定平均電流和固定輸出電壓的負(fù)載形式，將脈動(dòng)變化的負(fù)載轉(zhuǎn)換為恒定平均功率的負(fù)載。

優(yōu)選地，所述有源升壓電路中，升壓穩(wěn)壓器采用開關(guān)型BOOST升壓電路。