[发明专利]一种适于脉冲负载匹配小电容的开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种适于脉冲负载匹配小电容的开关电源。

背景技术

脉冲负载匹配小电容的开关电源是指适应负载电流跟随周期及占空比变化的开关电源，这类电源一般都要求具有较宽的瞬时输出功率，即要求峰值输出功率高，且在工作区内电源不会触发输出过流及输出过压保护，尤其是工作在窄脉冲的负载情况下，输出峰值电流较大，对输出电压顶降这一指标要求较高，不允许超出输出电压的2％。

目前在许多领域都需要采用满足适应脉冲负载的开关电源，例如雷达、通信领域中，由于在特定的时间条件下，处理的数据量会有急剧的变化，在某一时间端当数据量较大时，普通的开关电源通过后端并联大容量的储能电容，瞬时从储能电容上抽取电流，以满足瞬时大电流的要求。其不足之处在于增加了开关电源的体积和成本，同时电解电容的使用寿命较短，等于降低了开关电源的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适于脉冲负载匹配小电容的开关电源，以提高开关电源的可靠性。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：包括输入滤波电路、前级储能电路、末级储能电路以及脉冲负载；

输入滤波电路的输出端与前级储能电路的输入端连接，末级储能电路的输入端与前级储能电路的输出端连接、输出端与脉冲负载连接。

其中，所述的前级储能电路包括前级功率变换电路、前级控制电路、前级储能电容、前级驱动电路、前级电流采样电路、前级电压采样电路以及乘法电路；

前级功率变换电路的输入端与所述输入滤波电路的输出端连接、输出端与前级储能电容输入端连接，前级储能电容的输出端分别与前级电流采样电路的输入端、前级电压采样电路的输入端连接，前级电流采样电路、前级电压采样电路通过乘法电路相乘后与前级控制电路连接；

前级控制电路的输出端通过前级驱动电路与前级功率变换电路的输入端连接。

其中，所述的末级储能电路包括末级功率变换电路、末级储能电容、末级驱动电路、末级电压采样电路、反馈电路以及末级控制电路；

末级功率变换电路的输入端与所述前级储能电容的输出端连接、输出端与末级储能电容的输入端连接，末级储能电容的输出端与所述脉冲负载连接、以及通过末级电压采样电路与反馈电路的输入端连接，反馈电路的输出端与末级控制电路的输入端连接；

末级控制电路的输出端通过末级驱动电路与末级功率变换电路的输入端连接。

其中，所述前级功率变换电路拓扑为全桥移相电路，所述前级控制电路包括PWM芯片。

其中，所述末级功率变换电路采用交错并联BUCK电路拓扑结构，所述末级控制电路包括BUCK控制芯片。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明采用前级储能电路与末级储能电路相结合的方式，区别与以往的单级储能电路，单级储能电路为脉冲负载提供能量时，输出侧需要大容量电容储能，才能满足瞬间的能量释放，不仅需要大体积安装这些电容，而且频繁的快速充放电，对电容的寿命也有较大的影响，从而降低的电源的可靠性，也提高了生产成本和维护成本。相比之下，本发明采用前级与末级储能电路相结合的思路，能使用较小的储能电容实现瞬间的能量释放，避开了单级储能电路的缺点，提高了开关电源的可靠性。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：

图1是本发明中一种适于脉冲负载匹配小电容的开关电源的结构示意图；

图2是本发明中一种适于脉冲负载匹配小电容的开关电源的详细结构示意图；

图3是本发明中前级电压、电流采样电路及控制电路的结构示意图；

图4是本发明中末级功率变换电路及末级储能电容的结构示意图。

具体实施方式

为了更进一步说明本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。

如图1所示，本实施例公开了一种适于脉冲负载匹配小电容的开关电源，包括：输入滤波电路10、前级储能电路20、末级储能电路30以及脉冲负载40；输入滤波电路10的输出端与前级储能电路20的输入端连接，末级储能电路30的输入端与前级储能电路20的输出端连接、输出端与脉冲负载40连接。

需要说明的是，本实施例采用前级与末级储能电路30相结合的方式，达到提高输出峰值功率，降低输出电容容量的目的。而且不需要大容量储能电容，输出峰值功率高，输出电压顶降小，体积小。