阅读说明：本技术 一种基于psu电压输出的mlcc滤波模块 (MLCC filtering module based on PSU voltage output ) 是由 陈安 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及输出电压滤波技术领域,提供一种基于PSU电压输出的MLCC滤波模块,包括一与PCU的主电路板可插拔连接的PCB基板；所述PCB基板上设有四个焊接引脚,分别记为12V输入引脚、第一GND接地引脚、12V输出引脚以及第二GND接地引脚；所述PCB基板上还贴装有若干个MLCC电容,若干个所述MLCC电容封装后与所述12V输入引脚、第一GND接地引脚、12V输出引脚以及第二GND接地引脚对应连接形成MLCC滤波电路,从而实现在PSU的主电路板上插装MLCC滤波模块,提高PSU主电路板的纵向使用率,节省PSU的横向可用面积。(The invention relates to the technical field of output voltage filtering, and provides an MLCC filtering module based on PSU voltage output, which comprises a PCB substrate connected with a main circuit board of a PCU in a pluggable manner; four welding pins are arranged on the PCB substrate and are respectively marked as a 12V input pin, a first GND grounding pin, a 12V output pin and a second GND grounding pin; the PCB substrate is further provided with a plurality of MLCC capacitors in an attached mode, the MLCC capacitors are packaged and then correspondingly connected with the 12V input pin, the first GND grounding pin, the 12V output pin and the second GND grounding pin to form an MLCC filter circuit, therefore, the MLCC filter module is inserted into the main circuit board of the PSU, the longitudinal utilization rate of the main circuit board of the PSU is improved, and the transverse available area of the PSU is saved.)

一种基于PSU电压输出的MLCC滤波模块

技术领域

本发明属于输出电压滤波技术领域，尤其涉及一种基于PSU电压输出的 MLCC滤波模块。

背景技术

服务器电源对输出电压纹波要求极其苛刻，现行市场上12V输出的CRPS 电源是使用范围最广的供电模块；电源输出电压纹波、噪声是衡量电源输出电能质量的一个重要指标。降低PSU输出电压纹波和噪声的主要硬件手段是通过增加电解电容、片式多层陶瓷电容器(Multi-layer ceramic capacitors，MLCC)、滤波电感这几种滤波器件进行滤波优化；这三种滤波方式各有利弊，滤波电感滤波方式体积大对电流输出有迟滞影响动态响应；电解电容体积大容量大但是由于电解液衰减寿命相对MLCC电容短，对高频噪声抑制较差；MLCC电容体积小，比容大，寿命长，可靠性高、无极性，但是MLCC电容本身是贴片封装，在电容容量需求高，PCB板面积不足时贴装面积往往是制约MLCC使用的缺陷因素。

服务器使用的CRPS电源功率密度较大，对空间要求较高，在使用MLCC 电容输出滤波时由于空间贴片位置有限只能添加大电解电容作为主滤波电容，使用少量MLCC电容作为输出高频噪声滤波电容。

采用电解电容虽然能够快速提升输出电容的容值提高滤波效果，但是电解电容在高频噪声的滤波方面并不如MLCC电容，整体电解电容的比容也不如 MLCC，但是MLCC电容为标贴式封装只能贴装到PCB上，PCB表面横向空间有限。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基于PSU电压输出的MLCC滤波模块，旨在解决现有技术中由于MLCC电容为标贴式封装只能贴装到PCB上， PCB表面横向空间有限，导致输出滤波时只能选用大电解电容作为主滤波电容的问题。

本发明所提供的技术方案是：一种基于PSU电压输出的MLCC滤波模块，包括一与PCU的主电路板可插拔连接的PCB基板；

所述PCB基板上设有四个焊接引脚，分别记为12V输入引脚、第一GND 接地引脚、12V输出引脚以及第二GND接地引脚；

所述PCB基板上还贴装有若干个MLCC电容，若干个所述MLCC电容封装后与所述12V输入引脚、第一GND接地引脚、12V输出引脚以及第二GND接地引脚对应连接形成MLCC滤波电路。

作为一种改进的方案，所述PCB基板与所述PSU的主电路板可插拔连接的一端沉铜形成侧导电极。

作为一种改进的方案，所述PCB基板为双层结构，分别记为顶层板和底层板；

所述顶层板的底部设置所述12V输入引脚和第一GND接地引脚，所述12V 输入引脚的下游连接若干个并联连接的所述MLCC电容；

所述底层板上设有所述12V输出引脚以及第二GND接地引脚，所述12V 输出引脚与所述MLCC电容的输出端连接。

作为一种改进的方案，所述MLCC滤波电路包括依次并联在所述12V输入引脚和第一GND接地引脚之间的20个MLCC电容和电阻R265，20个所述MLCC 电容分别为记为电容C1、电容C4、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C179、电容C177、电容C180、电容C182、电容C183、电容C184、电容C185、电容C186、电容C18、电容C19、电容C20以及电容 C21，所述电阻R265与所述12V输入引脚之间设有第一电路节点，所述电阻 R265与所述第一GND接地引脚之间设有第二电路节点，所述第一电路节点引出的线路与所述12V输出引脚连接，所述第二电路节点引出的线路接地。

作为一种改进的方案，所述MLCC滤波电路还包括一过压保护电路，所述过压保护电路通过MOS管Q60与所述MLCC滤波电路的输出端连接。

作为一种改进的方案，所述MOS管Q60设置在所述第一电路节点和所述 12V输出引脚之间的线路上。

作为一种改进的方案，所述第一电路节点与所述MOS管Q60的漏极之间的线路上依次设有第三电路节点和第四电路节点；

所述第四电路节点引出的线路与二极管D6的正向端连接，所述二极管D6 的反向端引出的线路与所述MOS管Q60的栅极连接，所述MOS管Q60的栅极与所述二极管D6的反向端之间的线路上设有第五电路节点，所述第五电路节点引出的线路与二极管D9的反向端连接，所述二极管D9的正向端接地；

所述第三电路节点引出的线路依次串接电阻R6和电阻R5后接地，所述第三电路节点与所述电阻R6之间的线路上设有第六电路节点，所述第六电路节点引出的线路串接电容C23后接地。

作为一种改进的方案，所述第五电路节点与所述二极管D9之间的线路上设有第七电路节点，所述第七电路节点与所述电阻R6之间的线路上设有第八电路节点，所述电阻R5和所述电阻R6之间的线路上设有第九电路节点；

所述第八电路节点引出的线路与稳压芯片U2的阴极连接，所述稳压芯片 U2的阳极接地，所述稳压芯片U2的参考极与比较器U3的同向输入端连接，所述比较器U3的反向输入端与所述第九电路节点连接，所述比较器U3的输出端与所述第七电路节点连接。

作为一种改进的方案，所述第八电路节点与所述稳压芯片U2之间的线路上串接电阻R4；

所述稳压芯片U2的参考极与比较器U3的同向输入端之间的线路上串接电阻R7。

作为一种改进的方案，所述电容C23与所述第六电路节点之间的线路上设有第十电路节点，所述比较器U3的VCC端串接电阻R8后与所述第十电路节点连接，所述比较器U3的接地端接地。

在本发明实施例中，基于PSU电压输出的MLCC滤波模块包括一与PCU的主电路板可插拔连接的PCB基板；所述PCB基板上设有四个焊接引脚，分别记为12V输入引脚、第一GND接地引脚、12V输出引脚以及第二GND接地引脚；所述PCB基板上还贴装有若干个MLCC电容，若干个所述MLCC电容封装后与所述12V输入引脚、第一GND接地引脚、12V输出引脚以及第二GND接地引脚对应连接形成MLCC滤波电路，从而实现在PSU的主电路板上插装MLCC滤波模块，提高PSU主电路板的纵向使用率，节省PSU的横向可用面积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明提供的基于PSU电压输出的MLCC滤波模块的结构示意图；

图2是本发明提供的顶层板的表面结构示意图；

图3是本发明提供的底层板的表面结构示意图；

图4是本发明提供的MLCC滤波电路的电路图；

其中，1-PCB基板，2-12V输入引脚，3-第一GND接地引脚，4-12V输出引脚，5-第二GND接地引脚，6-顶层板，7-底层板，8-第一电路节点，9-第二电路节点，10-第三电路节点，11-第四电路节点，12-第五电路节点，13-第六电路节点，14-第七电路节点，15-第八电路节点，16-第九电路节点，17- 第十电路节点，18-侧导电极，19-MLCC滤波电路，20-过压保护电路。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的、技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1示出了本发明提供的基于PSU电压输出的MLCC滤波模块的结构示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明实施例相关的部分。

基于PSU电压输出的MLCC滤波模块包括包括一与PCU的主电路板可插拔连接的PCB基板1；

所述PCB基板1上设有四个焊接引脚，分别记为12V输入引脚2、第一GND 接地引脚3、12V输出引脚4以及第二GND接地引脚5；

所述PCB基板1上还贴装有若干个MLCC电容，若干个所述MLCC电容封装后与所述12V输入引脚2、第一GND接地引脚3、12V输出引脚4以及第二GND 接地引脚5对应连接形成MLCC滤波电路19。

其中，PCB基板1与所述PSU的主电路板可插拔连接的一端沉铜形成侧导电极18(图中阴影部分)，该侧导电极18用于与PSU的主电路板进行交互，该沉铜方式为常规技术手段，在此不再赘述。

在本发明中，结合图2和图3所示，PCB基板1为双层结构，分别记为顶层板6和底层板7；

如图2所示，顶层板6的底部设置所述12V输入引脚2和第一GND接地引脚3，所述12V输入引脚2的下游连接若干个并联连接的所述MLCC电容；

如图3所示，底层板7上设有所述12V输出引脚4以及第二GND接地引脚 5，所述12V输出引脚4与所述MLCC电容的输出端连接。

在该实施例中，PCB基板1采用1.6mm板厚的FR4 PCB板，顶层板6和底层板7铜厚2盎司，在顶层板6的上部份打1mm的过孔到底层板7，该四个引脚为敷铜引脚，其中，可以适当调整12V与GND引脚的非对称性宽度达到焊接防呆的功能的目的。

如图4所示，MLCC滤波电路包括依次并联在所述12V输入引脚2和第一 GND接地引脚3之间的20个MLCC电容和电阻R265，20个所述MLCC电容分别为记为电容C1、电容C4、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C179、电容C177、电容C180、电容C182、电容C183、电容 C184、电容C185、电容C186、电容C18、电容C19、电容C20以及电容C21，所述电阻R265与所述12V输入引脚2之间设有第一电路节点8，所述电阻R265 与所述第一GND接地引脚3之间设有第二电路节点9，所述第一电路节点8引出的线路与所述12V输出引脚4连接，所述第二电路节点9引出的线路接地。

在该实施例中，该MLCC电容选用20颗1206封装X7R 10UF 16v电容，当然也可以选用其他型号的电容，在此不再赘述。

如图4所示，MLCC滤波电路还包括一过压保护电路20，所述过压保护电路通过MOS管Q60与所述MLCC滤波电路的输出端连接；

所述MOS管Q60设置在所述第一电路节点8和所述12V输出引脚4之间的线路上。

其中，第一电路节点8与所述MOS管Q60的漏极之间的线路上依次设有第三电路节点10和第四电路节点11；

所述第四电路节点11引出的线路与二极管D6的正向端连接，所述二极管 D6的反向端引出的线路与所述MOS管Q60的栅极连接，所述MOS管Q60的栅极与所述二极管D6的反向端之间的线路上设有第五电路节点12，所述第五电路节点12引出的线路与二极管D9的反向端连接，所述二极管D9的正向端接地；

所述第三电路节点10引出的线路依次串接电阻R6和电阻R5后接地，所述第三电路节点10与所述电阻R6之间的线路上设有第六电路节点13，所述第六电路节点13引出的线路串接电容C23后接地。

在该实施例中，第五电路节点12与所述二极管D9之间的线路上设有第七电路节点14，所述第七电路节点14与所述电阻R6之间的线路上设有第八电路节点15，所述电阻R5和所述电阻R6之间的线路上设有第九电路节点16；

所述第八电路节点15引出的线路与稳压芯片U2的阴极连接，所述稳压芯片U2的阳极接地，所述稳压芯片U2的参考极与比较器U3的同向输入端连接，所述比较器U3的反向输入端与所述第九电路节点16连接，所述比较器U3的输出端与所述第七电路节点14连接。

在图4中，第八电路节点15与所述稳压芯片U2之间的线路上串接电阻 R4；

所述稳压芯片U2的参考极与比较器U3的同向输入端之间的线路上串接电阻R7。

结合图4所示，电容C23与所述第六电路节点13之间的线路上设有第十电路节点17，所述比较器U3的VCC端串接电阻R8后与所述第十电路节点17 连接，所述比较器U3的接地端接地。

在该实施例中，图4所示的电路中还可包含其他电子元器件，在此不再赘述。

在本发明实施例中，该MLCC滤波模块输入电压范围9V-13.8V，输入电流限制根据选择Q60 MOS管的最大导通电流限制，过压保护点电压根据R5和电阻R6的阻值进行设定。通过12V输入供电给稳压芯片U2(TL431芯片)，在稳压芯片U2的参考极得到一个2.5V参考电压Vref，12V通过电阻R5、电阻 R6分压得到一个分压电压Vovp，当分压电压Vovp电压高于2.5V参考电压时，比较器U3(LM393比较器)的输出端输出电压翻转Q60(开关MOS)的驱动电压被拉低MOS处于关断状态，达到关断12V输出的功能；在正常工况下Q60 驱动引脚由12V分压供电导通。

在本发明实施例中，该基于PSU电压输出的MLCC滤波模块能有效的节省 PSU主电路板的布局空间，通过立式的MLCC滤波模块将大量的MLCC电容布局由PSU主板转移到立着的模块上减少了主板上的敷铜及布局空间增加了PSU 的纵向空间利用率，另外模块制作工艺为PCB制作和贴片工艺便于实施；MLCC 滤波模块自带OVP保护功能能有效延长滤波电容寿命。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。