專(zhuān)利名稱(chēng)：并聯(lián)穩(wěn)壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種并聯(lián)穩(wěn)壓電路，用于將輸入的電流源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的電壓輸出。
背景技術(shù)：
目前，并聯(lián)穩(wěn)壓電路被廣泛的應(yīng)用于電流源輸出的穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)中。比較常見(jiàn)的 并聯(lián)穩(wěn)壓電路有兩種一種是如圖l，采用型號(hào)為T(mén)L431的三端穩(wěn)壓管和少許外圍器件構(gòu) 成，圖中R5為限流電阻，串接于輸入電壓VIN和TL431D1的調(diào)整端，輸出電壓VDD經(jīng)電阻R6、 R7分壓得到基準(zhǔn)電壓和TL431 (D2)的電壓參考腳Vout相連，C3為濾波電容串接在輸出電 壓端VDD和系統(tǒng)地GND之間。由于器件TL431本身能承受的功率小，因此該種并聯(lián)穩(wěn)壓電 路實(shí)際輸出功率小，不適合在輸出功率較大的場(chǎng)合應(yīng)用。 另一種是由比較器、調(diào)整管和必要的電阻、穩(wěn)壓管等器件構(gòu)成，如圖2，輸入電壓端 VIN經(jīng)電阻R8、穩(wěn)壓管D3得到基準(zhǔn)電壓，并和比較器U2的同向輸入端相連，比較器U2的反 向輸入端和電阻R9、R10的分壓點(diǎn)相連，比較器U2的輸出端串接電阻后R81和調(diào)整管Q2的 柵極相連，比較器U2的電源引腳和比較器工作電源VCC相連，調(diào)整管Q2的漏極和輸出電壓 端VDD相連，濾波電容C4、 C5串接在輸入電壓VIN和系統(tǒng)地GND之間。在上述的并聯(lián)穩(wěn)壓 電路中，電阻R8和穩(wěn)壓管D3構(gòu)成調(diào)整電壓的基準(zhǔn)，電阻R9、R10構(gòu)成調(diào)整電壓的反饋，比較 器U2通過(guò)比較基準(zhǔn)電壓和反饋電壓的不同，輸出相應(yīng)控制信號(hào)，控制調(diào)整管Q2的導(dǎo)通或截 止，從而達(dá)到使輸出電壓端VDD穩(wěn)壓的目的。該電路由于采用了外置獨(dú)立調(diào)整管，因此具有 輸出功率大的優(yōu)點(diǎn)。但也存在以下三個(gè)缺點(diǎn)(1)、電路輸入電壓VIN和輸出電壓VDD直接 相連，實(shí)際應(yīng)用中抗干擾性能及電壓輸出穩(wěn)定性差；(2)、電路反饋和控制單元使用不具有 滯回比較功能的比較器，導(dǎo)致調(diào)整管Q2的工作點(diǎn)一直處于其輸出特性的放大區(qū)，從而導(dǎo)致 調(diào)整管Q2工作溫升高、功耗大。(3)、要想電路穩(wěn)定工作，必須給比較器U2提供穩(wěn)定的外加 工作電源VCC，因此電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、應(yīng)用元器件多且生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種輸出功率大、運(yùn)行功耗低、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且生產(chǎn) 成本低的并聯(lián)穩(wěn)壓電路。 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種并聯(lián)穩(wěn)壓電路，包括電壓檢測(cè)及控制 單元M1、調(diào)整管Q1和隔離二極管D1 ;輸入電壓端VIN接所述隔離二極管D1的陽(yáng)極和調(diào)整 管Q1的電流輸入端，隔離二極管D1的陰極接和電壓檢測(cè)及控制單元M1的電源輸入端，電 壓檢測(cè)及控制單元M1的電源輸出端接輸出電壓端VDD ;電壓檢測(cè)及控制單元M1的控制輸 出端與調(diào)整管Q1的控制端相連；調(diào)整管Q1的電流輸出端接系統(tǒng)地GND ;當(dāng)電壓檢測(cè)及控制 單元Ml檢測(cè)當(dāng)前的輸出電壓端VDD的電壓高于或低于預(yù)設(shè)值時(shí)，相應(yīng)控制調(diào)整管Ql的導(dǎo) 通或閉合，以使輸出電壓端VDD穩(wěn)定。 進(jìn)一步，所述電壓檢測(cè)及控制單元M1包括具有滯回特征的電壓比較器，該電壓比 較器與所述隔離二極管Dl組合作用，使調(diào)整管Ql工作在其輸出特性的飽和區(qū)或截止區(qū)。
進(jìn)一步，所述電壓比較器是具有滯回比較特性的專(zhuān)用集成電路、或是由放大器或
比較器為核心構(gòu)建的具有滯回特性電壓比較電路。 進(jìn)一步，所述調(diào)整管Ql是場(chǎng)效應(yīng)管或雙極性晶體管。 進(jìn)一步，所述電壓檢測(cè)及控制單元Ml包括設(shè)于輸出電壓端VDD和系統(tǒng)地GND之 間的由第三電阻R3和第四電阻R4串聯(lián)而成的分壓電路、電壓檢測(cè)器Ul上拉電阻Rl和下 拉電阻R2 ;第三電阻R3和第四電阻R4的接點(diǎn)與電壓檢測(cè)器Ul的輸入端Vin相連，電壓檢 測(cè)器Ul的輸出端Vout分別經(jīng)上拉電阻Rl和下拉電阻R2接所述隔離二極管Dl的陽(yáng)極和 系統(tǒng)地GND，電壓檢測(cè)器Ul的接地端G接系統(tǒng)地GND，電壓檢測(cè)器Ul的輸出端Vout即為所 述電壓檢測(cè)及控制單元M1的控制輸出端。 進(jìn)一步，輸出電壓端VDD和系統(tǒng)地GND之間分別設(shè)有濾波電路。 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)、采用調(diào)整管作為外置獨(dú)
立電壓調(diào)節(jié)器件，使電路具有輸出功率大的優(yōu)點(diǎn)；(2)、采用具有滯回特征的電壓比較器控
制調(diào)整管的導(dǎo)通或截止，降低了調(diào)整管的調(diào)整頻率，使調(diào)整管工作在其輸出特性的飽和區(qū)
或截止區(qū)，避免了使用普通電壓比較器時(shí)調(diào)整管工作點(diǎn)一直處于其輸出特性的放大區(qū)的缺
點(diǎn)，顯著使降低了調(diào)整管的工作溫升。(3)、采用二極管將調(diào)整管和電壓檢測(cè)及控制部分相
隔離，降低了輸入對(duì)輸出的干擾，提高了輸出電壓的穩(wěn)定性和電路工作的可靠性。(4)、本發(fā)
明具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用電子元器件少，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。(5)上拉電阻和下拉電阻為
后級(jí)調(diào)整管提供了適當(dāng)?shù)钠秒妷?，同時(shí)也有效的防止電壓檢測(cè)器輸出電壓高于調(diào)整管的
柵極控制電壓。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中并聯(lián)穩(wěn)壓電路的原理圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的另一種并聯(lián)穩(wěn)壓電路的原理圖； 圖3為本發(fā)明的并聯(lián)穩(wěn)壓電路的原理圖； 圖4為實(shí)施例中的通過(guò)放大器或比較器為核心構(gòu)建的具有滯回特性電壓比較電 路。
具體實(shí)施例方式
見(jiàn)圖3，本實(shí)施例的并聯(lián)穩(wěn)壓電路包括電壓檢測(cè)及控制部分M1、調(diào)整管Q1及隔離 二極管D1。 所述電壓檢測(cè)及控制部分M1，輸出電壓VDD經(jīng)電阻R3、 R4分壓后得到反饋電壓， 輸入具有滯回特征的電壓比較器Ul的輸入端Vin，電壓檢測(cè)器Ul通過(guò)比較該輸入端Vin的 電壓和內(nèi)部基準(zhǔn)電壓(即所述預(yù)設(shè)值)，判斷當(dāng)前輸出電壓端VDD的是否和設(shè)計(jì)的電壓數(shù) 值相吻合，如果數(shù)值偏差超出電壓滯回帶的工作范圍，則電壓檢測(cè)器Ul的輸出端Vout輸出 相應(yīng)的調(diào)整信號(hào)。所述電壓檢測(cè)器U1的輸出端Vout經(jīng)電阻Rl上拉到輸出電壓VDD，經(jīng)電 阻R2下拉到系統(tǒng)地GND，電阻Rl和電阻R2為后級(jí)調(diào)整管Ql提了供適當(dāng)?shù)钠秒妷?，同時(shí) 也有效的防止電壓檢測(cè)器Ul輸出電壓高于調(diào)整管Ql的柵極控制電壓，而導(dǎo)致調(diào)整管Ql損壞。 所述隔離二極管D1將調(diào)整管Q1和電壓檢測(cè)及控制部分M1隔離為兩部分，降低了 輸入對(duì)輸出的干擾，提高了輸出電壓的穩(wěn)定性。 所述調(diào)整管Ql柵極和電壓檢測(cè)器U1的輸出端Vout相連，其漏極和輸入電壓端 VIN相連，其源極和系統(tǒng)地GND相連，當(dāng)電壓檢測(cè)器Ul輸出調(diào)整信號(hào)時(shí)，調(diào)整管Ql通過(guò)導(dǎo)通 或截止，使輸入電壓端VIN的電壓相應(yīng)降低或升高，從而使輸出電壓端VDD的電壓穩(wěn)定。
所述電壓檢測(cè)及控制部分M1中的電壓檢測(cè)器Ul，可以是具有滯回比較特性的專(zhuān) 用集成電路(如型號(hào)為NCP303的專(zhuān)用集成電路)，其具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)；或是通過(guò) 放大器或比較器為核心構(gòu)建的具有滯回特性電壓比較電路(見(jiàn)圖4)，其中V1為比較電路輸 入，V2為比較電路輸出。 所述調(diào)整管Ql可以是場(chǎng)效應(yīng)管或雙極性晶體管，當(dāng)使用雙極性晶體管時(shí)，可以省 去所述上拉電阻Rl和下拉電阻R2。 為了進(jìn)一步降低輸出電壓文波，輸出電壓端VDD和系統(tǒng)地GND之間分別設(shè)有濾波
電路，即電容ci和C2。也可增加t型或n型濾波器。 顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的 實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其 它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā) 明的精神所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
一種并聯(lián)穩(wěn)壓電路，其特征在于包括電壓檢測(cè)及控制單元(M1)、調(diào)整管(Q1)和隔離二極管(D1)；輸入電壓端(VIN)接所述隔離二極管(D1)的陽(yáng)極和調(diào)整管(Q1)的電流輸入端，隔離二極管(D1)的陰極接和電壓檢測(cè)及控制單元(M1)的電源輸入端，電壓檢測(cè)及控制單元(M1)的電源輸出端接輸出電壓端(VDD)；電壓檢測(cè)及控制單元(M1)的控制輸出端與調(diào)整管(Q1)的控制端相連；調(diào)整管(Q1)的電流輸出端接系統(tǒng)地(GND)；當(dāng)電壓檢測(cè)及控制單元(M1)檢測(cè)當(dāng)前的輸出電壓端(VDD)的電壓高于或低于預(yù)設(shè)值時(shí)，相應(yīng)控制調(diào)整管(Q1)的導(dǎo)通或閉合，以使輸出電壓端(VDD)穩(wěn)定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述并聯(lián)穩(wěn)壓電路，其特征在于所述電壓檢測(cè)及控制單元(Ml)包 括具有滯回特征的電壓比較器，該電壓比較器與所述隔離二極管(Dl)組合作用，使調(diào)整管 (Ql)工作在其輸出特性的飽和區(qū)或截止區(qū)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述并聯(lián)穩(wěn)壓電路，其特征在于所述電壓比較器是具有滯回比較 特性的專(zhuān)用集成電路、或是由放大器或比較器為核心構(gòu)建的具有滯回特性電壓比較電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3之一所述并聯(lián)穩(wěn)壓電路，其特征在于所述調(diào)整管(Ql)是場(chǎng)效應(yīng) 管或雙極性晶體管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述并聯(lián)穩(wěn)壓電路，其特征在于所述電壓檢測(cè)及控制單元(Ml)包 括設(shè)于輸出電壓端(VDD)和系統(tǒng)地(GND)之間的由第三電阻(R3)和第四電阻(R4)串聯(lián) 而成的分壓電路、電壓檢測(cè)器(Ul)上拉電阻(Rl)和下拉電阻(R2);第三電阻(R3)和第四電阻(R4)的接點(diǎn)與電壓檢測(cè)器(Ul)的輸入端(Vin)相連，電 壓檢測(cè)器(Ul)的輸出端(Vout)分別經(jīng)上拉電阻(Rl)和下拉電阻(R2)接所述隔離二極管 (Dl)的陽(yáng)極和系統(tǒng)地(GND)，電壓檢測(cè)器(Ul)的接地端(G)接系統(tǒng)地(GND)，電壓檢測(cè)器 (Ul)的輸出端(Vout)即為所述電壓檢測(cè)及控制單元(Ml)的控制輸出端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述并聯(lián)穩(wěn)壓電路，其特征在于所述輸出電壓端(VDD)和系統(tǒng)地 (GND)之間分別設(shè)有濾波電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輸出功率大、運(yùn)行功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低廉的并聯(lián)穩(wěn)壓電路，包括電壓檢測(cè)及控制單元M1、調(diào)整管Q1和隔離二極管D1；輸入電壓端VIN接所述隔離二極管D1的陽(yáng)極和調(diào)整管Q1的電流輸入端，隔離二極管D1的陰極接和電壓檢測(cè)及控制單元M1的電源輸入端，電壓檢測(cè)及控制單元M1的電源輸出端接輸出電壓端VDD；電壓檢測(cè)及控制單元M1的控制輸出端與調(diào)整管Q1的控制端相連；調(diào)整管Q1的電流輸出端接系統(tǒng)地GND；當(dāng)電壓檢測(cè)及控制單元M1檢測(cè)輸出電壓端VDD的電壓高于或低于預(yù)設(shè)值時(shí)，相應(yīng)控制調(diào)整管Q1的導(dǎo)通或閉合，以使輸出電壓端VDD穩(wěn)定。
文檔編號(hào)G05F1/10GK101763134SQ20101011112
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月2日
發(fā)明者梁隆軍, 鄭春橋, 陳俊 申請(qǐng)人:浙江南瑞科技有限公司