專利名稱：微壓差線性穩(wěn)壓電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電源設(shè)備，特別是涉及一種微壓差線性穩(wěn)壓電源電路。
背景技術(shù)：
一般兩組開關(guān)電源采用次級整流濾波后，直接把電壓輸出給系統(tǒng)供電，由于開關(guān)電源的特性，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載不平衡時，開關(guān)電源共用變壓器的兩路或多路輸出電壓交叉拉載時電壓會偏移標(biāo)準(zhǔn)值的上下限，例如一路負(fù)載為最小，另外一路負(fù)載為最大時，兩組電壓會產(chǎn)生漂移，負(fù)載為最小一路的電壓會超出標(biāo)準(zhǔn)的上限，負(fù)載為最大一路的電壓會低于標(biāo)準(zhǔn)的下限，超出系統(tǒng)的工作電壓范圍，致使系統(tǒng)無法正常工作。為解決這個問題通常有兩種方案一、在輸出電流小的那一路增加一個三端穩(wěn)壓器，一般三端穩(wěn)壓器兩端的壓差最小2V 以上，為保證穩(wěn)定的輸出電壓，三端穩(wěn)壓器兩端的壓差要在3-4V以上。這樣三端穩(wěn)壓器本身的功耗就很大(以IA為例計算就有3-4W損耗)，那么就必須要用很大的散熱器，既增加了成本又加大了空間。二、采用DC-DC方案把高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓小電流，例如1A，其工作于開關(guān)狀態(tài)，高頻干擾很大，需要增加EMI元件，那么就要增加成本，另外IA的DC-DC芯片也比較貴。

實用新型內(nèi)容本實用新型的主要目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效率低成本微壓差線性穩(wěn)壓電源電路。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種微壓差線性穩(wěn)壓電源電路，具有至少第一路輸出和第二路輸出，所述第一路輸出的輸出電壓高于所述第二路輸出的輸出電壓，所述電源電路包括輔助電源、驅(qū)動電路、反饋電路和功率調(diào)節(jié)器件，所述第二路輸出的正端耦合到所述反饋電路的輸入端，所述反饋電路的輸出端耦合到所述驅(qū)動電路的控制端，所述驅(qū)動電路的輸入端耦合到作為所述輔助電源的所述第一路輸出的正端，所述驅(qū)動電路的輸出端耦合到所述功率調(diào)節(jié)器件的控制端，所述功率調(diào)節(jié)器件的輸出端耦合到所述第二路輸出的正端。優(yōu)選的實施方案所述功率調(diào)節(jié)器件為第一三極管，所述第一三極管由其集電極-發(fā)射極提供所述第二路輸出。所述第一三極管為NPN三極管。所述驅(qū)動電路包括第二三極管，所述輔助電源通過第一電阻耦合到所述第二三極管的集電極，并通過第二電阻耦合到所述第二三極管的基極，所述第二三極管的發(fā)射極耦合到所述功率調(diào)節(jié)器件的控制端，并通過第三電阻耦合到所述第二路輸出的負(fù)端，所述第二三極管的基極耦合到所述反饋電路的輸出端。所述電源電路還包括短路保護電路，所述短路保護電路的輸入端耦合到所述第二路輸出的正端，所述短路保護電路的輸出端耦合到所述第二三極管的基極。[0011]所述短路保護電路包括第三三極管和第四三極管，所述第一路輸出的正端通過第一分壓電阻耦合到所述第三三極管的發(fā)射極和第一電容的一端，并通過第二分壓電阻接地，所述第一電容的另一端接所述第三三極管的基極，并通過第四電阻耦合到所述第二路輸出的正端，所述第三三極管的集電極接所述第四三極管的基極，并通過第五電阻接地，所述第四三極管的發(fā)射極接地，所述第四三極管的集電極接所述反饋電路的輸出端以及所述第二三極管的基極。所述第三三極管為PNP三極管，所述第四三極管為NPN三極管。所述反饋電路包括基準(zhǔn)電壓控制器，所述第二路輸出的正端通過第三分壓電阻耦合到所述基準(zhǔn)電壓控制器的取樣端，并通過第四分壓電阻接地，所述基準(zhǔn)電壓控制器的輸出端耦合到所述耦合到所述驅(qū)動電路的控制端。所述反饋電路還包括并聯(lián)在所述基準(zhǔn)電壓控制器的取樣端與輸出端之間的補償電路，所述補償電路包括相串聯(lián)的第六電阻與第三電容。本實用新型有益的技術(shù)效果是相較現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的微壓差線性穩(wěn)壓電源電路可以很好解決兩路或多路輸出開關(guān)電源在交叉拉載時的電壓漂移，從而確保開關(guān)電源每組電壓各自獨立可靠地工作，而且實現(xiàn)成本很低。采用本實用新型的開關(guān)電源供電實現(xiàn)微壓差的輸出，其效率最高可達(dá)95%以上。進一步地，功率調(diào)節(jié)器件采用三極管，由于功率調(diào)節(jié)器件集電極-發(fā)射極兩端的壓差很小，所以只需要比較小的散熱器散熱就可以。另外，由于目前三極管的制造工藝非常成熟，三極管的價格非常便宜，那么成本就比較低了。進一步地，增加短路保護電路，解決了線性穩(wěn)壓電源電路輸出短路保護的問題，保護了功率調(diào)節(jié)器件。

圖1為采用本實用新型實施例的微壓差線性穩(wěn)壓電源電路的一個開關(guān)電源的框圖；圖2為本實用新型一個實施例的微壓差線性穩(wěn)壓電源電路的電路框圖；圖3為本實用新型一個優(yōu)選實施例的微壓差線性穩(wěn)壓電源電路具體的電路原理圖。
具體實施方式
以下通過實施例結(jié)合附圖對本實用新型進行進一步的詳細(xì)說明。請參閱圖1，一個開關(guān)電源包括主電路和微壓差線性穩(wěn)壓電源電路，主電路具有第一路輸出+VH OUT、-VH OUT和第二路輸出+VL OUT、-VL OUT。在一個實施例中，微壓差線性穩(wěn)壓電源電路包括功率調(diào)節(jié)器件Q2、輔助電源+VH OUT、反饋電路和驅(qū)動電路。如圖1和圖2所示，在一個實施例中，第一路輸出的輸出電壓+VH OUT高于第二路輸出的輸出電壓+VL 0UT，第二路輸出的正端耦合到反饋電路的輸入端，反饋電路的輸出端耦合到驅(qū)動電路的控制端，驅(qū)動電路的輸入端耦合到作為輔助電源的第一路輸出的正端， 驅(qū)動電路的輸出端耦合到功率調(diào)節(jié)器件的控制端，功率調(diào)節(jié)器件的輸出端耦合到第二路輸出的正端，驅(qū)動電路根據(jù)反饋電路的輸出，將輔助電壓的輸出信號轉(zhuǎn)換成控制功率調(diào)節(jié)器件Q2輸出的信號以實現(xiàn)微壓差的輸出。優(yōu)選地，第一路輸出的輸出電壓+VH OUT高于第二路輸出的輸出電壓+VL OUT至少3V。請參閱圖1和圖3，在優(yōu)選的實施例中，功率調(diào)節(jié)器件為第一三極管Q2，第一三極管Q2由其集電極C-發(fā)射極E提供第二路輸出+VL OUT，驅(qū)動電路將輔助電壓的輸出信號轉(zhuǎn)換成控制第一三極管Q2的基極B電壓的驅(qū)動信號，使第一三極管飽和導(dǎo)通時其集電極 C-發(fā)射極E的壓降VCE小于設(shè)定的電壓值，如小于0. IV。優(yōu)選地，第一三極管Q2為NPN三極管，其飽和導(dǎo)通電壓VBE為0. 7V。在一個優(yōu)選的實施例中，利用比低電壓輸出大到多于3V的高電壓控制第一三極管Q2的B極，使第一三極管Q2飽和導(dǎo)通時CE的壓降小于0. IV，從而實現(xiàn)微壓差的輸出，效
率最高可達(dá)95%以上。在一個優(yōu)選的實施例中，穩(wěn)壓前輸入端的電壓+VL比其穩(wěn)壓后的輸出端的輸出電壓+VLOUT大于等于0. IV。請參閱圖1-圖3，在一個優(yōu)選的實施例中，驅(qū)動電路包括第二三極管Q3，輔助電源通過第一電阻RVl耦合到第二三極管Q3的集電極，并通過第二電阻R21耦合到第二三極管 Q3的基極，第二三極管Q3的發(fā)射極耦合到功率調(diào)節(jié)器件的控制端，并通過第三電阻R22耦合到第二路輸出的負(fù)端，第二三極管Q3的基極耦合到反饋電路的輸出端。請參閱圖2和圖3，在另一個優(yōu)選的實施例中，微壓差線性穩(wěn)壓電源電路還包括短路保護電路，短路保護電路的輸入端耦合到第二路輸出的正端，短路保護電路的輸出端耦合到第二三極管Q3的基極，短路保護電路在檢測到第二路輸出的輸出電壓降低到設(shè)定閾值以下時使得第二三極管Q3接地而失去偏置電壓，進而控制功率調(diào)節(jié)器件Q2無輸出，實現(xiàn)短路保護。請參閱圖2和圖3，在一個優(yōu)選的實施例中，反饋電路包括基準(zhǔn)電壓控制器IC3，第二路輸出的正端通過第三分壓電阻R27耦合到基準(zhǔn)電壓控制器IC3的取樣端，并通過第四分壓電阻似8接地，基準(zhǔn)電壓控制器IC3的輸出端耦合到驅(qū)動電路的控制端，基準(zhǔn)電壓控制器IC3將輸入的取樣電壓與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓進行比較、放大，輸出信號控制驅(qū)動電路的輸出電壓，從而穩(wěn)定第一三極管Q2的輸出電壓。更優(yōu)地，反饋電路還包括并聯(lián)在基準(zhǔn)電壓控制器IC3的取樣端與輸出端之間的補償電路，補償電路包括相串聯(lián)的第六電阻似9與第三電容 C13。實現(xiàn)微壓差輸出的原理請參閱圖3。當(dāng)開關(guān)電源開啟后，+VH OUT高電壓與+VL低電壓同時有電壓存在，例如+VH OUT彡+VL OUT+ 3V ；+VH OUT經(jīng)過電阻R21把電壓加到第二三極管Q3的B極，第二三極管Q3導(dǎo)通；+VH OUT經(jīng)電阻RVl和第二三極管Q3的CE極給功率調(diào)節(jié)器件第一三極管Q2的B極提供驅(qū)動電壓，功率調(diào)節(jié)器件第一三極管Q2導(dǎo)通；+VLOUT 通過功率調(diào)節(jié)器件第一三極管Q2的CE極把電壓加到+VL OUT。+VL OUT經(jīng)分壓電阻R27 和似8取樣電壓與精密基準(zhǔn)電壓控制器IC3內(nèi)部基準(zhǔn)電壓進行比較、放大，經(jīng)精密基準(zhǔn)電壓控制器IC3的C端控制第二三極管Q3的B極的電壓，再經(jīng)過第二三極管Q3的E極控制功率調(diào)節(jié)器件第一三極管Q2的B極的電壓，從而穩(wěn)定功率調(diào)節(jié)器件第一三極管Q2的輸出電壓。在優(yōu)選的實施例中，NPN第一三極管Q2的基極電壓V Q2B等于+VL OUT加0. 7V的飽和導(dǎo)通電壓VBE，功率調(diào)節(jié)器件第一三極管Q2飽和導(dǎo)通時CE的壓降小于0. IV，從而實現(xiàn)
5微壓差的輸出。優(yōu)選將電阻似9與電容C13加在IC3的CR端組成IC3的補償電路，起到穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓控制器IC3工作的作用。電阻R22為第一三極管Q2的偏置電阻。請參閱圖2和圖3，在一個優(yōu)選的實施例中，短路保護電路包括第三三極管Q4和第四三極管Q5，第一路輸出的正端通過第一分壓電阻R23耦合到第三三極管Q4的發(fā)射極和第一電容Cll的一端，并通過第二分壓電阻RM接地，第一電容Cll的另一端接第三三極管Q4的基極，并通過第四電阻似6耦合到第二路輸出的正端，第三三極管Q4的集電極接第四三極管Q5的基極，并通過第五電阻R25接地，第四三極管Q5的發(fā)射極接地，第四三極管 Q5的集電極接反饋電路的輸出端以及第二三極管Q3的基極。實現(xiàn)短路保護的原理請參閱圖3。當(dāng)開關(guān)電源開啟后，+VH OUT經(jīng)過電阻R23和 R24分壓為第三三極管Q4的E極提供偏置電壓，第三三極管Q4可采用PNP三極管，飽和導(dǎo)通電壓VEB為0.3V，第三三極管Q4的E極提供偏置電壓例如為90% +VL OUT加0. 3V。電容Cll連接第三三極管Q4的EB極，在通電的瞬間Cll兩端相當(dāng)于短路，第三三極管Q4的發(fā)射極電壓VQ4E給Cll充電，同時+VL OUT經(jīng)電阻似6給第三三極管Q4的B極提供偏置電壓，電壓VQ4B大于電壓VQ4E，第三三極管Q4截止。此時第三三極管Q4的C極沒有電壓， 而第三三極管Q4的C極連接到第四三極管Q5的B極，所以第四三極管Q5的BE極沒有偏置電壓從而第四三極管Q5截止。這使得第二三極管Q3正常工作，那么第一三極管Q2也正常工作，從而有電壓+VL OUT正常輸出。電阻R25和電容C12組成第四三極管Q5的B極的偏置及抗干擾電路，以穩(wěn)定第四三極管Q5的工作。當(dāng)輸出短路或系統(tǒng)負(fù)載異常時，只要輸出電壓+VL OUT降低到設(shè)定閾值以下，例如90% +VL OUT額定值以下時，此電壓經(jīng)過電阻似6加到第三三極管Q4的B極，當(dāng)其電壓 VQ4EB大于0. 3V，第三三極管Q4的EC極導(dǎo)通。+VH OUT經(jīng)電阻R23與RM分壓后，通過第三三極管Q4的EB極，經(jīng)過電阻R25的分流后加到第四三極管Q5的B極，第四三極管Q5的 BE極得到偏置電壓VQ5BE，第四三極管Q5的CE極導(dǎo)通，電壓VQ5C幾乎為零。由于第四三極管Q5的C極連接到第二三極管Q3的B極，第二三極管Q3的B極失去偏置電壓VQ3BE后 Q3截止，所以第二三極管Q3的E極電壓為零，而第二三極管Q3的E極連接到第一三極管 Q2的B極，因此此時功率調(diào)節(jié)器件第一三極管Q2的B極失去偏置電壓VQ2BE從而截止。由于第一三極管Q2的E極沒有電壓，+VL OUT沒有輸出，故實現(xiàn)輸出短路保護。例如，當(dāng)輸出5V短路時，輸出電壓降低到4. 5V以下，第三三極管Q4的EC導(dǎo)通給第四三極管Q5的B極提供導(dǎo)通電壓，第四三極管Q5的CE導(dǎo)通，使第二三極管Q3的B極失去偏置電壓后第二三極管Q3截止，同時功率調(diào)節(jié)器件第一三極管Q2的B極失去偏置電壓從而截止沒有輸出。請參閱圖1和圖3，優(yōu)選地，開關(guān)電源還包括跨接在第二路輸出正端+VL OUT、負(fù)端-VL OUT之間的電容C9和EC6，組成+VL OUT的濾波及抗干擾電路，以穩(wěn)定+VL OUT的輸出電壓。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種微壓差線性穩(wěn)壓電源電路，具有至少第一路輸出和第二路輸出，所述第一路輸出的輸出電壓高于所述第二路輸出的輸出電壓，其特征在于，所述電源電路包括輔助電源 、驅(qū)動電路、反饋電路和功率調(diào)節(jié)器件，所述第二路輸出的正端耦合到所述反饋電路的輸入端，所述反饋電路的輸出端耦合到所述驅(qū)動電路的控制端，所述驅(qū)動電路的輸入端耦合到作為所述輔助電源的所述第一路輸出的正端，所述驅(qū)動電路的輸出端耦合到所述功率調(diào)節(jié)器件的控制端，所述功率調(diào)節(jié)器件的輸出端耦合到所述第二路輸出的正端。
2.如權(quán)利要求1所述的微壓差線性穩(wěn)壓電源電路，其特征在于，所述功率調(diào)節(jié)器件為第一三極管(Q2)，所述第一三極管(Q2)由其集電極-發(fā)射極提供所述第二路輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的微壓差線性穩(wěn)壓電源電路，其特征在于，所述第一三極管為NPN 三極管。
4.如權(quán)利要求1至3任一項所述的微壓差線性穩(wěn)壓電源電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路包括第二三極管(Q3)，所述輔助電源通過第一電阻(RVl)耦合到所述第二三極管(Q3)的集電極，并通過第二電阻(R21)耦合到所述第二三極管(Q3)的基極，所述第二三極管(Q3) 的發(fā)射極耦合到所述功率調(diào)節(jié)器件的控制端，并通過第三電阻(R22)耦合到所述第二路輸出的負(fù)端，所述第二三極管(Q3)的基極耦合到所述反饋電路的輸出端。
5.如權(quán)利要求4所述的微壓差線性穩(wěn)壓電源電路，其特征在于，所述電源電路還包括短路保護電路，所述短路保護電路的輸入端耦合到所述第二路輸出的正端，所述短路保護電路的輸出端耦合到所述第二三極管(Q3)的基極。
6.如權(quán)利要求5所述的微壓差線性穩(wěn)壓電源電路，其特征在于，所述短路保護電路包括第三三極管(Q4)和第四三極管(Q5)，所述第一路輸出的正端通過第一分壓電阻(R23)耦合到所述第三三極管(Q4)的發(fā)射極和第一電容(Cll)的一端，并通過第二分壓電阻(RM) 接地，所述第一電容(Cll)的另一端接所述第三三極管(Q4)的基極，并通過第四電阻(似6) 耦合到所述第二路輸出的正端，所述第三三極管(Q4)的集電極接所述第四三極管(Q5)的基極，并通過第五電阻(R25)接地，所述第四三極管(Q5)的發(fā)射極接地，所述第四三極管 (Q5)的集電極接所述反饋電路的輸出端以及所述第二三極管(Q3)的基極。
7.如權(quán)利要求6所述的微壓差線性穩(wěn)壓電源電路，其特征在于，所述第三三極管(Q4) 為PNP三極管，所述第四三極管(Q5)為NPN三極管。
8.如權(quán)利要求1至3任一項所述的微壓差線性穩(wěn)壓電源電路，其特征在于，所述反饋電路包括基準(zhǔn)電壓控制器(IC3)，所述第二路輸出的正端通過第三分壓電阻(R27)耦合到所述基準(zhǔn)電壓控制器(IC3)的取樣端，并通過第四分壓電阻(似8)接地，所述基準(zhǔn)電壓控制器 (IC3)的輸出端耦合到所述耦合到所述驅(qū)動電路的控制端。
9.如權(quán)利要求8所述的微壓差線性穩(wěn)壓電源電路，其特征在于，所述反饋電路還包括并聯(lián)在所述基準(zhǔn)電壓控制器(IC3)的取樣端與輸出端之間的補償電路，所述補償電路包括相串聯(lián)的第六電阻(似9)與第三電容(C13)。
專利摘要本實用新型公開了一種微壓差線性穩(wěn)壓電源電路，具有至少第一路輸出和第二路輸出，所述第一路輸出的輸出電壓高于所述第二路輸出的輸出電壓，所述電源電路包括輔助電源﹑驅(qū)動電路、反饋電路和功率調(diào)節(jié)器件，所述第二路輸出的正端耦合到所述反饋電路的輸入端，所述反饋電路的輸出端耦合到所述驅(qū)動電路的控制端，所述驅(qū)動電路的輸入端耦合到作為所述輔助電源的所述第一路輸出的正端，所述驅(qū)動電路的輸出端耦合到所述功率調(diào)節(jié)器件的控制端，所述功率調(diào)節(jié)器件的輸出端耦合到所述第二路輸出的正端。所述驅(qū)動電路根據(jù)所述反饋電路的輸出，將所述輔助電壓的輸出信號轉(zhuǎn)換成控制所述功率調(diào)節(jié)器件輸出的信號以實現(xiàn)微壓差的輸出。可進一步設(shè)置短路保護電路以實現(xiàn)輸出短路保護。
文檔編號G05F1/56GK202159282SQ20112013633
公開日2012年3月7日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者周明亮, 肖鏗, 賀樓生 申請人:信豐可立克科技有限公司, 惠州市可立克科技有限公司, 深圳可立克科技股份有限公司, 綿陽可立克電子科技有限公司