CN100585532C - 恒压输出的电源稳压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种恒压输出的电源稳压器，包括有：一稳压电路模块，接收一输入电压，并将该输入电压稳定于一预定电压范围内，输出对应该预定电压范围内的一稳定电压；一电压缓冲器模块，与该稳压电路模块电性耦接，用以缓冲输入的该稳定电压，并输出该稳定电压至下一级电路，其中该电压缓冲器模块阻挡下一级电路的电流流入该稳压电路模块。本发明利用电压缓冲器模块将稳压电路模块与负载隔离，避免负载效应影响稳压电路模块的输出电压，且电压缓冲器模块更阻挡负载的电流流入稳压电路模块中，以进一步提升电源稳压器的输出精密度。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源稳压器(regulator)电路，特别是涉及一种恒压输出的电源稳压器。
背景技术
随着电子科技的发展，在一个电子系统中包括了各种大小不等的功能性电路(例如，整流、滤波、变压、稳压、信号转换或信号放大等等)组成，为了使电子系统能正常运作，需要通过电源管理来实现，而电源管理主要目的为，在电子系统不同的运作状态下，随时控制并保持电子系统内适当电流与电压正常供给。
而电源管理电路可分为电源稳压器(regulator)、电池充电/量测、热插拔、电压监控等几个类型，其中电源稳压器主要用于当电源的电压与负载电流改变时，仍能供应电子系统一稳定的输出电压，然而当电源稳压器应用在小电流和精密参考电压输出时，容易受到负载效应(loading effect)的影响而使其输出精确性下降，对高质量的设计趋势而言，此为待解决的问题之一。
请参照中国台湾专利公开号第200419319号，该专利申请案公开一种脉冲宽度调制电压调节器包括一脉冲宽度调制电路及一控制电路。控制电路可操作，当负载电流增加时，降低脉冲宽度调制电路的脉冲调制频率，及当负载电流减小时，增加脉冲宽度调制电路的脉冲调制频率。
虽然上述专利申请案已能根据负载电流变化情形，对脉冲宽度调制电路的脉冲调制频率作对应调整，以降低功率消耗及提高电压调节效率，但上述控制电路仅适用于具脉冲宽度调制电路的稳压器，在电路应用范围上仍有限制。
因此，当负载电流发生变化时，会导致前一级的电源稳压器电路的电流受到影响，故会有电源稳压器电路的输出电压受负载效应影响而不精确的问题存在。
发明内容
本发明所要解决的主要问题在于，提供一种恒压输出的电源稳压器，通过串接一个电压缓冲器模块于稳压电路模块与负载之间，使稳压电路模块的输出电压不受负载效应的影响，以提升电源稳压器的输出精密度。
为了实现上述目的，本发明公开了一种恒压输出的电源稳压器，包括有：
一稳压电路模块，接收一输入电压，并将该输入电压稳定于一预定电压范围内，输出对应该预定电压范围内的一稳定电压；及
一电压缓冲器模块，与该稳压电路模块电性耦接，用以缓冲输入的该稳定电压，并输出该稳定电压至下一级电路，其中该电压缓冲器模块阻挡下一级电路的电流流入该稳压电路模块。
该稳压电路模块由一第一电容、一第二电容、一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻及一齐纳二极管所构成。
该第一电容的第一端电性耦接至该输入电压，该第一电容的第二端电性耦接至接地端，该第一电阻的第一端电性耦接至该第一电容的该第一端，该第一电阻的第二端电性耦接至该第二电容的第一端、该齐纳二极管的第一端及该第二电阻的第一端，该齐纳二极管的第二端与该齐纳二极管的该第一端相电性耦接，该第三电阻的第一端电性耦接至该第二电阻的第二端，该第三电阻的第二端、该齐纳二极管的第三端及该第二电容的第二端电性耦接至接地端。
该电压缓冲器模块由一运算放大器与一二极管所构成。
该运算放大器的第一输入端电性耦接至该第二电阻的第二端，该运算放大器的输出端电性耦接至一二极管的第一端，该二极管的第二端电性耦接至该运算放大器的第二输入端。
该电压缓冲器模块串接于该稳压电路模块与下一级电路之间。
本发明利用电压缓冲器模块将稳压电路模块与负载隔离，避免负载效应影响稳压电路模块的输出电压，且电压缓冲器模块更阻挡负载的电流流入稳压电路模块中，以进一步提升电源稳压器的输出精密度。
附图说明
图1为本发明实施例的系统结构图；及
图2为本发明实施例的电路示意图。
其中，附图标记：
10 稳压电路模块 20 电压缓冲器模块
30 负载 50 电源稳压器
C1 第一电容 C2 第二电容
D 二极管 R1 第一电阻
R2 第二电阻 R3 第三电阻
OP 运算放大器 ZD 齐纳二极管
具体实施方式
请参照图1，为本发明实施例的系统结构图。如图1所示本发明的恒压输出的电源稳压器50，包括有稳压电路模块10及电压缓冲器模块20，以下分别就各模块进行说明。
稳压电路模块10，用以接收一输入电压，并将接收的输入电压稳定于预定电压范围内，接着，输出对应预定电压范围内的稳定电压，而稳压电路模块10实务上可采用以下三个类型的电路：低压降线性稳压器(low drop-outlinear regulator，LDO)、脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)控制器及分布式组件(例如，MOSFET)，其中低压降线性稳压器除了提供稳压功能外，还提供降压功能；脉冲宽度调制控制器通过截止周期的调制来延长切换周期，因此能大幅降低在轻载及无载时的能源耗用；分布式组件用于供应集成电路(IC)电源，主要功能近于开关。
电压缓冲器模块20，与稳压电路模块10电性耦接，用以缓冲稳压电路模块10输入的稳定电压，以将稳定电压与负载30隔离，以避免负载效应，接着，输出稳定电压至负载30或下一级电路，其中电压缓冲器模块20还用于阻挡负载30或下一级电路的电流流入稳压电路模块10，而电压缓冲器模块20实务上可采用超级二极管(super diode)电路，其中电压缓冲器模块20串接于稳压电路模块10与负载30(下一级电路)之间。
请参照图2，为本发明实施例的电路示意图。如图2所示本发明高精密电源稳压器电路示意图，包括有第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、齐纳二极管ZD、运算放大器OP及二极管D，以下说明各电路组件的连接关系。
首先，第一电容C1的第一端(即正端)电性耦接至输入电压，第一电容C1的第二端(及负端)电性耦接至接地端，接着，第一电阻R1的第一端电性耦接至第一电容C1的第一端，第一电阻R1的第二端分别电性耦接至第二电容C2的第一端、齐纳二极管ZD的第一端(即负端)及第二电阻R2的第一端，而齐纳二极管ZD的第二端与齐纳二极管ZD的第一端(即负端)相电性耦接。
接下来，第三电阻R3的第一端电性耦接至第二电阻R2的第二端，而第三电阻R3的第二端、齐纳二极管ZD的第三端及第二电容C2的第二端电性耦接至接地端，其中第二电容C2与齐纳二极管ZD构成一并联回路，而第二电阻R2、第三电阻R3与齐纳二极管ZD构成一并联回路。
运算放大器OP的第一输入端(即正相输入端)电性耦接至第二电阻R2的第二端，运算放大器OP的输出端电性耦接至二极管D的第一端(即正端)，二极管D的第二端(即负端)电性耦接至运算放大器OP的第二输入端(即反相输入端)以及负载30(下一级电路)，其中运算放大器OP与二极管D构成一个超级二极管电路。
接下来，说明电路工作原理：
首先，当负载30产生变化时(例如，由轻载变为重载，或由重载变为轻载)，其电流同时产生变化(例如，由小电流变为大电流，或由大电流变为小电流)，此时，负载30的电流由运算放大器OP提供，因此，流过齐纳二极管ZD的电流不受负载30的电流影响，故稳压电路模块10的输出电压不会产生变化。
接着，运算放大器OP的第一输入端接收稳压电路模块10的输出电压，而运算放大器OP的输出端通过二极管D电性耦接到运算放大器OP的第二输入端，从而构成电压随耦器(voltage follower)，故运算放大器OP的输出电压等于其第一输入端接收稳压电路模块10的输出电压，其中二极管D的顺向电压降(forward voltage drop)几近等于零，因此，对稳压电路模块10来说，电压缓冲器模块20并无任何负载效应，且二极管D更阻挡负载30的电流流入稳压电路模块10。
通过这种恒压输出的电源稳压器，通过电压缓冲器模块将稳压电路模块与负载隔离，避免负载效应影响稳压电路模块的输出电压，且电压缓冲器模块更阻挡负载的电流流入稳压电路模块中，以进一步提升电源稳压器的输出精密度。
虽然本发明以前述的较佳实施例公开如上，但并非用以限定本发明，任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与修改，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书所界定为准。
Claims (3)
1、一种恒压输出的电源稳压器，其特征在于，包括有：
一稳压电路模块，由一第一电容、一第二电容、一第一电阻、一第二电阻、一第三电阻及一齐纳二极管所构成，该第一电容的第一端电性耦接至一输入电压，该第一电容的第二端电性耦接至接地端，该第一电阻的第一端电性耦接至该第一电容的该第一端，该第一电阻的第二端电性耦接至该第二电容的第一端、该齐纳二极管的第一端及该第二电阻的第一端，该齐纳二极管的第二端与该齐纳二极管的该第一端相电性耦接，该第三电阻的第一端电性耦接至该第二电阻的第二端，该第三电阻的第二端、该齐纳二极管的第三端及该第二电容的第二端电性耦接至接地端，该稳压电路模块接收该输入电压，并将该输入电压稳定于一预定电压范围内，输出对应该预定电压范围内的一稳定电压；及
一电压缓冲器模块，与该稳压电路模块电性耦接，用以缓冲输入的该稳定电压，并输出该稳定电压至下一级电路，其中该电压缓冲器模块阻挡下一级电路的电流流入该稳压电路模块。
2、如权利要求1所述的恒压输出的电源稳压器，其特征在于，该电压缓冲器模块由一运算放大器与一二极管所构成。
3、如权利要求2所述的恒压输出的电源稳压器，其特征在于，该运算放大器的第一输入端电性耦接至该第二电阻的第二端，该运算放大器的输出端电性耦接至一二极管的第一端，该二极管的第二端电性耦接至该运算放大器的第二输入端。
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