CN101763129A - 一种基于ldo集成电路的稳压电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于LDO集成电路的稳压电路，包括LDO集成电路；所述稳压电路还包括第一三极管、第二三极管和稳压二极管，所述第二三极管的集电极与所述高电平相连，所述第二三极管的发射极与所述LDO集成电路的输入端相连，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的集电极相连，所述第一三极管的基极通过第一电阻连接到所述第二三极管的集电极，所述第一三极管的发射极通过第二电阻连接到所述第二三极管的基极，所述第一三极管的基极连接到稳压二极管的阳极，稳压二极管的阴极接地。本发明通过在LDO集成电路上增设合适参数的元件，解决了高电压直流输入，低电压直流输出情况下LDO集成电路功耗太大，温升太高的问题。

Description

一种基于LDO集成电路的稳压电路

技术领域

本发明涉及一种DC-DC降压处理电路，更具体地说，涉及一种基于LDO集成电路的稳压电路。

背景技术

在照明领域的应急照明方向中，大量使用到电池和单片机。而如何直接从电池上引电到单片机的供电端是一个不可避免的问题。在高压降条件下(如电池电压为12V，单片机电压为3.3V则压降高达8.7V)如何保证输出功率更是一个难题。

现有的方案一般是采用一块LDO(low dropout regulator，低压差线性稳压器)集成电路直接将电压降到所需范围，同时稳压输出。图1为现有LDO集成电路的电路原理图。如图1所示，电池端具有高电平VCC，而LDO集成电路U1的输入端IN连接到高电平VCC并通过第一电容C1接地，输出端OUT作为输出端VOUT且通过第二电容C2接地，接地端GND接地。输出端VOUT可以连接到单片机的供电端。

然而，该方案适用于单片机的工作电流比较小的情况。如果单片机工作电流比较大，输入电压又比较高，则该方案存在致命缺陷。例如：电池电压为15V，单片机工作电压3.3V、工作电流40mA，LDO集成电路采用Hotek的HT7533-1，封装为SOT89(温升参数为200℃/W)。那么通过简单的计算可以知道使用LDO集成电路上的功耗为0.468W，温升为93.6℃。因此现有方案的LDO集成电路功耗大，温度过高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有LDO集成电路的上述功耗过大温度过高的缺陷，提供一种基于LDO集成电路的稳压电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在LDO集成电路上增设外围元件，采用合适参数的三极管和稳压二极管元件对输入电压进行稳压，从而构造一种基于LDO集成电路的稳压电路。

本发明提供了一种基于LDO集成电路的稳压电路，包括LDO集成电路，所述LDO集成电路的输入端连接到高电平，并通过第一电容接地，所述LDO集成电路的输出端作为稳压电路的输出端且通过第二电容接地；其特征在于：

所述稳压电路还包括第一三极管、第二三极管和稳压二极管，所述第二三极管的集电极与所述高电平相连，所述第二三极管的发射极与所述LDO集成电路的输入端相连，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的集电极相连，所述第一三极管的基极通过第一电阻连接到所述第二三极管的集电极，所述第一三极管的发射极通过第二电阻连接到所述第二三极管的基极，所述第一三极管的基极连接到稳压二极管的阳极，稳压二极管的阴极接地。

在本发明所述的基于LDO集成电路的稳压电路中，所述稳压电路还包括二极管，所述二极管的阳极与高电平相连，所述二极管的阴极与第二三极管的集电极相连。

在本发明所述的基于LDO集成电路的稳压电路中，所述稳压电路还包括第三电容，所述第三电容一端与所述二极管的阴极相连，一端接地。

实施本发明的基于LDO集成电路的稳压电路，具有以下有益效果：本发明通过在LDO集成电路输入侧增设合适参数的元件，解决了高电压直流输入，低电压直流输出情况下LDO集成电路功耗太大，温升太高的问题。同时，其静态电流也在满足了电池对所有从电池端直接引电的电路静态电流的严格要求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有LDO集成电路的电路原理图；

图2是本发明基于LDO集成电路的稳压电路一较佳实施例的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

请参阅图2，为本发明基于LDO集成电路的稳压电路一较佳实施例的电路原理图。如图2所示，本发明提供的基于LDO集成电路的稳压电路，包括LDO集成电路U1部分。在本实施例，中LDO集成电路U1采用Hotek的HT75XX或者HT75XX-1系列的芯片，封装为SOT89。需要说明地是本发明不仅限于该型号的LDO集成电路，还可以采用其它本领域人员熟知的LDO集成电路。

其中，所述LDO集成电路U1的输入端IN连接到高电平VCC并通过第一电容C1接地，输出端OUT作为输出端VOUT且通过第二电容C2接地，接地端GND接地。第一电容C1和第二电容C2为滤波和储能的作用。

本发明的稳压电路还包括第一三极管Q1、第二三极管Q2和稳压二极管D2。所述第二三极管Q2的集电极与所述高电平VCC相连，所述第二三极管Q2的发射极与所述LDO集成电路U1的输入端IN相连，所述第一三极管Q1的集电极与所述第二三极管Q2的集电极相连，所述第一三极管Q1的基极通过第一电阻R1连接到所述第二三极管Q2的集电极，所述第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R2连接到所述第二三极管Q2的基极，所述第一三极管Q1的基极连接到稳压二极管D2的阳极，稳压二极管D2的阴极接地。

下面对上述电路的工作原理进行分析。如图2所示，U1采用型号为HT7533-1的芯片，则其工作原理如下所示，另外，HT7533-1的K脚为散热脚，通常与输入端相连。

第一电阻R1和稳压二极管D2的串联使用的作用是给第一三极管Q1的基极提供一个基准电压V1。第一三极管Q1的作用是输出一个基准电压到第二三极管Q2的基极，该基准电压V2为基准电压V1减去第一三极管Q1的压降(约为：V1-0.7V)。第二电阻R2的作用为限制流入第二三极管Q2的电流。第二三极管Q2的作用是输出一个基准电压V3到LDO集成电路U1的输入端，该基准电压V3为基准电压V2减去第二三极管Q2的压降(约为V1-0.7V-0.7V)。LDO集成电路U1则根据输入电压V3输出一个电压范围在±3％的高精度电压到整个电路的输出端VOUT。

此外，所述稳压电路还包括二极管D1，所述二极管D1的阳极与高电平VCC相连，所述二极管D1的阴极与第二三极管Q2的集电极相连。二极管D1的作用为产生正向导通压降，减少后续电路的电压应力。同时在高电平VCC输入端电压突然被拉低(存在脉冲电流的时候，VCC会被突然拉低)时，起防止电流从后续电路反向流回VCC的作用。所述稳压电路还包括第三电容C3，所述第三电容C3一端与所述二极管D1的阴极相连，一端接地。该第三电容C3同样起到滤波和储能的作用。

本发明的技术关键点是在本发明提供的电路基础上根据合理的输入电压范围得到合适的元件参数。使LDO集成电路U1得输入端得电压降低到可以承受的范围之内。同时在输出负载为0的时候，该电路保持着极低的静态电流。也可以在一定程度上承受因为浪涌电流带来的VCC的突然变化。

为了说明本发明与现有技术在具体使用效果上的差别，我们分别制作了如图1和图2所示的两套电路装置来进行比较。设定输入电压VCC＝15V，输出电压为3.3V，输出电流为40mA。根据需要设定第一电阻R1的阻值为100K，稳压二极管D2的压降为6.8V。

通过简单的计算可以得知，现有方案(即图2)中LDO集成电路U1上的功耗为0.468W，温升为93.6℃，静态电流为U1的静态电流，等于2.5uA。而本发明(即图1)的LDO集成电路U1的输入端电压为第二三极管Q2的发射极电压V3，而该发射极电压为稳压二极管D2电压V1(约为6.8V)减去第一三极管Q1和第二三极管Q2的发射结电压，分别为0.7V。则第二三极管Q2的发射极电压为5.4V。通过计算可以知道实施本发明的电路，使得LDO集成电路U1上的功耗为0.084W，温升为16.8℃。静态电流为流经第一电阻R1的电流和LDO集成电路U1上的静态电流之和。由于第一电阻R1的阻值为100K，计算得知流过的电流为79uA。虽然本发明的静态电流比现有方案高，但完全在可以容许的范围之内。

本发明通过在LDO集成电路上增设合适参数的元件，解决了高电压直流输入，低电压直流输出情况下LDO集成电路功耗太大，温升太高的问题。同时其静态电流也在满足电池对所有从电池端直接引电的电路静态电流的严格要求。本发明在同等输出功率的条件下输入电压范围比单独使用LDO集成电路增大一倍。因此，本发明的稳压电路可以广泛用于LED应急灯、应急荧光灯、应急气体放电灯、LED手电以及其他需要用到电池的场合。

本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合或材料，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。

Claims (3)

1.一种基于LDO集成电路的稳压电路，包括LDO集成电路(U1)，所述LDO集成电路(U1)的输入端(IN)连接到高电平(VCC)，并通过第一电容(C1)接地，所述LDO集成电路(U1)输出端(OUT)作为稳压电路的输出端(VOUT)且通过第二电容(C2)接地；其特征在于：

所述稳压电路还包括第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)和稳压二极管(D2)，所述第二三极管(Q2)的集电极与所述高电平(VCC)相连，所述第二三极管(Q2)的发射极与所述LDO集成电路(U1)的输入端(IN)相连，所述第一三极管(Q1)的集电极与所述第二三极管(Q2)的集电极相连，所述第一三极管(Q1)的基极通过第一电阻(R1)连接到所述第二三极管(Q2)的集电极，所述第一三极管(Q1)的发射极通过第二电阻(R2)连接到所述第二三极管(Q2)的基极，所述第一三极管(Q1)的基极连接到稳压二极管(D2)的阳极，稳压二极管(D2)的阴极接地。

2.根据权利要求1所述的基于LDO集成电路的稳压电路，其特征在于，所述稳压电路还包括二极管(D1)，所述二极管(D1)的阳极与高电平(VCC)相连，所述二极管(D1)的阴极与第二三极管(Q2)的集电极相连。

3.根据权利要求2所述的基于LDO集成电路的稳压电路，其特征在于，所述稳压电路还包括第三电容(C3)，所述第三电容(C3)一端与所述二极管(D1)的阴极相连，一端接地。

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