CN102104335A - 电源三端稳压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电源三端稳压器，包括电压输入端，电压调节端以及电压输出端，其中所述电源三端稳压器还包括当所述电压调节端的电压为0V时，使负载输出端的电压为0V的串联二极管组合，所述串联二极管组合包括至少一个二极管，所述串联二极管组合的阳极连接所述电压输出端，所述串联二极管组合的阴极连接所述负载输出端。本发明的电源三端稳压器采用多个二极管同向串联形成的串联二极管组合，成本低廉，并且可以保证完全关断电源三端稳压器输出，同时还具有防电流倒灌功能。

Description

电源三端稳压器

技术领域

本发明涉及稳压器，更具体地说，涉及可实现输出完全关断的电源三端稳压器。

背景技术

电源三端稳压器是电子线路，常用的电压变换器件。它可将直流高电压，变换成小于输入电压到V_ref(电源三端稳压器参考电压)任意一电压，它最大的特点线路简单，仅用两个电阻和电容就可以完成设计，在电子产品中广泛的应用。

随着人们对电子产品节能的要求，要求电子产品在待机时要满足一定的功耗要求，那么电子产品设计时，在待机状态下关掉不必要供电的线路，一般是关掉电子线路的供电，因采用电源三端稳压器的供电电路很多，故要设计关断采用电源三端稳压器的供电电路。现一般有两种方式：1.用MOS管(或其它形式的开关器件)关断输入电源；2.控制电源三端稳压器调节端电压为零。这两种方式都有自己的缺点：用MOS管(或其它形式的开关器件)关断输入电源，需加MOS管和控制电路，成本高；控制电源三端稳压器调节端电压为零，输出还是会有一定的电压V_ref(电源三端稳压器参考电压)，当电源三端稳压器输出负载短路时会有很大的电流作用在电源三端稳压器上。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述电源三端稳压器成本高或电源三端稳压器的输出无法完全关断造成电源三端稳压器不安全的缺陷，提供一种成本低廉，保证完全关断电源三端稳压器输出；同时还具有防电流倒灌功能的电源三端稳压器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电源三端稳压器，包括电压输入端，电压调节端以及电压输出端，其特征在于，所述电源三端稳压器还包括当所述电压调节端的电压为0V时，使负载输出端的电压为0V的串联二极管组合，所述串联二极管组合包括至少一个二极管，所述串联二极管组合的阳极连接所述电压输出端，所述串联二极管组合的阴极连接所述负载输出端。

在本发明所述的电源三端稳压器中，当所述电压调节端的电压为0V时，所述电压输出端的输出电压为V_ref，当所述二极管为硅二极管，所述串联二极管组合中硅二极管的数量为int(V_ref/0.7)+1。

在本发明所述的电源三端稳压器中，当所述电压调节端的电压为0V时，所述电压输出端的输出电压为V_ref，当所述二极管为锗二极管，所述串联二极管组合中锗二极管的数量为int(V_ref/0.3)+1。

在本发明所述的电源三端稳压器中，所述电源三端稳压器还包括负载电阻R0，所述负载电阻R0的一端与所述串联二极管组合的阴极连接，所述负载电阻R0的另一端接地。

在本发明所述的电源三端稳压器中，所述电源三端稳压器还包括发出控制信号的微处理器和根据所述控制信号控制所述电压调节端的电压的调节端控制电路。

在本发明所述的电源三端稳压器中，所述调节端控制电路包括三极管Q1、三极管Q5以及三极管Q3，所述三极管Q1的集电极通过电阻R1与所述电压调节端连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极分别连接第一电源和所述三极管Q5的集电极，所述三极管Q5的发射极接地，所述三极管Q5的基极分别连接第二电源和所述三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极连接所述微处理器。

在本发明所述的电源三端稳压器中，所述三极管Q3的基极与第三电源连接。

在本发明所述的电源三端稳压器中，所述调节端控制电路包括根据所述负载输出端的输出电流控制所述电压调节端的电压的保护电路。

在本发明所述的电源三端稳压器中，所述保护电路包括三极管Q2和三极管Q4，所述三极管Q4的发射极和所述串联二极管组合的阴极连接，所述三极管Q4的基极通过电阻R6与所述三极管Q4的发射极连接，所述三极管Q4的集电极与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极分别连接所述第二电源和所述三极管Q5的基极。

实施本发明的电源三端稳压器，具有以下有益效果：采用多个二极管同向串联形成的串联二极管组合成本低廉，并且可以保证完全关断电源三端稳压器输出，同时还具有防电流倒灌功能。

二极管可采用硅二极管或锗二极管，并且根据二极管的种类和输出电压V_ref可很好实现负载输出端完全关断。负载电阻R0保证输出的稳定。调节端控制电路可以很好通过微处理器控制电压调节端的电压以打开关断电源三端稳压器。三极管Q3的基极与第三电源连接保证了上电直接关断负载输出端，防止非正常的输出。保护电路做的很好的过流和短路保护。

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是本发明的电源三端稳压器的详细电路图。

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。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在图1所述的本发明的电源三端稳压器的详细电路图中，所述电源三端稳压器包括电压输入端，电压调节端以及电压输出端，电源三端稳压器还包括串联二极管组合1，串联二极管组合1包括至少一个二极管，串联二极管组合1的阳极连接电压输出端，串联二极管组合1的阴极连接负载输出端，串联二极管组合1用于当电压调节端的电压为0V时，使负载输出端的电压为0V。串联二极管组合1包括至少一个二极管，当采用多个二极管时，所有的二极管同向串联，串联二极管组合1的阳极(即露出二极管阳极的一端)与电压输出端连接，串联二极管组合1的阴极(即露出二极管阴极的一端)与负载输出端连接。当采用本电源三端稳压器时，当电源三端稳压器打开时，负载输出端经过串联二极管组合1的微小分压后输出，因此串联二极管组合1对负载输出端的输出电压几乎没有影响。当电源三端稳压器关断时，电压调节端输入电压为0V，电压输出端的输出电压为V_ref，由于二极管有固定的正向压降，可以通过多个二极管串联组成串联二极管组合1，当串联二极管组合1造成的正向压降大于等于V_ref时就实现了电源三端稳压器的输出完全关断。本电源三端稳压器采用多个二极管同向串联形成的串联二极管组合1成本低廉，并且可以保证完全关断电源三端稳压器输出，同时由于二极管的反向截止的功能使得本电源三端稳压器还具有防电流倒灌功能，保护电源三端稳压器。

作为本发明的电源三端稳压器的优选实施例，当电压调节端的电压为0V时，电压输出端的输出电压为V_ref。为了实现电源三端稳压器的输出完全关断，在采用不同的二极管时采用不同的二极管使用数量的计算方法。当使用的二极管为硅二极管时，串联二极管组合1中的硅二极管的数量为int(V_ref/0.7)+1，即将V_ref除以硅二极管的正向导通电压得到一数值，对这一数值取整后加1即为串联二极管组合1中使用的硅二极管的数量。当使用的二极管为锗二极管时，串联二极管组合1中的锗二极管使用数量为int(V_ref/0.3)+1，即将V_ref除以锗二极管的正向导通电压得到一数值，对这一数值取整后加1即为串联二极管组合1中使用的锗二极管的数量。通过这种计算方法计算出来的串联二极管组合1可以保证串联二极管组合1造成的正向压降大于等于V_ref，实现了电压调节端输入电压为0V时电源三端稳压器的输出完全关断。

在图1所述的本发明的电源三端稳压器的详细电路图中，电源三端稳压器还包括负载电阻R0，负载电阻R0的一端与串联二极管组合1的阴极连接，负载电阻R0的另一端接地。为了保证正常工作情况下负载输出电路的稳定，在负载输出端加了一负载电阻R0，阻值为K级以上，这样即能保证稳定输出，同时还能减少电源三端稳压器打开时在负载电阻R0上的功耗损耗。

在图1所述的本发明的电源三端稳压器的详细电路图中，电源三端稳压器还包括发出控制信号的微处理器和根据所述控制信号控制电压调节端的电压的调节端控制电路2。调节端控制电路2包括三极管Q1、三极管Q5以及三极管Q3，三极管Q1的集电极通过电阻R1与电压调节端连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极分别连接第一电源和三极管Q5的集电极，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的基极分别连接第二电源和三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极连接微处理器的控制端。当微处理器产生开启的控制信号时，控制端为0V，三极管Q3截止，第二电源在三极管Q5的基极处产生高电平，三极管Q5导通，第一电源通过电阻R2和三极管Q5接地，三极管Q1的基极由于电阻R3为低电平，这时三极管Q1截止，电压调节端输入V_adj，电压输出端输出正常电压，则负载输出端输出正常电压；当微处理器产生关闭的控制信号时，控制端为高电平，三极管Q3导通，三极管Q5的基极为低电平，三极管Q5截止，第一电源在三极管Q1的基极产生高电平。三极管Q1导通，电压调节端的输出电压下拉为0V，电压输出端输出参考电压V_adj，但参考电压V_adj经过串联二极管组合后到达负载输出端时电压降为0V，实现了电源三端稳压器的输出完全关断。

在图1所述的本发明的电源三端稳压器的详细电路图中，三极管Q3的基极与第三电源连接。当电路上电，微处理器还没正常工作时，微处理器不能控制电路的输出，R12将三极管Q3的基极的电位上拉到VCC，Q3三极管Q3的基极为高电平，三极管Q3导通，那么三极管Q5的基极为低电平，Q5处于截止，三极管Q1的基极为高电平，Q1处于导通，电压输出端的电压下拉为0V，负载输出端输出电压为0V。这样的结构实现了上电自动关断负载输出端输出的功能，防止电路的非正常的输出。

在图1所述的本发明的电源三端稳压器的详细电路图中，调节端控制电路2包括根据负载输出端的输出电流控制电压调节端的电压的保护电路21。保护电路21包括三极管Q2和三极管Q4，三极管Q4的发射极和串联二极管组合1的阴极连接，三极管Q4的基极通过电阻R6与三极管Q4的发射极连接，三极管Q4的集电极与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极分别连接第二电源和三极管Q5的基极。保护电路21构成了电路的过流和短路保护。当流过电阻R6的电流使电阻R6两端电压压降为大于0.7V时，三极管Q4导通，三极管Q2的基极为高电平，三极管Q2导通，三极管Q5的基极为低电平，三极管Q5处于截止，三极管Q1的基极为高电平，三极管Q1导通，电压输出端的电压下拉为0V，负载输出端的输出电压为0V，就起到了过载自动保护；当整个电路输出短路到地时，流过电阻R6电流瞬间很大，电阻R6两端电压压降为远远大于0.7V，根据上述的原理负载输出端的输出电压为0V，就起到了短路自动保护，R6电阻值为R6＝0.7/I_max，(I_max为电路要求输出的最大电流值)。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电源三端稳压器，包括电压输入端，电压调节端以及电压输出端，其特征在于，所述电源三端稳压器还包括当所述电压调节端的电压为0V时，使负载输出端的电压为0V的串联二极管组合(1)，所述串联二极管组合(1)包括至少一个二极管，所述串联二极管组合(1)的阳极连接所述电压输出端，所述串联二极管组合(1)的阴极连接所述负载输出端。

2.根据权利要求1所述的电源三端稳压器，其特征在于，当所述电压调节端的电压为0V时，所述电压输出端的输出电压为V_ref，当所述二极管为硅二极管，所述串联二极管组合(1)中硅二极管的数量为int(V_ref/0.7)+1。

3.根据权利要求1所述的电源三端稳压器，其特征在于，当所述电压调节端的电压为0V时，所述电压输出端的输出电压为V_ref，当所述二极管为锗二极管，所述串联二极管组合(1)中锗二极管的数量为int(V_ref/0.3)+1。

4.根据权利要求1所述的电源三端稳压器，其特征在于，所述电源三端稳压器还包括负载电阻R0，所述负载电阻R0的一端与所述串联二极管组合(1)的阴极连接，所述负载电阻R0的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的电源三端稳压器，其特征在于，所述电源三端稳压器还包括发出控制信号的微处理器和根据所述控制信号控制所述电压调节端的电压的调节端控制电路(2)。

6.根据权利要求5所述的电源三端稳压器，其特征在于，所述调节端控制电路(2)包括三极管Q1、三极管Q5以及三极管Q3，所述三极管Q1的集电极通过电阻R1与所述电压调节端连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极分别连接第一电源和所述三极管Q5的集电极，所述三极管Q5的发射极接地，所述三极管Q5的基极分别连接第二电源和所述三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的基极连接所述微处理器。

7.根据权利要求6所述的电源三端稳压器，其特征在于，所述三极管Q3的基极与第三电源连接。

8.根据权利要求5所述的电源三端稳压器，其特征在于，所述调节端控制电路(2)包括根据所述负载输出端的输出电流控制所述电压调节端的电压的保护电路(21)。

9.根据权利要求6所述的电源三端稳压器，其特征在于，所述调节端控制电路(2)包括根据所述负载输出端的输出电流控制所述电压调节端的电压的保护电路(21)。

10.根据权利要求9所述的电源三端稳压器，其特征在于，所述保护电路(21)包括三极管Q2和三极管Q4，所述三极管Q4的发射极和所述串联二极管组合(1)的阴极连接，所述三极管Q4的基极通过电阻R6与所述三极管Q4的发射极连接，所述三极管Q4的集电极与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极分别连接所述第二电源和所述三极管Q5的基极。