CN102347739B - 高精度限流电压跟踪电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度限流电压跟踪电路，第一运算放大器与第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容、第二二极管组成电压跟随器，使本电路的输入端电压等于输出端电压，第二运算放大器与第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一二极管构成差分检测器用于检测本电路的输出电流，当第四电阻两端的电压差大于限流设定电压时，第二运算放大器输出电压将会大于本电路输入端电压加第一二极管电压，第一运算放大器反相端电压被抬高从而降低本电路的输出电压，使得本电路输出电流稳定在一个恒定值。本电路结构简单，制作成本低，限流精度高，易于调节，可应用于各类电子设备中并提供了有效的保护。

Description

高精度限流电压跟踪电路

技术领域

本发明涉及一种高精度限流电压跟踪电路。

背景技术

随着各类电子设备的广泛应用，提供各类电子设备的电源种类也逾来逾多，且电源的技术要求也越来越高。电子设备及集成于电子设备内向与之连接的外部电路模块供电的电源不仅需要稳压，而且当外部负载出现异常时需要高精度的限流以保护电子设备的内部电路。即为适应各类电子设备的应用，对各类电源的限流功能和精度提出了更高的要求。

目前常用的电源限流电路一般有以下几种：

①直接使用普通线性电源。当外部负载短路时利用其自身的过流保护。但该种电源自身的限流值较高且无法调整，并且当负载短路到高电压时极易造成内部电路的损坏。

②线性电源芯片结合用三极管作为限流控制元件。该电路将串联在电源线上的电阻两端电压加至三极管基极和发射极，再结合其他控制电路，达到限流控制的目的。但三极管基极和发射极端电压随环境温度而有较大的变化，使该电路的限流值随着温度波动发生大的改变，无法达到高精度限流。

③用专用的电压跟踪器芯片提供稳压电源。该类稳压电源电路简单，但成本高，限流精度不高，且不易根据设计要求改变限流值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高精度限流电压跟踪电路，本电路结构简单，制作成本低，限流精度高，易于调节，可广泛应用于具有较高限流精度要求的各类电子设备中并向外接电路模块供电，为各类电子设备提供了有效的保护。

为解决上述技术问题，本发明高精度限流电压跟踪电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻，所述第一电阻一端连接所述第一运算放大器的正相端、另一端为本电路的输入端，所述第二电阻和第三电阻串联后，第二电阻一端连接所述第一运算放大器的反相端、第三电阻一端为本电路的输出端，所述第二电容连接于所述第二电阻与第三电阻的连接点和第一运算放大器的输出端，所述第四电阻的一端与所述第二二极管正极串接后第四电阻的另一端连接所述第一运算放大器的输出端、第二二极管阴极连接本电路的输出端，所述第一电容一端连接本电路的输出端、另一端接地，所述第十电阻的一端和第五电阻的一端串联后第十电阻的另一端连接本电路的输出端、第五电阻的另一端接地，所述第八电阻两端分别连接所述第一运算放大器的输出端和第二运算放大器的正相端，所述第七电阻两端分别连接所述第二二极管的正极和第二运算放大器的反相端，所述第九电阻两端连接第二运算放大器的正相端和接地，所述第一二极管正极连接所述第二运算放大器输出端、负极连接所述第一运算放大器反相端，所述第六电阻两端分别连接所述第二运算放大器反相端和第一二极管正极。

由于本发明高精度限流电压跟踪电路采用了上述技术方案，即第一运算放大器与第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容、第二二极管组成电压跟随器，使本电路的输入端电压等于输出端电压，第二运算放大器与第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一二极管构成差分检测器用于检测本电路的输出电流，当第四电阻两端的电压差大于限流设定电压时，第二运算放大器输出电压将会大于本电路输入端电压加第一二极管电压，第一运算放大器反相端电压被抬高从而降低本电路的输出电压，使得本电路输出电流稳定在一个恒定值。本电路结构简单，制作成本低，限流精度高，易于调节，可广泛应用于具有较高限流精度要求的各类电子设备中并向外接电路模块供电，为各类电子设备提供了有效的保护。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明高精度限流电压跟踪电路的原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明高精度限流电压跟踪电路包括第一运算放大器IC1、第二运算放大器IC2、第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10，所述第一电阻R1一端连接所述第一运算放大器IC1的正相端、另一端为本电路的输入端，所述第二电阻R2和第三电阻R3串联后，第二电阻R2一端连接所述第一运算放大器IC1的反相端、第三电阻R3一端为本电路的输出端，所述第二电容C2连接于所述第二电阻R2与第三电阻R3的连接点和第一运算放大器IC1的输出端，所述第四电阻R4的一端与所述第二二极管D2正极串接后第四电阻R4的另一端连接所述第一运算放大器IC1的输出端、第二二极管D2阴极连接本电路的输出端，所述第一电容C1一端连接本电路的输出端、另一端接地，所述第十电阻R10的一端和第五电阻R5的一端串联后第十电阻R10的另一端连接本电路的输出端、第五电阻R5的另一端接地，所述第八电阻R8两端分别连接所述第一运算放大器IC1的输出端和第二运算放大器IC2的正相端，所述第七电阻R7两端分别连接所述第二二极管D2的正极和第二运算放大器IC2的反相端，所述第九电阻R9两端连接第二运算放大器IC2的正相端和接地，所述第一二极管D1正极连接所述第二运算放大器IC2输出端、负极连接所述第一运算放大器IC1反相端，所述第六电阻R6两端分别连接所述第二运算放大器IC2反相端和第一二极管D1正极。

本电路中，第一运算放大器IC1和第二运算放大器IC2可采用成本较低的LM358芯片，第一运算放大器IC1与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2、第二二极管D2组成电压跟随器，使本电路的输入端电压Vref等于输出端电压Vout，第二运算放大器IC2与第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1构成差分检测器用于检测本电路的输出电流，当第四电阻R两端的电压差大于限流设定电压时，第二运算放大器IC2输出电压将会大于本电路输入端电压Vref加第一二极管D1电压，如此第一运算放大器IC1反相端电压被抬高从而降低本电路的输出电压Vout，使得本电路输出电流稳定在一个恒定值，改变第四电阻R4的阻值可以方便的调整本电路的输出限流值。本电路输入端电压Vref可由电子设备中微处理器MCU的I/O端提供，当微处理器MCU输出为高电平时，本电路输出电压Vout等于微处理器MCU电源电压Vref，当外部负载出现异常，如阻值降低到一定程度时，本电路开始工作，使输出电流不会随负载阻值降低而进一步增大；同时可采用微处理器MCU的模数转换器ADC连接本电路第十电阻R10和第五电阻R5的连接点用于监测本电路的输出电压Vout，当负载阻值进一步降低时，本电路输出电压降低，当微处理器MCU的模数转换器ADC监测到输出电压低至设定的阈值时，微处理器MCU关断I/O输出，从而关断本电路输出，对本电路和电子设备提供了有效的保护。

Claims (1)

1.一种高精度限流电压跟踪电路，其特征在于：本电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻，所述第一电阻一端连接所述第一运算放大器的正相端、另一端为本电路的输入端，所述第二电阻和第三电阻串联后，第二电阻一端连接所述第一运算放大器的反相端、第三电阻一端为本电路的输出端，所述第二电容连接于所述第二电阻与第三电阻的连接点和第一运算放大器的输出端，所述第四电阻的一端与所述第二二极管正极串接后第四电阻的另一端连接所述第一运算放大器的输出端、第二二极管阴极连接本电路的输出端，所述第一电容一端连接本电路的输出端、另一端接地，所述第十电阻的一端和第五电阻的一端串联后第十电阻的另一端连接本电路的输出端、第五电阻的另一端接地，所述第八电阻两端分别连接所述第一运算放大器的输出端和第二运算放大器的正相端，所述第七电阻两端分别连接所述第二二极管的正极和第二运算放大器的反相端，所述第九电阻两端连接第二运算放大器的正相端和接地，所述第一二极管正极连接所述第二运算放大器输出端、负极连接所述第一运算放大器反相端，所述第六电阻两端分别连接所述第二运算放大器反相端和第一二极管正极。