CN103970176A - 一种低压差线性稳压电路及其应用系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种低压差线性稳压器包括差分放大电路、P沟道增强型场效应管、第一分压电阻、第二分压电阻和源随电路，其中差分放大器、P沟道增强型场效应管、第一分压电阻和第二分压电阻共同构成传统的低压差线性稳压器，然后通过源随电路进行电压输出，通过这种方式将输出电压与前面的环路隔离，从而规避当输出负载发生大的变化时对环路稳定性的影响，在将本低压差线性稳压电路集成到系统中时就无需使用片外电容来保证其稳定性和瞬态性能，从而能够提高含有低压差线性稳压器的系统的集成度。

Description

一种低压差线性稳压电路及其应用系统

技术领域

本申请涉及通讯技术领域，更具体地说，涉及一种低压差线性稳压电路及其应用系统。

背景技术

RS-485芯片是一种常用的接口器件，可以把TTL信号、COMS信号等转化为能在485总线上传输的差分信号，也可以把接收到的485差分信号转化为MCU能够识别的TTL或COMS电平，已广泛应用于工业控制、仪器、仪表、多媒体网络、机电一体化产品等诸多领域。传统的RS-485芯片只能工作在5V输入电源下，通常需前置低压差线性稳压器以适应宽电压输入范围。

低压差线性稳压器具有电路简单、功耗低、输出噪声小、电源抑制比高等优点，成为电源管理芯片重要组成单元，广泛应用于各种电子设备中。传统结构通过在芯片外部输出端连接一个大电容来保证低压差线性稳压器的稳定性和瞬态性能，但是芯片外部的大电容限制了系统集成度的提高。为此亟需一种无须片外电容的低压差线性稳压器，以提高包含有低压差线性稳压器的系统的集成度。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种低压差线性稳压电路及其应用系统，以提高含有本低压差线性稳压电路的系统的集成度。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种低压差线性稳压电路，包括差分放大器、P沟道增强型场效应管、第一分压电阻、第二分压电阻和源随电路，其中：

所述差分放大器的反相输入端配置为用于接收基准电压信号，所述差分放大器电压输入端作为所述低压差线性稳压电路的输入电压接收端，所述差分放大器输出端用于连接所述P沟道增强型场效应管的栅极，所述差分放大器正相输入端用于分别连接所述第一分压电阻的一端、所述第二分压电阻的一端；

所述第一分压电阻的另一端分别与所述源随电路的输入端、所述P沟道增强型场效应管的漏极相连接；

所述第二分压电阻的另一端接地；

所述P沟道增强型场效应管的源极与所述输入端相连接；

所述源随电路的输出端用于作为所述低压差线性稳压电路的电压输出端。

优选的，所述源随电路包括N沟道增强型场效应管和恒流源，其中：

所述N沟道增强型场效应管的漏极与所述P沟道场效应管的源极相连接,所述N沟道增强型场效应管的栅极与所述P沟道场效应管的漏极相连接，所述N沟道增强型场效应管源极与所述恒流源的电流输出端相连接；

所述恒流源的另一端接地，所述电流输出端作为所述电压输出端。

优选的，还包括密勒补偿电容，其中：

所述密勒补偿的电容的一端与所述差分放大器的输出端相连接，另一端与所述P沟道增强型场效应管的漏极相连接。

一种RS485接口电路，包括如上所述的低压差线性稳压电路；

所述低压差线性稳压电路的输入电压接收端作为所述RS485接口电路的电压输入端；

所述低压差线性稳压电路的电压输出端用于向所述RS485接口电路的接收器和发送器供电。

一种RS485芯片，包括如上所述的RS485接口电路；

所述RS485芯片的电源输入端配置为用于连接所述低压差线性稳压电路的输入电压接收端。

一种RS485端口，包括如权利要求5所述的RS485芯片、第一光电耦合电路和第二光电耦合电路，其中：

所述RS485芯片的信号输出端与所述第一光电耦合电路的信号输入端相连接，所述第一光电耦合电路的信号输出端用于连接处理器的信号输入端；

所述RS485芯片的两个控制端分别与所述第二光电耦合电路的信号输出端相连接，所述第二光电耦合电路的信号输入端用于连接所述处理器的控制信号输出端。

优选的，所述第二光电耦合驱动电压配置为从所述RS485芯片的驱动电压接收端接收电压。

优选的，所述RS485芯片的信号输入端通过下拉电阻接地。

优选的，还包括第三光电耦合电路，其中：

所述第三光电耦合电路信号输出端与所述RS485芯片的信号输入端相连接，信号输入端与所述处理器的信号输出端相连接。

优选的，所述RS485的电压输入端配置为用于连接未稳压电源。

从上述技术方案可以看出，本申请提供的低压差线性稳压电路包括差分放大器、P沟道增强型场效应管、第一分压电阻、第二分压电阻和源随电路，其中差分放大器、P沟道增强型场效应管、第一分压电阻和第二分压电阻共同构成传统的低压差线性稳压器，然后通过源随电路进行电压输出，通过这种方式将输出电压与前面的环路隔离，从而规避当输出负载发生大的变化时对环路稳定性的影响，在将本低压差线性稳压电路集成到系统中时就无需使用片外电容来保证其稳定性和瞬态性能，从而能够提高含有低压差线性稳压器的系统的集成度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种低压差线性稳压电路的结构图；

图2为本申请实施例提供的另一种低压差线性稳压电路的结构图；

图3为本申请另一实施例提供的一种低压差线性稳压电路的结构图；

图4为本申请又一实施例提供的一种RS485接口电路的结构图；

图5为本申请又一实施例提供的一种RS485芯片的示意图；

图6为本申请又一实施例提供的一种RS485端口的结构图；

图7为本申请又一实施例提供的一种RS485端口的结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例提供的一种低压差线性稳压电路的结构图。

如图1所示，本实施例提供的低压差线性稳压电路包括差分放大器EA、P沟道增强型场效应管M1、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和源随电路10。

差分放大器EA的电源端VIN作为整个低压差线性稳压器的输入电压接收端，并与P沟道增强型场效应管M1的源极；差分放大器EA的反相输入端用于接收基准电压信号VREF；差分放大器EA的输出端与P沟道增强型场效应管M1的栅极相连接；差分放大器EA的正相输入端分别与第一分压电阻R1的一端、第二分压电阻R2的一端相连接。

P沟道增强型场效应管M1的漏极分别与第一分压电阻R1的另一端、源随电路10的输入端相连接。

第二分压电阻R2的另一端接地。

源随电路10的输出端作为本低压差线性稳压器的电压输出端VREG。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供的低压差线性稳压器包括差分放大器、P沟道增强型场效应管、第一分压电阻、第二分压电阻和源随电路，其中差分放大器、P沟道增强型场效应管、第一分压电阻和第二分压电阻共同构成传统的低压差线性稳压器，然后通过源随电路进行电压输出，通过这种方式将输出电压与前面的环路隔离，从而规避当输出负责发生大的变化时对环路稳定性的影响，在将本低压差线性稳压器集成到系统中时就无需使用片外电容来保证其稳定性和瞬态性能，从而能够提高含有低压差线性稳压器的系统的集成度。

本实施例中的源随电路10包括N沟道增强型场效应管M2和恒流源I，如图2所示，其中N沟道增强型场效应管M2的漏极与P沟道增强型场效应管M1的源极相连接,N沟道增强型场效应管M2的栅极与P沟道增强型场效应管M1的漏极相连接，N沟道增强型场效应管M2的源极与恒流源I的电流输出端相连接；

恒流源I的另一端接地，且恒流源I的电流输出端作为整个低压差线性稳压电路的电压输出端VREG。

实施例二

图3为本申请另一实施例提供的一种低压差线性稳压电路的结构图。

如图3所示，本实施例是在上一实施例的基础上增设了一个密勒补偿电容C，密勒补偿电容C的一端与差分放大器EA的输出端相连接，另一端与P沟道增强型场效应管M1的漏极相连接。

通过这样的改进，能够将环路的主极点推到差分放大器EA的输出端，从而能够进一步减小负载对环路电气特性的影响。

实施例三

图4为本申请又一实施例提供的一种RS485接口电路的结构图。

如图4所示，本实施例提供的RS接口电路包括发送器R、接收器D、第一电平转换模块H2L-1、第二电平转换模块H2L-2和以上实施例提供的低压差线性稳压电路LDO。

其中低压差线性稳压电路LDO的输入电压接收端作为本RS485接口电路的电压输入端VCC，并且分别为发送器R、接收器D供电。

第一电平转换模块H2L-1和第二电平转换模块H2L-2用于对输入本接口电路的较高的电压信号进行电平转换，转换为适合内部电路适合的信号。

实施例四

图5为本申请又一实施例提供的一种RS485芯片的示意图。

如图5所示，本实施例提供的RS485芯片集成有上一实施例提供的RS485电路。

该RS485芯片的管脚设置与传统RS485芯片的管脚设置相同，区别在于，本实施例中的第一管脚与其内部的低压差线性稳压电路LDO的输入电压接收端相连接，从而对输入电压的稳定性可以不做要求，可以与未稳压电源相连接。

控制信号输入端/RE和DE调整为允许高电压输入。

实施例五

图6为本申请又一实施例提供的一种RS485端口的结构图。

如图6所示，本实施例提供的RS485端口包括上一实施例提供的RS484芯片20、第一光电耦合电路30、第二光电耦合电路40。

第一光电耦合电路30的信号输入端与RS485芯片20的信号输出端RO相连接，其信号输出端用于连接处理器的信号输入端。

第二光电耦合电路40的信号用于接收处理器的控制信号，其信号输入端用于与处理器的控制信号输出端相连接，其信号输出端分别与RS485芯片20的控制信号输入端/RE、DE相连接。

本实施例中的第二光电耦合电路40的电压输入端Vcc与RS485芯片的电压输入端VCC可以相连接，从而公用一个未稳压电源。

RS485芯片的信号输入端通过下拉电阻R3接地。

实施例六

图7为本申请又一实施例提供的一种RS485端口的结构图。

如图7所示，本实施例是对上一实施例的改进，区别在于去掉上一实施例中的下拉电阻，增设第三光电耦合电路50。

第三光电耦合电路50的信号输出端与RS485芯片20的信号输入端DI相连接，其信号输入端用于连接处理器。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种低压差线性稳压电路，其特征在于，包括差分放大器、P沟道增强型场效应管、第一分压电阻、第二分压电阻和源随电路，其中：

所述差分放大器的反相输入端配置为用于接收基准电压信号，所述差分放大器电压输入端作为所述低压差线性稳压电路的输入电压接收端，所述差分放大器输出端用于连接所述P沟道增强型场效应管的栅极，所述差分放大器正相输入端用于分别连接所述第一分压电阻的一端、所述第二分压电阻的一端；

所述第一分压电阻的另一端分别与所述源随电路的输入端、所述P沟道增强型场效应管的漏极相连接；

所述第二分压电阻的另一端接地；

所述P沟道增强型场效应管的源极与所述输入端相连接；

所述源随电路的输出端用于作为所述低压差线性稳压电路的电压输出端。

2.如权利要求1所述的低压差线性稳压电路，其特征在于，所述源随电路包括N沟道增强型场效应管和恒流源，其中：

所述N沟道增强型场效应管的漏极与所述P沟道场效应管的源极相连接,所述N沟道增强型场效应管的栅极与所述P沟道场效应管的漏极相连接，所述N沟道增强型场效应管源极与所述恒流源的电流输出端相连接；

所述恒流源的另一端接地，所述电流输出端作为所述电压输出端。

3.如权利要求1或2所述的低压差线性稳压电路，其特征在于，还包括密勒补偿电容，其中：

所述密勒补偿的电容的一端与所述差分放大器的输出端相连接，另一端与所述P沟道增强型场效应管的漏极相连接。

4.一种RS485接口电路，其特征在于，包括如权利要求1～3任一项所述的低压差线性稳压电路；

所述低压差线性稳压电路的输入电压接收端作为所述RS485接口电路的电压输入端；

所述低压差线性稳压电路的电压输出端用于向所述RS485接口电路的接收器和发送器供电。

5.一种RS485芯片，其特征在于，包括如权利要求4所述的RS485接口电路；

所述RS485芯片的电源输入端配置为用于连接所述低压差线性稳压电路的输入电压接收端。

6.一种RS485端口，包括如权利要求5所述的RS485芯片、第一光电耦合电路和第二光电耦合电路，其中：

所述RS485芯片的信号输出端与所述第一光电耦合电路的信号输入端相连接，所述第一光电耦合电路的信号输出端用于连接处理器的信号输入端；

所述RS485芯片的两个控制端分别与所述第二光电耦合电路的信号输出端相连接，所述第二光电耦合电路的信号输入端用于连接所述处理器的控制信号输出端。

7.如权利要求6所述RS485端口，其特征在于，所述第二光电耦合驱动电压配置为从所述RS485芯片的驱动电压接收端接收电压。

8.如权利要求6所述RS485端口，其特征在于，所述RS485芯片的信号输入端通过下拉电阻接地。

9.如权利要求6所述的RS485端口，其特征在于，还包括第三光电耦合电路，其中：

所述第三光电耦合电路信号输出端与所述RS485芯片的信号输入端相连接，信号输入端与所述处理器的信号输出端相连接。

10.如权利要求6～9任一项所述的RS485端口，其特征在于，所述RS485的电压输入端配置为用于连接未稳压电源。