CN104850163B - 一种直流稳压电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种直流稳压电源电路，包括：降压选择电路，比较输入电压和预设的比较电压，根据输入电压不超过比较电压的比较结果传递输出所述输入电压，根据输入电压超过比较电压的比较结果对输入电压进行预降压产生预降压电压；低压降稳压器，接收降压选择电路输出的输入电压或预降压电压，将输入电压或预降压电压进行低压降稳压，生成并输出稳压电压。本发明能够使得电路功耗低，输出稳定。

Description

一种直流稳压电源电路

技术领域

本发明属于直流电源领域，具体涉及一种直流稳压电源电路。

背景技术

现有的直流稳压电源电路，通过将接收的一定范围的输入电压降压稳压至一个稳定值(具体数值因受电子器件及其连接关系的影响可左右浮动)，该稳定值作为稳压电压输出至负载电路中供电，其中，用于降压稳压调整的元件一般采用大功率三极管作为稳压调整元件，或者，采用大功率场效应管作为稳压调整元件。

然而，以上两种方式均有不足。大功率三极管作为直流稳压电源电路的稳压调整元件，其工作时处于放大状态，压降较高，因而输出电流较大，导致功耗增大，此外电路中还需配置散热器件进行散热，增加电路负担。大功率场效应管作为直流稳压电源电路的稳压调整元件，例如增强型绝缘栅场效应晶体管，其开启电压通常高于2V，因而在控制输出小电流时，会造成线性反馈不流畅，也就是得不到所需的小电流输出，此外，若将其配置为共漏极形式，则需要更高的辅助电压驱动晶体管，若将其配置为共源极形式，则由于晶体管启动时其反馈电路没有电压因而不能灵活地自启动。

可见，现有技术的直流稳压电源电路中，依然存在着能耗大，或小电流输出异常、增加电路负担、晶体管自启动不灵活等问题。

发明内容

本发明所要解决的目的是提供一种直流稳压电源电路，克服现有技术的问题，使得电路功耗低，输出稳定。

为解决上述问题，本发明提出的一种直流稳压电源电路，包括：

降压选择电路，用以比较输入电压和预设的比较电压，

若输入电压不超过所述比较电压，则传递输出所述输入电压，

若输入电压超过所述比较电压，则对输入电压进行预降压产生并输出预降压电压；

低压降稳压器，接收降压选择电路输出的输入电压或降压选择电路输出的预降压电压，将输入电压或预降压电压进行低压降稳压，生成并输出稳压电压。

根据本发明的一个实施例，所述降压选择电路包括：

比较器，其两个输入端分别接收所述输入电压和预设的比较电压，根据输入电压不超过比较电压的比较结果产生闭合信号，根据输入电压超过比较电压的比较结果产生断开信号；

控制开关，其第一端接收输入电压，其控制端连接比较器的输出端，其响应于所述闭合信号或断开信号进行闭合或断开；

第一稳压器，其输入端连接控制开关的第一端，其输出端连接控制开关的第二端，所述控制开关闭合则控制开关传递输出所述输入电压，所述控制开关断开则第一稳压器对输入电压进行预降压产生并输出所述预降压电压。

根据本发明的一个实施例，所述第一稳压器为三端集成稳压器，其输入端接收所述输入电压，其输出端连接所述低压降稳压器的输入端，其接地端接地。

根据本发明的一个实施例，所述输入电压的范围为5.5V～25V。

根据本发明的一个实施例，还包括电压调整电路，用以通过控制自身的阻值调整低压降稳压器输出的稳压电压，生成微调稳压电压，其输出端输出所述微调稳压电压。

根据本发明的一个实施例，所述电压调整电路包括：

分流合流电阻网，其第一端连接所述低压降稳压器的输出端；

变阻器，其第一端和触点端连接所述分流合流电阻网的第二端；

固定电阻，其第一端连接变阻器的第二端，其第二端接地；

其中，所述变阻器与固定电阻的阻值和大于所述分流合流电阻网的阻值，分流合流电阻网的第二端作为电压调整电路的输出端输出所述微调稳压电压。

根据本发明的一个实施例，所述分流合流电阻网为低阻值并联电阻串。

本发明还提供如下技术方案：一种用于前述直流稳压电源电路的控制方法，包括：

步骤S1：预设一比较电压，比较输入电压和比较电压，若输入电压不大于比较电压，进入步骤S2；若输入电压大于比较电压，进入步骤S3；

步骤S2：控制将输入电压传输给低压降稳压器进行低压降稳压，生成并输出稳压电压；

步骤S3：控制输入电压传输给第一稳压器进行预降压产生预降压电压，将所述预降压电压传输给低压降稳压器进行低压降稳压，生成并输出稳压电压。

采用上述技术方案后，本发明相比现有技术具有以下有益效果：

通过降压选择电路对输入电压选择进行预降压处理，在输入电压不超过比较电压时，将输入电压直接传输给低压降稳压器进行低压降稳压，在输入电压超过比较电压时，输入电压经由降压选择电路预降压后产生预降压电压传输给低压降稳压器进行低压降稳压，可以实现快速瞬态响应，并且功耗较低，在低压降稳压器之前通过降压选择电路对输入电压的选择性处理，超过低压降稳压器的额定输入电压范围时进行预降压处理，使得本技术方案的直流稳压电源电路能够处理的输入电压范围更大，能够得到稳定的输出。

附图说明

图1为本发明实施例的直流稳压电源电路的结构框图；

图2为本发明一实施例的直流稳压电源电路的电路结构示意图；

图3为本发明又一实施例的直流稳压电源电路的电路结构示意图；

图4为本发明一种用于直流稳压电源电路控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

本发明的直流稳压电源电路可以对在5.5V～25V之间可选的输入电压进行处理，直流稳压电源电路接收的输入电压由其余供电电源提供。

参看图1，本实施例的一种直流稳压电源电路包括：降压选择电路1和低压降稳压器2。其中，降压选择电路1接收输入电压Vin并将其与预设的比较电压(图1中未示出)进行比较，在输入电压Vin不超过比较电压时，降压选择电路1将输入电压Vin直接传递给低压降稳压器2，在输入电压Vin超过比较电压时，降压选择电路1将输入电压Vin进行预降压后生成预降压电压Vpre传输给低压降稳压器2，换言之，根据输入电压Vin不超过比较电压的比较结果传递输出所述输入电压Vin，根据输入电压Vin超过比较电压的比较结果对输入电压进行预降压产生预降压电压Vpre；低压降稳压器2接收降压选择电路1输出的输入电压Vin或预降压电压Vpre，并将输入电压Vin或预降压电压Vpre进行低压降稳压，生成并输出稳压电压Vout。

较佳的，低压降稳压器2选用型号为TPS73801的快速瞬态响应低压降线性稳压器，经过降压稳压处理后产生的输出电压为5V，输出电流为1A，输出稳定，功耗低，响应快速。

在一个实施例中，比较电压配置为12V，当然也可以配置为其他电压值，在输入电压5.5V～25V的情况下，若输入电压大于12V，则降压选择电路对输入电压进行预降压处理，产生的预降压电压例如为6V，将6V传输至低压降稳压器，若输入电压不大于12V时，输入电压直接传输至低压降稳压器，低压降稳压器对接收的电压进行低压降稳压处理，生成的稳压电压为5V。

具体的，参看图2，所述降压选择电路1包括：比较器11，控制开关12和第一稳压器13。其中，比较器11的正负两个输入端接收所述输入电压Vin和预设的比较电压Vcom，在输入电压Vin不超过比较电压Vcom时产生闭合信号，在输入电压Vin超过比较电压Vcom时产生断开信号，比较器11输出端输出闭合信号或断开信号以驱动控制开关12；控制开关12的第一端接收输入电压Vin，其控制端连接比较器11的输出端，其响应于所述闭合信号和断开信号，在控制端接收闭合信号时控制开关12闭合、输入电压Vin通过控制开关12传输至低压降稳压器2，在控制端接收断开信号时控制开关12断开、输入电压Vin通过第一稳压器13预降压后传输至低压降稳压器2；第一稳压器13的输入端连接控制开关12的第一端，其输出端连接控制开关12的第二端，在控制开关12断开时，输入电压Vin进入第一稳压器13，第一稳压器13对输入电压Vin进行预降压产生所述预降压电压Vpre。控制开关12例如可以是继电器，根据闭合信号和断开信号控制继电器触点的启闭，但并不限制于此。

较佳的，所述第一稳压器13为三端集成稳压器，其输入端接收所述输入电压Vin，其输出端连接所述低压降稳压器2的输入端，其接地端接地。在一个实施例中，第一稳压器13为型号7806的三端集成稳压器，其可以处理的输入电压Vin范围较大，在本实施例中，输入电压Vin的范围为5.5V～25V。

在一个实施例中，直流稳压电源电路还包括电压调整电路，通过控制阻值从而调整低压降稳压器输出的稳压电压，且其对低压降稳压器输出的稳压电压进行小幅电压降并生成微调稳压电压，其输出端输出所述微调稳压电压。

参看图3，本实施例的电压调整电路3包括：分流合流电阻网，变阻器Rv和固定电阻Rs。参看图2和图3，分流合流电阻网的第一端连接低压降稳压器2的输出端；变阻器Rv的第一端和触点端连接分流合流电阻网的第二端；固定电阻Rs，第一端连接变阻器Rv的第二端，其第二端接地；其中，所述变阻器Rv与固定电阻Rs的阻值和大于或者说远大于所述分流合流电阻网的阻值，改变变阻器Rv的值可以改变与分流合流电阻网并联的电阻值，从而实现电压调整，分流合流电阻网的第二端作为电压调整电路3的输出端输出微调稳压电压Vout’，通过调节变阻器Rv的阻值可调整稳压电压Vout，以获得所需微调稳压电压Vout’，例如是5V。具体的，分流合流电阻网为一低阻值并联电阻串，图3中，低阻值并联电阻串为电阻R1、R2、R3、R4、R5，低阻值并联电阻串的第一端连接低压降稳压器2的输出端，其第二端连接变阻器Rv第一端并输出所述微调稳压电压Vout’。低阻值并联电阻串的各电阻R1、R2、R3、R4、R5的电阻值例如为1欧姆，起到分流保护的作用，同时与变阻器Rv及固定电阻Rs实现稳压电压Vout的调节。

图4示出了一种可用于图1-3中的直流稳压电源电路的控制方法，包括：

步骤S1：预设一比较电压，比较输入电压和比较电压，若输入电压不大于比较电压，则产生一闭合信号，若输入电压大于比较电压，则产生一断开信号；

步骤S2：若为闭合信号，则控制将输入电压传输给低压降稳压器进行低压降稳压，生成并输出稳压电压；

步骤S3：若为断开信号，则控制输入电压传输给第一稳压器进行预降压产生预降压电压，将所述预降压电压传输给低压降稳压器进行低压降稳压，生成并输出稳压电压。

具体的，结合图2和图4，比较器11一输入端接收输入电压Vin后，将其与另一输入端预设的比较电压Vcom进行比较，若输入电压Vin不大于比较电压Vcom，则在比较器11输出端产生一闭合信号，该闭合信号驱动控制开关12闭合，从而输入电压Vin通过控制开关12传输至低压降稳压器2；若输入电压Vin大于比较电压Vcom，则在比较器11输出端产生一断开信号，该断开信号驱动控制开关12断开，从而输入电压Vin经由第一稳压器13进行预降压后生成预降压电压Vpre，该预降压电压Vpre传输至低压降稳压器2，低压降稳压器2对接收的电压进行低压降稳压，生成稳压电压Vout作为直流稳压电源电路的输出电压。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种直流稳压电源电路，其特征在于，包括：

降压选择电路，用以比较输入电压和预设的比较电压，

若输入电压不超过所述比较电压，则传递输出所述输入电压，

若输入电压超过所述比较电压，则对输入电压进行预降压产生并输出预降压电压；

低压降稳压器，接收降压选择电路输出的输入电压或降压选择电路输出的预降压电压，将输入电压或预降压电压进行低压降稳压，生成并输出稳压电压；

还包括电压调整电路，用以通过控制自身的阻值调整低压降稳压器输出的稳压电压，生成微调稳压电压，其输出端输出所述微调稳压电压。

2.如权利要求1所述的直流稳压电源电路，其特征在于，所述降压选择电路包括：

比较器，其两个输入端分别接收所述输入电压和预设的比较电压，根据输入电压不超过比较电压的比较结果产生闭合信号，根据输入电压超过比较电压的比较结果产生断开信号；

控制开关，其第一端接收输入电压，其控制端连接比较器的输出端，其响应于所述闭合信号或断开信号进行闭合或断开；

第一稳压器，其输入端连接控制开关的第一端，其输出端连接控制开关的第二端，所述控制开关闭合则控制开关传递输出所述输入电压，所述控制开关断开则第一稳压器对输入电压进行预降压产生并输出所述预降压电压。

3.如权利要求2所述的直流稳压电源电路，其特征在于，所述第一稳压器为三端集成稳压器，其输入端接收所述输入电压，其输出端连接所述低压降稳压器的输入端，其接地端接地。

4.如权利要求1所述的直流稳压电源电路，其特征在于，所述输入电压的范围为5.5V～25V。

5.如权利要求1所述的直流稳压电源电路，其特征在于，所述电压调整电路包括：

分流合流电阻网，其第一端连接所述低压降稳压器的输出端；

变阻器，其第一端和触点端连接所述分流合流电阻网的第二端；

固定电阻，其第一端连接变阻器的第二端，其第二端接地；

其中，所述变阻器与固定电阻的阻值和大于所述分流合流电阻网的阻值，分流合流电阻网的第二端作为电压调整电路的输出端输出所述微调稳压电压。

6.如权利要求5所述的直流稳压电源电路，其特征在于，所述分流合流电阻网为低阻值并联电阻串。