CN205283394U - 一种输出电压可调的线性稳压电路及具有该电路的电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输出电压可调的线性稳压电路及具有该电路的电源。其中，所述输出电压可调的线性稳压电路包括：放大支路和反馈支路；所述放大支路，用于将设置启动电压，并当输入电压高于所述启动电压时，通过所述放大支路输出电流；所述反馈支路，用于将接收放大支路输出电压，判断所述输入电压是否高于所述反馈输出设置电压，如果高于所述反馈输出设置电压，则反馈输出稳定电压，如果不高于所述反馈输出设置电压，则旁路输出电压，旁路输出电压值跟随输入电压等幅变化。采用本实用新型技术方案不但可以使得电压输出稳定可调，且受输入的影响小，还可以设置启动电压，使电路工作更稳定，简单可靠，性价比明显高于常用电源方案。

Description

一种输出电压可调的线性稳压电路及具有该电路的电源

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种输出电压可调的线性稳压电路及具有该电路的电源。

背景技术

伴随科技的日益发展，电子产品种类越来越多，与之配套的电源也各不相同。在现有技术中不同的电子产品根据不同的应用领域及应用属性，需要配套的电源也各不相同。然而在现有技术方案中，电源中的稳压芯片通常采用现成的三端稳压芯片，如LM1117-3.3V；但是该芯片价格相对较贵，温漂比较大，输出电压或启动电压不可调。还有一些现有稳压方案则采用运算放大器的反馈输出，搭建相应的输出电路，如电压跟随电路，正向放大输出电路等，但是该种稳压电路的价格相对也较贵，且电流输出能力差。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种输出电压可调的线性稳压电路及具有该电路的电源。

依据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种输出电压可调的线性稳压电路，该电路包括:放大支路和反馈支路；

所述放大支路，用于将设置启动电压，并当输入电压高于所述启动电压时，通过所述反馈支路输出电压；

所述反馈支路，用于将接收所述输入电压，判断所述输入电压是否高于所述启动电压，如果高于所述启动电压，则反馈输出电压，如果不高于所述启动电压，则旁路输出电压。

其中，所述放大支路包括：第十一三极管，第十二三极管，第二十电阻和第二十七电阻；

所述第十一三极管基极与所述第十二三极管集电极相连；

所述第十一三极管发射极与所述第二十电阻一端相连；

第十一三极管集电极为输出端；

所述第十二三极管发射极接地；

所述第十二三极管基极接所述第二十电阻与所述第二十七电阻连接端；

所述第二十七电阻另一端接地。

其中，所述放大支路还包括：第十三三极管；

所述第十三三极管基极接所述第十二三极管发射极；

所述第十三三极管集电极接所述第十一三极管基极与所述第十二三极管集电极连接端；

所述第十三三极管发射极接地。

其中，所述第十一三极管，所述第十二三极管和所述第十三三极管组成达林顿管结构。

其中，所述放大支路还包括：第二二极管或者第一稳压管；

所述第二二极管正极端接所述第二十电阻与所述第二十七电阻连接端；所述第二二极管负极端接所述第十二三极管基极；

所述第一稳压管负极端接所述第二十电阻与所述第二十七电阻连接端；所述第一稳压管正极端接所述第十二三极管基极。

其中，所述反馈支路包括：第十四三极管，第二十九电阻，第二十八电阻，第六二极管和第十电容；

所述第十四三极管集电极接所述第十二三极管基极，所述第二十电阻与所述第二十七电阻连接端；

所述第十四三极管发射极接地；

所述第十四三极管基极接所述第二十九电阻与所述第二十八电阻连接端；

所述第二十九电阻另一端接所述输出端；

所述第二十八电阻另一端接所述第六二极管正极端；

所述第六二极管负极端接地；

所述第十电容一端接所述输出端，另一端接地。

其中，所述第十电容不小于3uF。

其中，所述第十电容为10uF。

其中，该电路：第一二极管；

所述第一二极管正极端接所述第十一三极管集电极；所述第一二极管负极端为所述输出端。

依据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供了一种电源，包括:如上所述输出电压可调的线性稳压电路。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过所述放大支路设置启动电压，并当输入电压高于所述启动电压时，通过所述反馈支路输出电压；所述反馈支路，用于将接收所述输入电压，判断所述输入电压是否高于所述启动电压，如果高于所述启动电压，则反馈输出电压，如果不高于所述启动电压，则旁路输出电压；并且运用了肖特基管与三极管PN结温漂可以良好抵消的特性产生稳定的电压基准源，用三极管的反馈电路产生稳定的输出电压，输出级采用功率三极管以适应大输出电流。这样使得电源电压输出稳定可调，且受输入的影响小，还可以设置启动电压，使电路工作更稳定；简单可靠，性价比明显高于常用电源方案。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种输出电压可调的线性稳压电路结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种输出电压可调的线性稳压电路图；

图3是本实用新型提供的另一种输出电压可调的线性稳压电路图；

图4是本实用新型提供的再一种输出电压可调的线性稳压电路图；

图5是本实用新型提供的又一种输出电压可调的线性稳压电路图；

图6是本实用新型提供的一种电源结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提供了一种输出电压可调的线性稳压电路及具有该电路的电源。

图1是本实用新型提供的一种输出电压可调的线性稳压电路结构示意图；所述输出电压可调的线性稳压电路包括:放大支路101和反馈支路102；

所述放大支路101，用于将设置启动电压，并当输入电压高于所述启动电压时，通过所述反馈支路输出电压；

所述反馈支路102，用于将接收所述输入电压，判断所述输入电压是否高于所述反馈输出设置电压，如果高于所述反馈输出设置电压，则反馈输出电压，如果不高于所述反馈输出设置电压，则旁路输出电压。

基于以上实施例，如图2所示，为本实用新型提供的一种输出电压可调的线性稳压电路图；该电路包括：放大支路101和反馈支路102；

其中，所述放大支路101包括：第十一三极管Q11，第十二三极管Q12，第二十电阻R20和第二十七电阻R27；

所述反馈支路102包括：第十四三极管Q14，第二十九电阻R29，第二十八电阻R28，第六二极管V6和第十电容C10；

所述第十一三极管Q11基极与所述第十二三极管Q12集电极相连；

所述第十一三极管Q11发射极与所述第二十电阻R20一端相连；

第十一三极管Q11集电极为输出端；

所述第十二三极管Q12发射极接地；

所述第十二三极管Q12基极接所述第二十电阻R20与所述第二十七电阻R27连接端；

所述第二十七电阻R27另一端接地。

所述第十四三极管Q14集电极接所述第十二三极管Q12基极，所述第二十电阻R20与所述第二十七电阻R27连接端；

所述第十四三极管Q14发射极接地；

所述第十四三极管Q14基极接所述第二十九电阻R29与所述第二十八电阻R28连接端；

所述第二十九电阻R29另一端接所述输出端Vout；

所述第二十八电阻R28另一端接所述第六二极管V6正极端；

所述第六二极管V6负极端接地GND；

所述第十电容C10一端接所述输出端Vout，另一端接地GND。

基于以上实施例，如图3所示，为本实用新型实施例提供的另一种输出电压可调的线性稳压电路；与如上如图2不同在于，所述放大支路还包括：第十三三极管Q13；

所述第十三三极管Q13基极接所述第十二三极管Q12发射极；

所述第十三三极管Q13集电极接所述第十一三极管Q11基极与所述第十二三极管Q12集电极连接端；

所述第十三三极管Q13发射极接地。

需要说明的是，所述输出电压可调的线性稳压电路还可以包括：第一二极管V1；

所述第一二极管V1正极端接所述第十一三极管Q11集电极；所述第一二极管V1负极端为所述输出端Vout。

基于以上所述实施例，如图4所示，为本实用新型实施例提供的再一种输出电压可调的线性稳压电路；该电路与上述电路的不同在于，所述放大支路还包括：第二二极管V2或者第一稳压管Z1；

所述第二二极管V2正极端接所述第二十电阻R20与所述第二十七电阻R27连接端；所述第二二极管V2负极端接所述第十二三极管Q12基极；

所述第一稳压管Z1负极端接所述第二十电阻R20与所述第二十七电阻R27连接端；所述第一稳压管Z1正极端接所述第十二三极管Q12基极。

如图6所示，为本实用新型提供了一种电源，该电源包括：如上所述任意一种输出电压可调的线性稳压电路。

基于以上实施例，以下通过分析电路原理，对本实用新型进行详细说明；具体如下：

本实用新型技术方案一方面考虑线性电源的输入电压经常不稳定，如果线性电源的输出受到输入电压波动的影响易导致负载工作不稳定。所以通过设置启动电压，只有输入电压达到某设定值，电源才会产生有效输出，保证输出的稳定性。

本实用新型主要由放大支路和反馈支路两部分组成，用电阻分压的方式设置启动电路，得到稳定可调的输出电压，并同时获得了良好的温度特性，电路原理如图2至图4中所示：

其中，标记Vin的为输入电平，标记GND的为电源地，标记Vout的为输出电平。

输出二极管V1可以根据应用需要选配，可以改善输出温漂或防止电流回灌。

电路中Q11PNP三极管和Q12NPN、Q13NPN组成的达林顿管、R20电阻、R27电阻组成放大电路，其中R20电阻、R27电阻组成的分压电路即是启动电压设置电路，可以看到标记Qi处的电压必须达到一定值才会产生有效输出VO，而这个值记为VQi在电路固定的情况下由负载电流决定，比如按本电路配置，负载如果有20mA,则这个值VQi＝0.8V,电路启动电压记为VS,

VS＝VQi*(R20+R27)/R27(1)

按本电路配置带入计算VS＝2.8V,输入电压必须大于这个值才能输出20mA电流，输出电压分为反馈输出和旁路输出两种情况，见下述反馈电路原理。

Q14NPN三极管和R29可变电阻、R28电阻组成前述的参考电压生成电路并作为反馈接入放大电路，通过三极管C极(即标记Qi)反馈至放大电路，此电路主要调节反馈输出时的输出电压，可看到反馈输出电压

Vout＝V29+V28+V6(2)

其中：V29:可变电阻R29两端电压。

V28：电阻R28两端电压。

V6：肖特基管V6的正向压降。

由于Q14三极管的放大增益很大，所以其基极电流可以忽略，而V28由于被三极管VBE电压和V6的差值钳位，所以它的电压固定于0.41V左右，V6一般固定为0.2V左右所以反馈输出电压设置值可以近似估算为：

Vout＝0.41*(R29+R28)/R28+0.2(3)

而如果需要5V以上的反馈输出电压，则建议采用图5所示电路，放大支路增加稳压管Z2，反馈支路增加稳压管Z1，V6可改为硅二极管(压降近似0.7V)。相应反馈输出电压改为

Vout＝Vz1*(R29+R28)/R28+0.7(4)

其中Vz1:Z1稳压管压降，一般选用5-6V左右的(温漂小)。

综上所述，电路固定时，启动电压取决于负载电流，输入电压高于启动电压后，输出电压是反馈输出还是旁路输出就决定于输入电压是否也高于公式3的反馈电压设置值，如果高于则为反馈输出，如果不及则为旁路输出。当然，反馈输出才是我们需要的线性稳压输出。

所以，电路有两种非正常工作状态：

按公式3设置的反馈输出电压大于等于输入电压，此时输出电压不受反馈电路设置的影响，而是比较接近于输入电压。当然接近程度决定于负载大小，负载越大，输出电压越小。

输入电压未达到启动电压，输出电压急剧下降。此时输出电压只决定于放大电路与实际负载参数，与反馈电路无关。当然可以利用这一特性使能过流保护功能，根据具体元件参数设计。

需要说明的是，所述输出电容C10，不要小于3uF,推荐10uF。由于反馈回路的平衡非常脆弱，所以必须如此，否则会因为负载电流的变化导致输出电压不稳定。

需要说明的是，本实用新型有如下实用变型：

如果对输出的稳压性能要求不高，可以采用如图2所示电路；

如果输出电压受输入电压的影响尽可能小，那么可以把Q14改为放大倍数更高的三极管或达林顿管。

所述启动电压的设置除了调整R20电阻、R27电阻组成的分压电路的电阻这个方法外，还可以用定压降导通元件，比如二极管或稳压管，如图4所示，如图5在放大支路增加稳压管Z2也是一种设置启动电压的方法；

根据需要将Q11改成放大倍数更大的三极管或达林顿管，以获得更大的电流输出能力。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过所述放大支路设置启动电压，并当输入电压高于所述启动电压时，通过所述反馈支路输出电压；所述反馈支路，用于将接收所述输入电压，判断所述输入电压是否高于所述启动电压，如果高于所述启动电压，则反馈输出电压，如果不高于所述启动电压，则旁路输出电压；并且运用了肖特基管与三极管PN结温漂可以良好抵消的特性产生稳定的电压基准源，用三极管的反馈电路产生稳定的输出电压，输出级采用功率三极管以适应大输出电流。这样使得电源电压输出稳定可调，且受输入的影响小，还可以设置启动电压，使电路工作更稳定；简单可靠，性价比明显高于常用电源方案。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种输出电压可调的线性稳压电路，其特征在于，该电路包括：放大支路和反馈支路；

所述放大支路，用于将设置启动电压，并当输入电压高于所述启动电压时，通过所述放大支路输出电流；

所述反馈支路，用于将接收所述输入电压，判断所述输入电压是否高于所述反馈输出设置电压，如果高于所述反馈输出设置电压，则反馈输出电压，如果不高于所述反馈输出设置电压，则旁路输出电压，旁路输出电压值跟随输入电压等幅变化。

2.如权利要求1所述的输出电压可调的线性稳压电路，其特征在于，所述放大支路包括：第十一三极管，第十二三极管，第二十电阻和第二十七电阻；

所述第十一三极管基极与所述第十二三极管集电极相连；

所述第十一三极管发射极与所述第二十电阻一端相连；

第十一三极管集电极为输出端；

所述第十二三极管发射极接地；

所述第十二三极管基极接所述第二十电阻与所述第二十七电阻连接端；

所述第二十七电阻另一端接地。

3.如权利要求2所述的输出电压可调的线性稳压电路，其特征在于，所述放大支路还包括：第十三三极管；

所述第十三三极管基极接所述第十二三极管发射极；

所述第十三三极管集电极接所述第十一三极管基极与所述第十二三极管集电极连接端；

所述第十三三极管发射极接地。

4.如权利要求3所述的输出电压可调的线性稳压电路，其特征在于，所述第十一三极管，所述第十二三极管和所述第十三三极管组成达林顿管结构。

5.如权利要求4所述的输出电压可调的线性稳压电路，其特征在于，所述放大支路还包括：第二二极管或者第一稳压管；

所述第二二极管正极端接所述第二十电阻与所述第二十七电阻连接端；所述第二二极管负极端接所述第十二三极管基极；

所述第一稳压管负极端接所述第二十电阻与所述第二十七电阻连接端；所述第一稳压管正极端接所述第十二三极管基极。

6.如权利要求2至5中任意一项所述的输出电压可调的线性稳压电路，其特征在于，所述反馈支路包括：第十四三极管，第二十九电阻，第二十八电阻，第六二极管和第十电容；

所述第十四三极管集电极接所述第十二三极管基极，所述第二十电阻与所述第二十七电阻连接端；

所述第十四三极管发射极接地；

所述第十四三极管基极接所述第二十九电阻与所述第二十八电阻连接端；

所述第二十九电阻另一端接所述输出端；

所述第二十八电阻另一端接所述第六二极管正极端；

所述第六二极管负极端接地；

所述第十电容一端接所述输出端，另一端接地。

7.如权利要求6所述的输出电压可调的线性稳压电路，其特征在于，所述第十电容不小于3uF。

8.如权利要求7所述的输出电压可调的线性稳压电路，其特征在于，所述第十电容为10uF。

9.如权利要求8所述的输出电压可调的线性稳压电路，其特征在于，该电路包括：第一二极管；

所述第一二极管正极端接所述第十一三极管集电极；所述第一二极管负极端为所述输出端。

10.一种电源，其特征在于，如权利要求1至9中任意一项所述输出电压可调的线性稳压电路。