CN212435586U - 无地线零功耗稳压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种无地线零功耗稳压电路，包括：设置在电源和输出端之间的限流主路和扩流支路；所述限流主路由电阻构成；所述扩流支路由三极管和支路限流电阻构成；所述三极管的发射极和基极之间并联有位于限流主路或扩流支路上作为控制电阻的电阻。其仅通过电阻、三极管等最基本的电子元件且无需接地，即低成本地实现了零功耗的稳压效果，其能够根据负载功率的变化，在稳压的同时能够对输出的电流进行跟随性的多级调整，保障了负载的正常工作，由于无需接地，还大大减小了电子器件的体积。

Description

无地线零功耗稳压电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及一种无地线零功耗稳压电路。

背景技术

现有的稳压电路一般都需要采用较为复杂的控制元件，且需要接地，所以不可避免地会产生功耗。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的缺陷和不足，提出一种无地线零功耗稳压电路，仅通过电阻、三极管等最基本的电子元件且无需接地，即低成本地实现了零功耗的稳压效果，其能够根据负载功率的变化，在稳压的同时能够对输出的电流进行跟随性的多级调整，保障了负载的正常工作，由于无需接地，还大大减小了电子器件的体积。

其具体采用以下技术方案：

一种无地线零功耗稳压电路，其特征在于，包括：设置在电源和输出端之间的限流主路和扩流支路；所述限流主路由电阻构成；所述扩流支路由三极管和支路限流电阻构成；所述三极管的发射极和基极之间并联有位于限流主路或扩流支路上作为控制电阻的电阻。

优选地，所述限流主路由至少三个相串联的电阻构成；所述限流主路上的电阻作为三极管的控制电阻或作为扩流支路之间的连接桥，且限流主路上至少有一个作为连接桥的电阻。

优选地，将限流主路上最靠近输出端的电阻作为第一级控制电阻，最靠近电源的电阻为第二级控制电阻；所述第一级控制电阻控制的扩流支路的导通优先级高于第二级控制电阻控制的扩流支路。

优选地，在限流主路上，所述第一级控制电阻和第二级控制电阻之间有一个作为连接桥的电阻。

一种无地线零功耗稳压电路，其特征在于：由四个电阻和两个三极管构成；电阻R3、电阻R1和电阻R2设置在电源和输出端之间并构成串联；PNP型三极管Q1的发射极连接电源，基极接入电阻R3和电阻R1之间，集电极接入电阻R1和电阻R2之间；NPN型三极管Q2的发射极连接输出端，基极电阻R1和电阻R2之间，集电极经电阻R4接入电阻R3和电阻R1之间。

优选地，所述电阻R2的阻值大于电阻R3的阻值；所述三极管Q1和三极管Q2的导通电压相同。

优选地，还包括电阻R5、电阻R6、电阻R7和PNP型三极管Q3；所述电阻R5连接于三极管Q1的发射极与电源之间；所述三极管Q3的发射极经电阻R6连接电源，基极接入电阻R5和三极管Q1的发射极之间，集电极经电阻R7连接输出端。

优选地，还包括电阻R8、电阻R9、电阻R10和NPN型三极管Q4；所述电阻R8连接于三极管Q2的发射极与输出端之间；所述三极管Q4的发射极经电阻R9连接输入端，基极接入电阻R8和三极管Q2的发射极之间，集电极经电阻R10连接电源。

本实用新型及其优选方案仅通过电阻、三极管等最基本的电子元件实现，且无需接地，即低成本地实现了零功耗的稳压效果。其能够根据负载功率的变化，在稳压的同时能够对输出的电流进行跟随性的多级调整，保障了负载的正常工作，由于无需接地，还大大减小了电子器件的体积。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：

图1为本实用新型第一个实施例电路原理示意图；

图2为本实用新型第二个实施例电路原理示意图；

图3为本实用新型第三个实施例电路原理示意图。

具体实施方式

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：

本实用新型提出了一种新的无地线零功耗稳压电路的构建思路和方法，其要旨在于：在电源和输出端之间设置一个电阻或多个相串联的电阻作为限流主路，采用三极管和支路限流电阻构成扩流支路；三极管的发射极和基极之间并联有位于限流主路或扩流支路上的作为控制电阻的电阻；当负载功率低于阈值时，电源只通过限流主路进行供电，当负载的功率提高时，控制电阻通过分压控制三极管的状态，使扩流支路对电路的输出电流提供补偿。

这样的设计一方面无需接地以及使用较为复杂的控制芯片，即可以实现在稳压的前提下对负载功率提升需要更大电流的跟随性调节；实现了零功耗和器件的小体积设计；另一方面，这样的设计方案还具备扩展性，可以根据实际需求增加任意级数的扩流支路，使电路稳定性进一步提升。

为了保障实际工作的稳定性，在以下提供的三个实施例中，还增加了以下特征：

限流主路由至少三个相串联的电阻构成；限流主路上的电阻作为三极管的控制电阻或作为扩流支路之间的连接桥且限流主路上至少有一个作为连接桥的电阻。

其中，将限流主路上最靠近输出端的电阻作为第一级控制电阻，最靠近电源的电阻为第二级控制电阻；第一级控制电阻控制的扩流支路的导通优先级高于第二级控制电阻控制的扩流支路。

也就是说，当负载功率提升时，最靠近负载的一个“调节开关”首先被打开，根据三极管的特性，由于同一种类的三极管的导通电压基本相同，因此，只需要合理设定各电阻值以及其之间的比例关系，就可以实现每一扩流支路导通后，其对应的三极管均工作在放大区，以保障扩流的平滑性。连接桥的作用则使控制电阻与其他扩流支路构成类似互锁的特性可以起到反馈控制的作用，使稳压效果和调节更加稳定。

如图1所示，在本实用新型第一个实施例中，无地线零功耗稳压电路由四个电阻和两个三极管构成。

其中，电阻R3、电阻R1和电阻R2设置在电源和输出端之间并构成串联，作为限流主路。在负载刚启动的初始状态，由于通过的电流较小，只有限流主路处于导通状态。此时负载电流即等于限流主路的电流。

如果将各电阻的阻值设置为不相同，则此时其两端的分压也会各不相同，如果将主路上的电阻作为控制电阻，则以此形成了扩流支路不同启动条件的多级控制。

在本实施例中，PNP型三极管Q1的发射极连接电源，基极接入电阻R3和电阻R1之间，集电极接入电阻R1和电阻R2之间；以此形成了一条扩流支路的控制开关。

NPN型三极管Q2的发射极连接输出端，基极电阻R1和电阻R2之间，集电极经电阻R4接入电阻R3和电阻R1之间，以此形成了另一条扩流支路的控制开关。

在该结构当中，电阻R1作为连接桥，电阻R2和电阻R3作为控制电阻。

由于设定了三极管Q1和三极管Q2的导通电压相同，在本实施例中，电阻R2的阻值需要大于电阻R3的阻值；这样，当负载功率增加到一定程度时，如R2两端的压降为0.5V-0.7V时，三极管Q2首先导通，形成了第一条扩流支路，满足稳压增流的需求；此时，I_OUT=I3+I11。

当功率再进一步增大，则可以使R3两端的压降也为0.5V-0.7V，此时在R3—R1通道之外又由三极管Q1打开了新的两条扩流支路，进一步对负载所需的工作电流进行补偿。

在此过程中，电阻R1起连接桥的作用。

如图2所示，本实用新型第二个实施例在第一个实施例的基础上增加了一条扩流支路，旨在展示本实施例提供设计方案的扩展性。其中，包括电阻R5、电阻R6、电阻R7和PNP型三极管Q3；电阻R5连接于三极管Q1的发射极与电源之间；三极管Q3的发射极经电阻R6连接电源，基极接入电阻R5和三极管Q1的发射极之间，集电极经电阻R7连接输出端。

其中电阻R5虽然位于扩流支路上，但仍作为控制电阻。在三极管Q1导通的前提下，其两端产生分压，当电阻R5两端的压降为0.5V-0.7V时，三极管Q3导通，能够为整体电路提供更大的电流。

如图3所示，本实用新型第三个实施例在第一个实施例的基础上在另一个方向增加了一条扩流支路，旨在展示本实施例提供设计方案的扩展性。包括电阻R8、电阻R9、电阻R10和NPN型三极管Q4；电阻R8连接于三极管Q2的发射极与输出端之间；三极管Q4的发射极经电阻R9连接输入端，基极接入电阻R8和三极管Q2的发射极之间，集电极经电阻R10连接电源。

其中电阻R8作为三极管Q4的控制电阻。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的无地线零功耗稳压电路，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种无地线零功耗稳压电路，其特征在于，包括：设置在电源和输出端之间的限流主路和扩流支路；所述限流主路由电阻构成；所述扩流支路由三极管和支路限流电阻构成；所述三极管的发射极和基极之间并联有位于限流主路或扩流支路上作为控制电阻的电阻。

2.根据权利要求1所述的无地线零功耗稳压电路，其特征在于：所述限流主路由至少三个相串联的电阻构成；所述限流主路上的电阻作为三极管的控制电阻或作为扩流支路之间的连接桥，且限流主路上至少有一个作为连接桥的电阻。

3.根据权利要求2所述的无地线零功耗稳压电路，其特征在于：将限流主路上最靠近输出端的电阻作为第一级控制电阻，最靠近电源的电阻为第二级控制电阻；所述第一级控制电阻控制的扩流支路的导通优先级高于第二级控制电阻控制的扩流支路。

4.根据权利要求3所述的无地线零功耗稳压电路，其特征在于：在限流主路上，所述第一级控制电阻和第二级控制电阻之间有一个作为连接桥的电阻。

5.一种无地线零功耗稳压电路，其特征在于：由四个电阻和两个三极管构成；电阻R3、电阻R1和电阻R2设置在电源和输出端之间并构成串联；PNP型三极管Q1的发射极连接电源，基极接入电阻R3和电阻R1之间，集电极接入电阻R1和电阻R2之间；NPN型三极管Q2的发射极连接输出端，基极电阻R1和电阻R2之间，集电极经电阻R4接入电阻R3和电阻R1之间。

6.根据权利要求5所述的无地线零功耗稳压电路，其特征在于：所述电阻R2的阻值大于电阻R3的阻值；所述三极管Q1和三极管Q2的导通电压相同。

7.根据权利要求6所述的无地线零功耗稳压电路，其特征在于：还包括电阻R5、电阻R6、电阻R7和PNP型三极管Q3；所述电阻R5连接于三极管Q1的发射极与电源之间；所述三极管Q3的发射极经电阻R6连接电源，基极接入电阻R5和三极管Q1的发射极之间，集电极经电阻R7连接输出端。

8.根据权利要求6所述的无地线零功耗稳压电路，其特征在于：还包括电阻R8、电阻R9、电阻R10和NPN型三极管Q4；所述电阻R8连接于三极管Q2的发射极与输出端之间；所述三极管Q4的发射极经电阻R9连接输入端，基极接入电阻R8和三极管Q2的发射极之间，集电极经电阻R10连接电源。

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