CN220290113U - 限流式的线性串联稳压电路和电池的稳压器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种限流式的线性串联稳压电路和电池的稳压器。上述的限流式的线性串联稳压电路包括比较放大电路，比较放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一放大三极管和第二放大三极管；限流电路，限流电路包括第四电阻和限流三极管，限流三极管的基极连接第一放大三极管的发射极，限流三极管的集电极连接第一放大三极管的基极，第四电阻的第一端连接限流三极管的基极，第四电阻的第二端连接限流三极管的发射极，第四电阻的第二端用于连接电压输出端。

Description

限流式的线性串联稳压电路和电池的稳压器

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种限流式的线性串联稳压电路和电池的稳压器。

背景技术

目前，大多数电子设备采用线性稳压电路，通过使线性稳压电路中的功率器件调整管工作在线性区，靠调整管之间的压降来稳定输出；少部分电子设备采用开关型稳压电路，使其电压调整管工作在开关状态，经过储能电路的变换来进行稳定电压输出。由于线性稳压电路电压稳定，成本低，功耗小的优点在电子产品市场得到一定应用。

在现有技术中，对于线性稳压电路，采用三端电压输出集成稳压器成本会很高，功耗也会很大，对集成芯片的散热要求更高，材料成本也会由于市场竞争没有价格优势。而且，由于三段电压输出集成稳压器输出的电流受到限制，不能满足负载变化的需求，强制使用往往会因为器件超出功率发热严重而损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种减小器件损坏的可能性的限流式的线性串联稳压电路和电池的稳压器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种限流式的线性串联稳压电路，其包括：

比较放大电路，所述比较放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一放大三极管和第二放大三极管，所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第三电阻的第一端分别用于连接电压输入端，所述第一电阻的第二端连接所述第一放大三极管的集电极，所述第二电阻的第二端连接所述第二放大三极管的集电极，所述第三电阻的第二端连接所述第二放大三极管的基极，所述第二放大三极管的发射极连接所述第一放大三极管的基极；

限流电路，所述限流电路包括第四电阻和限流三极管，所述限流三极管的基极连接所述第一放大三极管的发射极，所述限流三极管的集电极连接所述第一放大三极管的基极，所述第四电阻的第一端连接所述限流三极管的基极，所述第四电阻的第二端连接所述限流三极管的发射极，所述第四电阻的第二端用于连接电压输出端；

稳压二极管，所述稳压二极管的正极连接所述第三电阻的第二端，所述稳压二极管的负极连接所述第三电阻的第一端并接地。

在其中一个实施例中，所述限流式的线性串联稳压电路包括二极管，所述二极管的正极用于连接所述电压输入端，所述二极管的负极连接所述第一电阻的第一端。

在其中一个实施例中，所述限流式的线性串联稳压电路包括限流电阻，所述限流电阻的第一端用于连接所述电压输入端，所述限流电阻的第二端连接所述二极管的正极。

在其中一个实施例中，所述限流式的线性串联稳压电路包括输入电容，所述输入电容的第一端连接所述第三电阻的第一端，所述输入电容的第二端接地。

在其中一个实施例中，所述限流式的线性串联稳压电路包括第一输出电容，所述第一输出电容的第一端连接所述第四电阻的第二端，所述第一输出电容的第二端连接所述稳压二极管的负极。

在其中一个实施例中，所述限流式的线性串联稳压电路包括第二输出电容，所述第二输出电容的第一端连接所述第一输出电容的第一端，所述第二输出电容的第二端连接所述第一输出电容的第二端。

在其中一个实施例中，所述第一放大三极管为NPN型三极管；和/或，

所述第二放大三极管为NPN型三极管；和/或，

所述限流三极管为NPN型三极管。

在其中一个实施例中，所述第四电阻为可变电阻。

在其中一个实施例中，所述第一电阻为可变电阻；和/或，

所述第二电阻为可变电阻；和/或，

所述第三电阻为可变电阻。

本申请还提供一种电池的稳压器，其包括上述任一实施例所述的限流式的线性串联稳压电路。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

通过比较放大电路对电流进行放大，通过调整第一电阻的阻值、第二电阻的阻值和第三电阻的阻值来满足电流的放大要求，限流电路对放大后的电流进行分流，限流三极管可以对第一放大三极管的基极的电流进行分流和限制，避免流过第一放大三极管和第二放大三极管的电流过大，进而避免第一放大三极管和第二放大三极管过度发热损坏。限流式的线性串联稳压电路可以避免采用三端电压输出集成稳压器，避免器件超出功率发热严重而损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为一实施例中限流式的线性串联稳压电路的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型涉及一种限流式的线性串联稳压电路。在其中一个实施例中，所述限流式的线性串联稳压电路包括比较放大电路、限流电路和稳压二极管。所述比较放大电路，所述比较放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一放大三极管和第二放大三极管，所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第三电阻的第一端分别用于连接电压输入端，所述第一电阻的第二端连接所述第一放大三极管的集电极，所述第二电阻的第二端连接所述第二放大三极管的集电极，所述第三电阻的第二端连接所述第二放大三极管的基极，所述第二放大三极管的发射极连接所述第一放大三极管的基极。所述限流电路，所述限流电路包括第四电阻和限流三极管，所述限流三极管的基极连接所述第一放大三极管的发射极，所述限流三极管的集电极连接所述第一放大三极管的基极，所述第四电阻的第一端连接所述限流三极管的基极，所述第四电阻的第二端连接所述限流三极管的发射极，所述第四电阻的第二端用于连接电压输出端。所述稳压二极管的正极连接所述第三电阻的第二端，所述稳压二极管的负极连接所述第三电阻的第一端并接地。通过比较放大电路对电流进行放大，通过调整第一电阻的阻值、第二电阻的阻值和第三电阻的阻值来满足电流的放大要求，限流电路对放大后的电流进行分流，限流三极管可以对第一放大三极管的基极的电流进行分流和限制，避免流过第一放大三极管和第二放大三极管的电流过大，进而避免第一放大三极管和第二放大三极管过度发热损坏。限流式的线性串联稳压电路可以避免采用三端电压输出集成稳压器，避免器件超出功率发热严重而损坏。

请参阅图1，其为本实用新型一实施例的限流式的线性串联稳压电路的电路图。

一实施例的限流式的线性串联稳压电路10，其包括比较放大电路100、限流电路200和稳压二极管DZ1。所述比较放大电路100，所述比较放大电路100包括第一电阻R2、第二电阻R3、第三电阻R4、第一放大三极管Q1和第二放大三极管Q2，所述第一电阻R2的第一端、所述第二电阻R3的第一端和所述第三电阻R4的第一端分别用于连接电压输入端，所述第一电阻R2的第二端连接所述第一放大三极管Q1的集电极，所述第二电阻R3的第二端连接所述第二放大三极管Q2的集电极，所述第三电阻R4的第二端连接所述第二放大三极管Q2的基极，所述第二放大三极管Q2的发射极连接所述第一放大三极管Q1的基极。所述限流电路200，所述限流电路200包括第四电阻R6和限流三极管Q3，所述限流三极管Q3的基极连接所述第一放大三极管Q1的发射极，所述限流三极管Q3的集电极连接所述第一放大三极管Q1的基极，所述第四电阻R6的第一端连接所述限流三极管Q3的基极，所述第四电阻R6的第二端连接所述限流三极管Q3的发射极，所述第四电阻R6的第二端用于连接电压输出端。所述稳压二极管DZ1的正极连接所述第三电阻R4的第二端，所述稳压二极管DZ1的负极连接所述第三电阻R4的第一端并接地。

在本实施例中，通过比较放大电路100对电流进行放大，通过调整第一电阻R2的阻值、第二电阻R3的阻值和第三电阻R4的阻值来满足电流的放大要求，限流电路200对放大后的电流进行分流，限流三极管Q3可以对第一放大三极管Q1的基极的电流进行分流和限制，避免流过第一放大三极管Q1和第二放大三极管Q2的电流过大，进而避免第一放大三极管Q1和第二放大三极管Q2过度发热损坏。在所述稳压二极管DZ1的输出电流过大或者负载波动变化时，通过调整所述第四电阻R6的阻值，开启所述限流三极管Q3，达到对所述第一放大三极管Q1的基极电流进行分流和限制的作用。其中，所述第四电阻R6通过的电流产生的压降满足所述限流三极管Q3的PN结导通的电压时，所述限流三极管Q3开启。限流式的线性串联稳压电路10可以避免采用三端电压输出集成稳压器，避免器件超出功率发热严重而损坏，也降低了使用三端电压输出集成稳压器的成本。本申请的限流式的线性串联稳压电路10对输入电压无特定限制，满足一定高压与低压输入，反应速度快，电路便于调整，可以灵活使用。

参见图1，在其中一个实施例中，所述限流式的线性串联稳压电路10包括二极管D1，所述二极管D1的正极用于连接所述电压输入端，所述二极管D1的负极连接所述第一电阻R2的第一端。在本实施例中，所述二极管D1的正极连接电源，为所述限流式的线性串联稳压电路10供电，为所述第一放大三极管Q1的集电极和所述第二放大三极管Q2的集电极提供电压，所述二极管D1对电流进行整流，将交流电转换成直流电，为所述限流式的线性串联稳压电路10提供所需的电流。

参见图1，在其中一个实施例中，所述限流式的线性串联稳压电路10包括限流电阻R1，所述限流电阻R1的第一端用于连接所述电压输入端，所述限流电阻R1的第二端连接所述二极管D1的正极。在本实施例中，所述限流电阻R1对电流进行控制，所述限流电阻R1的阻值越大，电流越小，避免电流过大损坏器件。而且，所述限流电阻R1串联所述二极管D1可以通过分压作用对所述二极管D1进行保护，以免所述二极管D1的电压过大导致所述二极管D1的烧坏。

参见图1，在其中一个实施例中，所述限流式的线性串联稳压电路10包括输入电容C1，所述输入电容C1的第一端连接所述第三电阻R4的第一端，所述输入电容C1的第二端接地。在本实施例中，所述输入电容C1滤除直流电压中的交流成分，减小交流电流对所述限流式的线性串联稳压电路10的影响。

参见图1，在其中一个实施例中，所述限流式的线性串联稳压电路10包括第一输出电容C2，所述第一输出电容C2的第一端连接所述第四电阻R6的第二端，所述第一输出电容C2的第二端连接所述稳压二极管DZ1的负极。在本实施例中，所述第一输出电容C2对电流进行滤除波纹，向电压输出端提供稳定电压。

参见图1，在其中一个实施例中，所述限流式的线性串联稳压电路10包括第二输出电容C3，所述第二输出电容C3的第一端连接所述第一输出电容C2的第一端，所述第二输出电容C3的第二端连接所述第一输出电容C2的第二端。在本实施例中，所述第二输出电容C3与所述第一输出电容C2并联，增大电容量，提高对电流的补偿能力，增强对电流的滤波能力。

参见图1，在其中一个实施例中，所述第一放大三极管Q1为NPN型三极管；和/或，所述第二放大三极管Q2为NPN型三极管；和/或，所述限流三极管Q3为NPN型三极管。在本实施例中，当所述第二放大三极管Q2的基极电流小于设定阈值时，所述稳压二极管DZ1的外加电压小于反向击穿电压而截止，所述限流式的线性串联稳压电路10工作失效；当所述第二放大三极管Q2的基极电流大于设定阈值时，所述稳压二极管DZ1被击穿，起稳压作用。所述第一放大三极管Q1和所述第二放大三极管Q2都是小功率的NPN三极管，所述第一放大三极管Q1的集电极的输出电流为：I＝IB₁β₁＝IB₂β₁β₂，其中IB₁为所述第一放大三极管Q1的基极电流，IB₂为所述第二放大三极管Q2的基极电流，β₁为所述第一放大三极管Q1的放大倍数，β₂为所述第二放大三极管Q2的放大倍数，电路的放大倍数随所述第一放大三极管Q1的放大倍数和所述第二放大三极管Q2的放大倍数变化。所述限流三极管Q3是小功率的NPN三极管，在输出电流过大或者负载波动变化时，对所述第一放大三极管Q1的基极电流进行分流和限制。所述限流三极管Q3的开启与关闭受所述第四电阻R6的阻值影响，所述限流三极管Q3通过电流的大小受所带负载的功率大小与所述第三电阻R4的阻值影响。例如：若所述第三电阻R4的阻值为2MΩ，所述第四电阻R6的阻值为510Ω，经过所述第一放大三极管Q1的放大输出电流为1.31mA，经过所述限流三极管Q3的分流为0.39mA，输向负载的电流I_RL＝1.31+0.39＝1.7mA。输向负载的电流经过所述限流三极管Q3的分流，避免了所述第一放大三极管Q1和所述第二放大三极管Q2过度发热，提高了所述限流式的线性串联稳压电路10的工作效率，使负载工作稳定，电流不受器件效率转换限制。所述第一放大三极管Q1的放大倍数和所述第二放大三极管Q2的放大倍数决定了带载能力，由于不能无限制的带载，功率会降下来，满足使用场景，对于一般使用场景所述第一放大三极管Q1和所述第二放大三极管Q2不是满负荷去带载，所述第一放大三极管Q1和所述第二放大三极管Q2将使用部分功率。

在其中一个实施例中，所述第四电阻R6为可变电阻。在本实施例中，由于所述第四电阻R6的阻值控制所述限流三极管Q3的开启与关闭，将所述第四电阻R6设置为可变电阻，使得所述第四电阻R6的阻值可调节，以适应不同应用场景的需要。

在其中一个实施例中，所述第一电阻R2为可变电阻；和/或，所述第二电阻R3为可变电阻；和/或，所述第三电阻R4为可变电阻。在本实施例中，由于所述第一电阻R2的阻值、所述第二电阻R3的阻值和所述第三电阻R4的阻值对电流的放大效果具有影响，为了灵活适应不同场景的需要，将所述第一电阻R2、所述第二电阻R3和所述第三电阻R4设置为可变电阻，使得所述第一电阻R2的阻值、所述第二电阻R3的阻值和所述第三电阻R4的阻值可调节，方便改变对电流的放大效果。所述第一电阻R2的阻值范围在5欧至1千欧之间，所述第二电阻R3的阻值范围在1千欧至20千欧之间，所述第三电阻R4的阻值范围在500千欧至1兆欧之间。

本申请还提供一种电池的稳压器，其包括上述任一实施例所述的限流式的线性串联稳压电路。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种限流式的线性串联稳压电路，其特征在于，包括：

比较放大电路，所述比较放大电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一放大三极管和第二放大三极管，所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端和所述第三电阻的第一端分别用于连接电压输入端，所述第一电阻的第二端连接所述第一放大三极管的集电极，所述第二电阻的第二端连接所述第二放大三极管的集电极，所述第三电阻的第二端连接所述第二放大三极管的基极，所述第二放大三极管的发射极连接所述第一放大三极管的基极；

限流电路，所述限流电路包括第四电阻和限流三极管，所述限流三极管的基极连接所述第一放大三极管的发射极，所述限流三极管的集电极连接所述第一放大三极管的基极，所述第四电阻的第一端连接所述限流三极管的基极，所述第四电阻的第二端连接所述限流三极管的发射极，所述第四电阻的第二端用于连接电压输出端；

稳压二极管，所述稳压二极管的正极连接所述第三电阻的第二端，所述稳压二极管的负极连接所述第三电阻的第一端并接地。

2.根据权利要求1所述限流式的线性串联稳压电路，其特征在于，所述限流式的线性串联稳压电路包括二极管，所述二极管的正极用于连接所述电压输入端，所述二极管的负极连接所述第一电阻的第一端。

3.根据权利要求2所述限流式的线性串联稳压电路，其特征在于，所述限流式的线性串联稳压电路包括限流电阻，所述限流电阻的第一端用于连接所述电压输入端，所述限流电阻的第二端连接所述二极管的正极。

4.根据权利要求1所述限流式的线性串联稳压电路，其特征在于，所述限流式的线性串联稳压电路包括输入电容，所述输入电容的第一端连接所述第三电阻的第一端，所述输入电容的第二端接地。

5.根据权利要求1所述限流式的线性串联稳压电路，其特征在于，所述限流式的线性串联稳压电路包括第一输出电容，所述第一输出电容的第一端连接所述第四电阻的第二端，所述第一输出电容的第二端连接所述稳压二极管的负极。

6.根据权利要求5所述限流式的线性串联稳压电路，其特征在于，所述限流式的线性串联稳压电路包括第二输出电容，所述第二输出电容的第一端连接所述第一输出电容的第一端，所述第二输出电容的第二端连接所述第一输出电容的第二端。

7.根据权利要求1所述限流式的线性串联稳压电路，其特征在于：

所述第一放大三极管为NPN型三极管；和/或，

所述第二放大三极管为NPN型三极管；和/或，

所述限流三极管为NPN型三极管。

8.根据权利要求1所述限流式的线性串联稳压电路，其特征在于：

所述第四电阻为可变电阻。

9.根据权利要求1所述限流式的线性串联稳压电路，其特征在于：

所述第一电阻为可变电阻；和/或，

所述第二电阻为可变电阻；和/或，

所述第三电阻为可变电阻。

10.一种电池的稳压器，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的限流式的线性串联稳压电路。