CN220399838U - 一种程控高压线性电源的初级降压驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种程控高压线性电源的初级降压驱动电路，包括：运算放大器的同相输入端外接驱动信号，反相输入端与输出端连接；第一二极管和第二二极管串联，运算放大器的输出端连接于第一二极管和第二二极管的公共端；第一三极管的基极连接于第一偏置电阻和第一二极管的正极之间，发射极连接于第二三极管的发射极，第二三极管的基极连接于第二二极管的正极和第二偏置电阻之间；第一三极管的集电极和第一偏置电阻的公共端连接正向电源；第二三极管的集电极和第二偏置电阻的公共端连接负向电源；降压三极管的集电极连接程控高压线性电源的输入端，基极连接所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极的公共端，发射极连接输出调节电压端。

Description

一种程控高压线性电源的初级降压驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种程控高压线性电源的初级降压驱动电路。

背景技术

程控高压线性电源在电路中的使用越来越多，对于其要求也逐渐提高，所能应用的范围也越来越广。程控高压线性电源在实际使用的过程当中，负载电路并不需要程控高压线性电源所提供的大电压。程控高压线性电源的功率较高，电压会超过100V，电流也会达到10A，如果负载电路的供电电压要求较低，比如供电电压为10V，则不能采用该程控高压线性电源直接给负载电路供电，为了实现程控高压线性电源向较低供电电压的负载电路供电，需要在该程控高压线性电源与负载电路之间连接降压驱动电路。

实用新型内容

发明人发现，现有技术中缺少能够实程控高压线性电源线性降压的驱动电路。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程控高压线性电源的初级降压驱动电路。

本实用新型实施例提供一种程控高压线性电源的初级降压驱动电路，包括：相互连接的一级放大电路、后级放大电路和电压输出调节电路；

所述一级放大电路包括运算放大器；所述运算放大器的同相输入端外接驱动信号，反相输入端与输出端连接；

所述后级放大电路包括第一二极管、第二二极管、第一偏置电阻、第二偏置电阻、第一三极管和第二三极管；

所述第一二极管和所述第二二极管串联，所述运算放大器的输出端连接于所述第一二极管和所述第二二极管的公共端；

所述第一三极管的基极连接于所述第一偏置电阻和所述第一二极管的正极之间，发射极连接于所述第二三极管的发射极，所述第二三极管的基极连接于所述第二二极管的正极和所述第二偏置电阻之间；

所述第一三极管的集电极和所述第一偏置电阻的公共端连接正向电源；

所述第二三极管的集电极和所述第二偏置电阻的公共端连接负向电源；

所述电压输出调节电路包括多组并联的降压三极管；所述三极管的集电极连接程控高压线性电源的输入端，基极连接所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极的公共端，发射极连接输出调节电压端。

在一个实施例中，可以是，所述电压输出调节电路还包括：多组均流电阻；

每一所述均流电阻连接于一所述降压三极管的发射极与所述输出调节电压端之间。

在一个实施例中，可以是，所述的电路，还包括：防干扰电路；

所述防干扰电路与所述输出调节电压端连接。

在一个实施例中，可以是，所述防干扰电路：包括第一滤波电解电容、第一旁路电容、第二滤波电解电容和第二旁路电容；所述第二滤波电解电容和所述第一旁路电容并联在正向电源与所述输出调节电压端之间，所述第一滤波电解电容和所述第二旁路电容并联在反向电源与所述输出调节电压端之间。

在一个实施例中，可以是，所述电压输出调节电路还包括多组栅极电阻；

每一所述栅极电阻连接于一所述降压三极管的基极与所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极的公共端。

在一个实施例中，可以是，所述的电阻，还包括第二电阻；

所述第二电阻连接于所述运算放大器的输出端与所述第一二极管和所述第二二极管的公共端之间。

在一个实施例中，可以是，所述一级放大电路还包括第三电阻；

所述第三电阻连接于所述运算放大器的反相输入端与输出端之间。

在一个实施例中，可以是，所述一级放大电路还包括第一电阻；

所述第一电阻一端连接所述运算放大器的同相输入端，另一端接地。

在一个实施例中，可以是，所述后级放大电路还包括第六电阻和第七电阻；

所述第六电阻连接于所述第一偏置电阻和所述第一三极管的集电极之间；

所述第七电阻连接于所述第二偏置电阻和所述第二三极管的集电极之间。

在一个实施例中，可以是，所述后级放大电路还包括第一保险元件和第二保险元件；

所述第一保险元件连接于所述第六电阻与所述第一偏置电阻的共同端；

所述第二保险元件连接于所述第七电阻与所述第二偏置电阻的共同端。

本实用新型实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本实用新型实施例提供的程控高压线性电源的初级降压驱动电路，利用运算放大器的虚断与虚短特性，在运算放大器的反相输入端和输出端之间连接形成负反馈电路，构成一个电压跟随电路，使得运算放大器的同相输入端被放大，并使用三极管的放大特性，将两个三极管的发射极相连，基极分别连接于不同的偏置电阻和二极管之间，构成一个后级放大电路，将由运算放大电路放大的电压信号进一步的放大，使得该被放大的信号能够驱动电压输出调节电路，从而使得电压输出调节电路将输入的程控高压线性电源VCR转换成输出调节电压GND，实现电路线性降低电压。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的程控高压线性电源的初级降压驱动电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的程控高压线性电源的初级降压驱动电路的一级放大电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的程控高压线性电源的初级降压驱动电路的后级放大电路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的程控高压线性电源的初级降压驱动电路的电压输出调节电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本实用新型实施例提供一种程控高压线性电源的初级降压驱动电路，参照图1所示，包括：依次连接的一级放大电路、后级放大电路和电压输出调节电路；

所述一级放大电路包括运算放大器U1；所述运算放大器U1的同相输入端外接驱动信号G-DRV，反相输入端与输出端连接；

所述后级放大电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一偏置电阻R4、第二偏置电阻R5、第一三极管BQ1和第二三极管BQ2；

所述第一二极管D1和所述第二二极管D2串联，所述运算放大器U1的输出端连接于所述第一二极管D1和所述第二二极管D2的公共端；

所述第一三极管BQ1的基极连接于所述第一偏置电阻R4和所述第一二极管D1的正极之间，发射极连接于所述第二三极管BQ2的发射极，所述第二三极管BQ2的基极连接于所述第二二极管D2的正极和所述第二偏置电阻R5之间；

所述第一三极管BQ1的集电极和所述第一偏置电阻R4的公共端连接正向电源；

所述第二三极管BQ2的集电极和所述第二偏置电阻R5的公共端连接负向电源；

所述电压输出调节电路包括多组并联的降压三极管；所述降压三极管的集电极连接程控高压线性电源VCR的输入端，基极连接所述第一三极管BQ1的发射极和所述第二三极管BQ2的发射极的公共端，发射极连接输出调节电压端。

本实用新型实施例提供的所述程控高压线性电源VCR的初级降压驱动电路，利用所述运算放大器U1的虚断与虚短特性，在所述运算放大器U1的反相输入端和输出端之间连接电阻形成负反馈电路，构成一个电压跟随电路，使得所述运算放大器U1的同相输入端被放大；并使用三极管的放大特性，将两个三极管的发射极相连，基极分别连接于不同的偏置电阻和二极管之间，集电极分别连接电阻，构成一个后级放大电路，将由所述一级放大电路放大的电压信号进一步的放大，使得该被放大的信号能够驱动所述电压输出调节电路，从而使得所述电压输出调节电路将输入的程控高压线性电源VCR转换成电路调节输出电压GND，实现电路线性降低电压。

本实用新型实施例提供的程控高压线性电源的初级降压驱动电路，所述驱动信号G-DRV经过所述运算放大器U1的正相输入端，输入所述一级放大电路，经所述一级放大电路放大后，输入所述后级放大电路，该所述后级放大电路中的所述第一三极管BQ1可以是NPN型三极管，所述第二三极管BQ2可以是PNP型三极管，由于实际运行电路中，负载电路不一定需要输入所述程控高压线性电源VCR所提供的大电压，基于此，本实用新型实施例提供的具有程控高压线性电源的初级降压驱动电路，采用一级放大电路、后级放大电路和电压输出调节电路依次连接，驱动信号G-DRV经过所述运算放大电路放大后，继续经过所述后级放大电路进行二级放大，经过两级放大电路放大后的驱动信号用于驱动所述电压输出调节电路。所述电压输出调节电路中的降压三极管可以是NPN型三极管，当所述驱动信号流入电压输出调节电路时，所述电压输出调节电路中的降压三极管的基极电压大于发射极电压，降压三极管导通，通过降压三极管进行线性降压，实现将降压三极管集电极连接的程控高压线性电源VCR转换为发射极连接的电路调节输出电压GND。从而满足该所述程控高压线性电源VCR的初级降压驱动电路的线性降压能力。

下面通过几个具体的电路图对本实用新型的程控高压线性电源的初级降压驱动电路的实现原理进行详细说明：

参照图2所示，本实用新型实施例中，该一级放大电路可以包括所述运算放大器U1、第一电阻R1和第三电阻R3。所述运算放大器U1的正相输入端连接所述第一电阻R1，所述第一电阻R1另一端接地，用于使得在没有所述驱动信号G-DRV输入所述运算放大器U1正相输入端时，能够让所述运算放大器U1的正相输入端接地，同时起到保护电路的作用。所述第三电阻R3连接于所述运算放大器U1的反相输入端和输出端之间，所述第三电阻R3为所述运算放大器U1的反馈电阻，通过调整反馈比例来控制运算放大器的增益，同时具有保护电路的作用。所述运算放大器U1的正相输入端外接所述驱动信号G-DRV。所述驱动信号G-DRV用于放大后驱动所述后级放大电路，经所述后级放大电路继续放大后驱动所述电压输出调节电路将所述程控高压线性电源VCR线性降压为所述输出调节电压端。

在一个具体实施例中，参照图3所示，所述后级放大电路可以包括两个偏置电阻，即第一偏置电阻R4和第二偏置电阻R5，两个二极管，即第一二极管D1和第二二极管D2，两个三极管，即第一三极管BQ1和第二三极管BQ2以及两个限流电阻，即第六电阻R6和第七电阻R7。所述第一三极管BQ1的发射极与所述第二三极管BQ2的发射极连接，所述第一三极管BQ1的基极连接于所述第一偏置电阻R4和所述第一二极管D1的正极之间，所述第二三极管BQ2的基极连接于所述第二偏置电阻R5和所述第二二极管D2之间，第六电阻R6连接于所述第一偏置电阻R4和所述第一三极管BQ1的集电极之间，第七电阻R7连接于所述第二偏置电阻R5和所述第二三极管BQ2的集电极之间。所述运算放大器U1的输出端连接于所述后级放大电路，所述驱动信号经过所述运算放大器U1放大后，继续经过后级电路放大，实现对电压输出调节电路的驱动控制。

在一具体实施例中，参照图1所示，该程控高压线性电源VCR的初级降压驱动电路还包括第二电阻R2；所述第二电阻R2连接于所述运算放大器U1的输出端与所述第一二极管D1和所述第二二极管D2的公共端。所述第二电阻R2连接于所述后级放大电路和所述运算放大器U1的输出端之间，可以起到限流保护电路的作用，能够实现增强电路的使用寿命。

本实施例提供的程控高压线性电源的初级降压驱动电路，当所述运算放大器U1的正相输入端无驱动信号G-DRV输入，则其输出端的电压为0，此时，所述第一二极管D1和所述第二二极管D2的公共端为0电位，则所述第一三极管BQ1和所述第二三极管BQ2都不导通，此时，第一电阻R1能够让所述运算放大器U1的正相输入端接地，起到保护电路的作用。当所述运算放大器U1的正相输入端输入驱动信号G-DRV，所述运算放大器U1对该驱动信号G-DRV进行放大，以驱动所述后级放大电路。当需要控制降低为负载电路供电的电压时，该驱动信号G-DRV可以为正向电压，第一三极管BQ1的集电极得电，第一三极管BQ1工作，驱动后级的电压输出调节电路进行线性降压；当需要控制升高为负载电路供电的电压时，该驱动信号G-DRV可以为负向电压，第二三极管BQ2的集电极得电，第二三极管BQ2工作，驱动后级的电压输出调节电路进行线性升压。

在一具体实施例中，参照图2所示，该后级放大电路的两端连接第一保险元件FU1和第二保险元件FU2，目的是保护电路避免电流过大造成电路的损坏，从而提高整个电路的使用寿命，延长电路的使用时间。具体的，可以是，该所述第一保险元件FU1连接于所述第六电阻R6与所述第一偏置电阻R4的共同端；所述第二保险元件FU2连接于所述第七电阻R7与所述第二偏置电阻R5的共同端。

在一个具体实施例中，参照图4所示，所述电压输出调节电路，还包括：多组均流电阻和多组栅极电阻，其中，每一所述均流电阻连接于每一降压三极管的的发射极与所述输出调节电压端之间，每一所述栅极电阻连接于一所述降压三极管的基极与所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极的公共端之间。通过该栅极电阻控制对应降压三极管的导通，可以适当的增加电压输出电路的导通时间，适当的增大输出功率。通过均流电阻可以保护电路避免电流过大而被损坏，同时也能增加电源输出电路的使用寿命，避免了一些不必要的能源浪费。

作为本实施例的一个具体实施方式，参照图4所示，电压输出调节电路包括：降压三极管Q2～Q25、栅极电阻R8～R31和均流电阻R42～R65，其具体连接方式为均流电阻R42～R65分别连接于降压三极管Q2～Q25的发射极与所述输出调节电压端GND之间，栅极电阻R8～R31分别连接于降压三极管Q2～Q25的基极与第一三极管BQ1的发射极和第二三极管BQ2的发射极的公共端之间。

在一个具体实施例中，参照图1所示，程控高压线性电源的初级降压驱动电路还包括防干扰电路；

所述防干扰电路包括：

所述第一滤波电解电容E1、所述第一旁路电容C1、所述第二滤波电解电容E2和所述第二旁路电容C2；

所述第二滤波电解电容E2和所述第一旁路电容C1并联在正向电源与输出调节电压端之间，所述第一滤波电解电容E1和所述第二旁路电容C2并联在反向电源与输出调节电压端之间。

本实施例中，通过该防干扰电路可以防止电路中的电磁干扰，避免电路正常工作受到影响，提高电路工作的效率。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

除非另外具体陈述，术语比如处理、计算、运算、确定、显示等等可以指一个或更多个处理或者计算系统、或类似设备的动作和/或过程，所述动作和/或过程将表示为处理系统的寄存器或存储器内的物理(如电子)量的数据操作和转换成为类似地表示为处理系统的存储器、寄存器或者其他此类信息存储、发射或者显示设备内的物理量的其他数据。信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任何一种来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各个特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清除地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和相应步骤均可以实现成电子元件的组合。熟练的技术人员可以针对每个特定的功能电路，以变通的方式实现所描述的功能，但是这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变形。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (10)

1.一种程控高压线性电源的初级降压驱动电路，其特征在于，包括：相互连接的一级放大电路、后级放大电路和电压输出调节电路；

所述一级放大电路包括运算放大器；所述运算放大器的同相输入端外接驱动信号，反相输入端与输出端连接；

所述后级放大电路包括第一二极管、第二二极管、第一偏置电阻、第二偏置电阻、第一三极管和第二三极管；

所述第一二极管和所述第二二极管串联，所述运算放大器的输出端连接于所述第一二极管和所述第二二极管的公共端；

所述第一三极管的基极连接于所述第一偏置电阻和所述第一二极管的正极之间，发射极连接于所述第二三极管的发射极，所述第二三极管的基极连接于所述第二二极管的正极和所述第二偏置电阻之间；

所述第一三极管的集电极和所述第一偏置电阻的公共端连接正向电源；

所述第二三极管的集电极和所述第二偏置电阻的公共端连接负向电源；

所述电压输出调节电路包括多组并联的降压三极管；所述降压三极管的集电极连接程控高压线性电源的输入端，基极连接所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极的公共端，发射极连接输出调节电压端。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压输出调节电路还包括：多组均流电阻；

每一所述均流电阻连接于每一所述降压三极管的发射极与所述输出调节电压端之间。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，还包括：防干扰电路；

所述防干扰电路与所述输出调节电压端连接。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述防干扰电路：包括第一滤波电解电容、第一旁路电容、第二滤波电解电容和第二旁路电容；所述第二滤波电解电容和所述第一旁路电容并联在正向电源与所述输出调节电压端之间，所述第一滤波电解电容和所述第二旁路电容并联在反向电源与所述输出调节电压端之间。

5.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压输出调节电路还包括多组栅极电阻；

每一所述栅极电阻连接于一所述降压三极管的基极与所述第一三极管的发射极和所述第二三极管的发射极的公共端之间。

6.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括第二电阻；

所述第二电阻连接于所述运算放大器的输出端与所述第一二极管和所述第二二极管的公共端。

7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述一级放大电路还包括第三电阻；

所述第三电阻连接于所述运算放大器的反相输入端与输出端之间。

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述一级放大电路还包括第一电阻；

所述第一电阻一端连接所述运算放大器的同相输入端，另一端接地。

9.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述后级放大电路还包括第六电阻和第七电阻；

所述第六电阻连接于所述第一偏置电阻和所述第一三极管的集电极之间；

所述第七电阻连接于所述第二偏置电阻和所述第二三极管的集电极之间。

10.如权利要求9所述的电路，其特征在于，所述后级放大电路还包括第一保险元件和第二保险元件；

所述第一保险元件连接于所述第六电阻与所述第一偏置电阻的共同端；

所述第二保险元件连接于所述第七电阻与所述第二偏置电阻的共同端。