專(zhuān)利名稱(chēng)：恒壓輸出的電源穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源穩(wěn)壓器(regulator)電路，特別是涉及一種恒壓輸出 的電源穩(wěn)壓器。
背彔技術(shù)
隨著電子科技的發(fā)展,在一個(gè)電子系統(tǒng)中包括了各種大小不等的功能性電 路(例如，整流、濾波、變壓、穩(wěn)壓、信號(hào)轉(zhuǎn)換或信號(hào)放大等等)組成，為了使 電子系統(tǒng)能正常運(yùn)作，需要通過(guò)電源管理來(lái)實(shí)現(xiàn)，而電源管理主要目的為，在 電子系統(tǒng)不同的運(yùn)作狀態(tài)下，隨時(shí)控制并保持電子系統(tǒng)內(nèi)適當(dāng)電流與電壓正常 供給。
而電源管理電路可分為電源穩(wěn)壓器(regulator)、電池充電/量測(cè)、熱插拔、 電壓監(jiān)控等幾個(gè)類(lèi)型,其中電源穩(wěn)壓器主要用于當(dāng)電源的電壓與負(fù)載電流改變 時(shí)，仍能供應(yīng)電子系統(tǒng)一穩(wěn)定的輸出電壓，然而當(dāng)電源穩(wěn)壓器應(yīng)用在小電流和 精密參考電壓輸出時(shí)，容易受到負(fù)載效應(yīng)(loading effect)的影響而使其輸出 精確性下降，對(duì)高質(zhì)量的設(shè)計(jì)趨勢(shì)而言，此為待解決的問(wèn)題之一。
請(qǐng)參照中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)第200419319號(hào)，該專(zhuān)利申請(qǐng)案公開(kāi)一種脈沖 寬度調(diào)制電壓調(diào)節(jié)器包括一脈沖寬度調(diào)制電路及一控制電路?？刂齐娐房刹?作，當(dāng)負(fù)載電流增加時(shí)，降低脈沖寬度調(diào)制電路的脈沖調(diào)制頻率，及當(dāng)負(fù)載電 流減小時(shí)，增加脈沖寬度調(diào)制電路的脈沖調(diào)制頻率。
雖然上述專(zhuān)利申請(qǐng)案已能根據(jù)負(fù)載電流變化情形,對(duì)脈沖寬度調(diào)制電路的 脈沖調(diào)制頻率作對(duì)應(yīng)調(diào)整，以降低功率消耗及提高電壓調(diào)節(jié)效率，但上述控制 電路僅適用于具脈沖寬度調(diào)制電路的穩(wěn)壓器，在電路應(yīng)用范圍上仍有限制。
因此，當(dāng)負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致前一級(jí)的電源穩(wěn)壓器電路的電流受 到影響,故會(huì)有電源穩(wěn)壓器電路的輸出電壓受負(fù)載效應(yīng)影響而不精確的問(wèn)題存 在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的主要問(wèn)題在于，提供一種恒壓輸出的電源穩(wěn)壓器，通過(guò) 串接一個(gè)電壓緩沖器模塊于穩(wěn)壓電路模塊與負(fù)載之間,使穩(wěn)壓電路模塊的輸出 電壓不受負(fù)載效應(yīng)的影響，以提升電源穩(wěn)壓器的輸出精密度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開(kāi)了一種恒壓輸出的電源穩(wěn)壓器，包括有 一穩(wěn)壓電路模塊，接收一輸入電壓，并將該輸入電壓穩(wěn)定于-預(yù)定電壓范 圍內(nèi)，輸出對(duì)應(yīng)該預(yù)定電壓范圍內(nèi)的一穩(wěn)定電壓；及
-電壓緩沖器模塊，與該穩(wěn)壓電路模塊電性耦接，用以緩沖輸入的該穩(wěn)定 電壓，并輸出該穩(wěn)定電壓至下一級(jí)電路，其中該電壓緩沖器模塊阻擋下一級(jí)電 路的電流流入該穩(wěn)壓電路模塊。
該穩(wěn)壓電路模塊由一第一電容、一第二電容、 一第一電阻、 一第二電阻、 —第三電阻及一齊納二極管所構(gòu)成。
該第一電容的第一端電性耦接至該輸入電壓，該第一 電容的第二端電性耦 接至接地端，該第一電阻的第一端電性耦接至該第一電容的該第—端，該第一 電阻的第二端電性耦接至該第二電容的第端、該齊納二極管的第一端及該第 二電阻的第一 端，該齊納二極管的第二端與該齊納二極管的該第一端相電性耦 接，該第三電阻的第一端電性耦接至該第二電阻的第二端，該第三電阻的第二 端、該齊納二極管的第三端及該第二電容的第二端電性耦接至接地端。 該電壓緩沖器模塊由一運(yùn)算放大器與-二極管所構(gòu)成。 該運(yùn)算放大器的第一輸入端電性耦接至該第二電阻的第二端，該運(yùn)算放大 器的輸出端電性耦接至一二極管的第一端，該二極管的第二端電性耦接至該運(yùn) 算放大器的第二輸入端。
該電壓緩沖器模塊串接于該穩(wěn)壓電路模塊與下一級(jí)電路之間。 本發(fā)明利用電壓緩沖器模塊將穩(wěn)壓電路模塊與負(fù)載隔離，避免負(fù)載效應(yīng)影 響穩(wěn)壓電路模塊的輸出電壓，且電壓緩沖器模塊更P且擋負(fù)載的電流流入穩(wěn)壓電 路模塊中，以進(jìn)一步提升電源穩(wěn)壓器的輸出精密度。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；及 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電路示意圖。
其中，附圖標(biāo)記:
10穩(wěn)壓電路模塊20電壓緩沖器模塊
30負(fù)載50由源穩(wěn)1￥幾 屯挪條伍銜
CI笛—由滋C2笛 由您
D二極管Rl第一電阻
R2第二電阻R3第三電阻
OP運(yùn)算放大器ZD齊納二極管
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)Dl,為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖l所示本發(fā)明的恒壓輸
出的電源穩(wěn)壓器50,包括有穩(wěn)壓電路模塊10及電壓緩沖器模塊20,以下分別
就各模塊進(jìn)行說(shuō)明。
穩(wěn)壓電路模塊IO，用以接收一輸入電壓，并,收的輸入電壓穩(wěn)定于預(yù) 定電壓范圍內(nèi)，接著，輸出對(duì)應(yīng)預(yù)定電壓范圍內(nèi)的穩(wěn)定電壓，而穩(wěn)壓電路模塊 IO實(shí)務(wù)上可采用以下三個(gè)類(lèi)型的電路低壓降線性穩(wěn)壓器(lcw dr鄰-out linear regulator, LDO)、脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation, P剿)控 制器及分布式組件(例如，M0SFET),其中低壓降線性穩(wěn)壓器除了提供穩(wěn)壓功能 外，還提供降壓功能；脈沖寬度調(diào)制控制器通過(guò)截止周期的調(diào)制來(lái)延長(zhǎng)切換周 期，因此能大幅降低在輕,無(wú)載時(shí)的能源耗用；分布式組件用于供應(yīng)集成電 路(IC)電源，主要功能近于開(kāi)關(guān)。
電壓緩沖器模塊20,與穩(wěn)壓電路模塊10電性耦接，用以緩沖穩(wěn)壓電路模 塊10輸入的穩(wěn)定電壓，以將穩(wěn)定電壓與負(fù)載30隔離，以避免負(fù)載效應(yīng),接著, 輸出穩(wěn)定電壓至負(fù)載30或下一級(jí)電路,其中電壓緩沖器模塊20還用于P且擋負(fù) 載30或下一級(jí)電路的電流流入穩(wěn)壓電路模塊10,而電壓緩沖器模塊20實(shí)務(wù) 上可采用超級(jí)二極管(s卯er diode)電路，其中電壓緩沖器模塊20串接于穩(wěn)壓 電路模塊10與負(fù)載30(下一級(jí)電路)之間。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，為本發(fā)明實(shí)施例的電路示意圖。如圖2所示本發(fā)明高精密電
源穩(wěn)壓器電路示意圖，包括有第一電容ci、第二電容C2、第一-電阻m、第二
電阻R2、第三電阻R3、齊納二極管ZD、運(yùn)算放大器0P及二極管D,以下說(shuō)明 各電路組件的連接關(guān)系。
首先，第一電容C1的第--端(即正端)電性耦接至輸入電壓，第--電容C1
的第二端(及負(fù)端)電性耦接至接地端，接著，第一電阻R1的第一端電性耦接
至第一電容C1的第一端，第一電阻R1的第二端分別電性耦接至第二電容C2 的第一端、齊納二極管ZD的第一端(即負(fù)端)及第二電阻R2的第一端，而齊納 二極管ZD的第二端與齊納二極管ZD的第一端(即負(fù)輸相電性耦接。
接下來(lái)，第三電阻R3的第一端電性耦接至第二電阻R2的第二端，而第三 電阻薦的第二端、齊納二極管ZD的第三端及第二電容C2的第二端電性耦接 至接地端，其中第二電容C2與齊納二極管ZD構(gòu)成一并聯(lián)回路，而第二電阻 R2、第三電阻R3與齊納二極管ZD構(gòu)成一并聯(lián)回路。
運(yùn)算放大器0P的第一輸入端(即正相輸入端)電性耦接至第二電阻R2的第 二端，運(yùn)算放大器OP的輸出端電性耦接至二極管D的第一端御正端)，二極 管D的第二端(即負(fù)端)電性耦接至運(yùn)算放大器OP的第二輸入端(即反相輸入端) 以及負(fù)載30(下一級(jí)電路)，其中運(yùn)算放大器OP與二極管D構(gòu)成--個(gè)超級(jí)二極 管電路。
接下來(lái)，說(shuō)明電路工作原理
首先，當(dāng)負(fù)載30產(chǎn)生變化時(shí)(例如,由輕載變?yōu)橹剌d,或由重載變?yōu)檩p載)， 其電流同時(shí)產(chǎn)生變化(例如，由小電流變?yōu)榇箅娏?，或由大電流變?yōu)樾‰娏?， 此時(shí)，負(fù)載30的電流由運(yùn)算放大器0P提供，因此，流過(guò)齊納二極管ZD的電 流不受負(fù)載30的電流影響，故穩(wěn)壓電路模塊10的輸出電壓不會(huì)產(chǎn)生變化。
接著，運(yùn)算放大器OP的第一輸入端接收穩(wěn)壓電路模塊10的輸出電壓，而 運(yùn)算放大器(F的輸出端通過(guò)二極管D電性耦接到運(yùn)算放大器(F的第二輸入 端，從而構(gòu)成電壓隨耦器(voltage follower),故運(yùn)算放大器0P的輸出電壓 等于其第一輸入端接收穩(wěn)壓電路模塊10的輸出電壓，其中二極管D的順向電 壓降(forward voltage drop)幾近等于零，因此，對(duì)穩(wěn)壓電路模塊10來(lái)說(shuō)， 電壓緩沖器模塊20并無(wú)任何負(fù)載效應(yīng),且二極管D更阻擋負(fù)載30的電流流入 穩(wěn)壓電路模塊10。
通過(guò)這種恒壓輸出的電源穩(wěn)壓器,通過(guò)電壓緩沖器模塊將穩(wěn)壓電路模塊與 負(fù)載隔離，避免負(fù)載效應(yīng)影響穩(wěn)壓電路模塊的輸出電壓，且電壓緩沖器模塊更 P且擋負(fù)載的電流流入穩(wěn)壓電路模塊中，以進(jìn)一歩提升電源穩(wěn)壓器的輸出精密 度。 雖然本發(fā)明以前述的較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但并非用以限定本發(fā)明，任何 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng) 與修改，因此本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍須視本說(shuō)明書(shū)所附的權(quán)利要求書(shū)所界定為 準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種恒壓輸出的電源穩(wěn)壓器，其特征在于，包括有一穩(wěn)壓電路模塊，接收一輸入電壓，并將該輸入電壓穩(wěn)定于一預(yù)定電壓范圍內(nèi)，輸出對(duì)應(yīng)該預(yù)定電壓范圍內(nèi)的一穩(wěn)定電壓；及一電壓緩沖器模塊，與該穩(wěn)壓電路模塊電性耦接，用以緩沖輸入的該穩(wěn)定電壓，并輸出該穩(wěn)定電壓至下一級(jí)電路，其中該電壓緩沖器模塊阻擋下一級(jí)電路的電流流入該穩(wěn)壓電路模塊。
2、 如權(quán)利要求1所述的恒壓輸出的電源穩(wěn)壓器，其特征在于，該穩(wěn)壓電 路模塊由-第一電容、一第二電容、--第一電阻、 一第二電阻、一第三電阻及-齊納二極管所構(gòu)成。
3、 如權(quán)利要求2所述的恒壓輸出的電源穩(wěn)壓器，其特征在于，該第一電 容的第一端電性耦接至該輸入電壓，該第一電容的第二端電性耦接至接地端， 該第--電阻的第一端電性耦接至該第--電容的該第一端，該第一電阻的第二端 電性耦接至該第二電容的第一端、該齊納二極管的第一端及該第二電阻的第一 端，該齊納二極管的第二端與該齊納二極管的該第一端相電性耦接，該第三電 阻的第一端電性耦接至該第二電阻的第二端，該第三電阻的第二端、該齊納二 極管的第三端及該第二電容的第二端電性耦接至接地端。
4、 如權(quán)利要求3所述的恒壓輸出的電源穩(wěn)壓器，其特征在于，該電壓緩 沖器模塊由一運(yùn)算放大器與一二極管所構(gòu)成。
5、 如權(quán)利要求4所述的恒壓輸出的電源穩(wěn)壓器，其特征在于，該運(yùn)算放 大器的第一 輸入端電性耦接至該第二電阻的第二端，該運(yùn)算放大器的輸出端電 性耦接至一二極管的第一 端,該二極管的第二端電性耦接至該運(yùn)算放大器的第
6、 如權(quán)利要求1所述的恒壓輸出的電源穩(wěn)壓器，其特征在于，該電壓緩 沖器模塊串接于該穩(wěn)壓電路模塊與下一級(jí)電路之間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種恒壓輸出的電源穩(wěn)壓器，包括有一穩(wěn)壓電路模塊，接收一輸入電壓，并將該輸入電壓穩(wěn)定于一預(yù)定電壓范圍內(nèi)，輸出對(duì)應(yīng)該預(yù)定電壓范圍內(nèi)的一穩(wěn)定電壓；一電壓緩沖器模塊，與該穩(wěn)壓電路模塊電性耦接，用以緩沖輸入的該穩(wěn)定電壓，并輸出該穩(wěn)定電壓至下一級(jí)電路，其中該電壓緩沖器模塊阻擋下一級(jí)電路的電流流入該穩(wěn)壓電路模塊。本發(fā)明利用電壓緩沖器模塊將穩(wěn)壓電路模塊與負(fù)載隔離，避免負(fù)載效應(yīng)影響穩(wěn)壓電路模塊的輸出電壓，且電壓緩沖器模塊更阻擋負(fù)載的電流流入穩(wěn)壓電路模塊中，以進(jìn)一步提升電源穩(wěn)壓器的輸出精密度。
文檔編號(hào)G05F1/10GK101196751SQ20061016089
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月8日
發(fā)明者范振順 申請(qǐng)人:英業(yè)達(dá)股份有限公司