一種輸出隨著控制電壓均衡升高的電流源的制作方法
【專利摘要】一種輸出隨著控制電壓均衡升高的電流源，能在兩個輸入電壓范圍內(nèi)提供平穩(wěn)的電流轉(zhuǎn)換功能，這樣，該電源就能為需要不止一個電源的電子電路供電。在一個具體實例中，這樣的電源包括一個蓄電池以及一個由交流電源控制的直流電源。這樣的電流源被設計來提供基準電流。該基準電流根據(jù)來自每根電源線的電流建立鏡像電流，以此來提供所需要的輸出電流。
【專利說明】一種輸出隨著控制電壓均衡升高的電流源
【背景技術】:
[0001] 本發(fā)明涉及到電子電路，尤其是用于產(chǎn)生輸出隨著控制電壓均衡升高的電流源。【技術領域】:
[0001]圖1是先前技術中的多發(fā)射極PNP型晶體管100的示意圖。這樣的晶體管可以作為電流控制裝置，為連接在集電極101上的電子電路提供電源，響應連接在一個或多個發(fā)射極上的一個或多個電壓源，圖1中展示了其中兩個發(fā)射極102-1和102-N。晶體管100的基極104不是通常的直接接地，例如通過控制電路(圖中沒有展示出電路107的細節(jié))。
[0002]圖1中晶體管100的一個典型作用是給個人電腦或是任何使用外部直流電源的電子設備供電，調(diào)整來自電源線或電池的交流電。例如，經(jīng)過調(diào)整的交流電源電壓Vl加在發(fā)射極102-1上，電池的電壓VN加在發(fā)射極102-N上，電流IP就會由集電極101產(chǎn)生，因為受基極104控制，這樣就會在集電極101處產(chǎn)生穩(wěn)壓。當電壓Vl和VN間存在差值，熱電壓形式為kt/q (27攝氏度時為26毫伏或是更大)，集電極101就會產(chǎn)生一個最低量的電流Imin0相反地，當Vl和VN的差值小于熱電壓，例如，當晶體管100的一個使用者需要將發(fā)射極102-1到102-N連接在一起，集電極101就會產(chǎn)生一個大于IP的電流Imax。集電極101的限流用來保護晶體管或是負載。不同于使用與端子101或102-1到102-N串聯(lián)的電阻上的壓降，根據(jù)固有電路的復雜性，限流功能可以通過基極104獲得，因為在高電流密度下使用晶體管100或者將集電極通過連線105連接至基極端時，晶體管100的電流增益是眾所周知的。
[0003]圖1是一個一般穩(wěn)壓電路的原理圖，該穩(wěn)壓電路使用具有一個或多個電壓的電源工作。如果晶體管100的傳導控制電路“基極驅(qū)動” 107如圖這樣的，只要發(fā)射極102-1到102-N中的一個或多個獲得Vl到VN足夠的電源電壓供應，晶體管100的集電極101處就是一個穩(wěn)壓節(jié)點。Vl到VN中至少有一個的最小可接受電壓為晶體管的飽和電壓Vsat，例如
5.1伏，高于所需要的穩(wěn)壓輸出5伏。使用與發(fā)射極引線102-1到102-N或是與集電極101串聯(lián)的電阻的標準方法是不需要的。如果晶體管100的電流增益是已知的，限流功能就可以通過在基極驅(qū)動100上進行限流獲得。當晶體管100為橫向PNP時，在高電流密度下的電流增益就是已知的。通過增加反饋集電極105，由集電極101和105的傳導比率來確定電流增益，晶體管100的電流增益就更容易獲得。需要注意的是，該反饋在PNP晶體管被獨立柵極器件例如場效應管代替時也可以應用。
[0004]當102-1到102-N中的一部分發(fā)射極導通時，通常需要提供增加流過晶體管100的基極104的基極電流的端子，因為晶體管100可以更好地控制具有一系列發(fā)射極導通情況下的電源。
[0005]實際的具有隨著控制電壓均衡升高的電流源被作為增加流過圖1中基極104電流的端子，在專門的穩(wěn)壓功能中出現(xiàn)的問題，以及更多需要依靠多電壓電源工作的電子電路中的普遍問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006]一種新穎的電路，能在兩個輸入電壓范圍內(nèi)提供平穩(wěn)的電流轉(zhuǎn)換功能，這樣，該電源就能為需要不止一個電源的電子電路供電。
[0007]本發(fā)明的技術解決方案:
[0008]在一個具體實例中，這樣的電源包括一個蓄電池以及一個由交流電源控制的直流電源。這樣的電流源被設計來提供基準電流。該基準電流根據(jù)來自每根電源線的電流建立鏡像電流，以此來提供所需要的輸出電流。一個進一步的改進就是要理解，當電源Vl到VN間并聯(lián)更多的電源時，晶體管就可以處理更多的電流，在使用者具有較少不同電源的情況下，就可以在任何特定晶體管中建立起獨立的發(fā)射極。當電源電壓Vl到VN中的兩個或是更多均衡的時候，限流就會增加。本發(fā)明的電路用來在電壓對均衡時增加限流。需要理解的是，本發(fā)明的電路限流方面有更廣泛的用途，這里只舉了一個簡單的例子。
[0009]對比專利文獻:CN202043055U輸出電流源201120124461.1
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0010]圖1展示了先前技術中適用于電流控制設備的多發(fā)射極PNP晶體管的示意圖；
[0011]圖2展示了本發(fā)明的一個具體實例的原理圖，該實例從一個或多個多輸入電源中提供一個輸出電流；
[0012]圖3描繪了能夠根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
產(chǎn)生所需要的轉(zhuǎn)換功能的一個例子曲線圖；
[0013]圖4展示了根據(jù)本發(fā)明原理制造的一個實例電路的原理圖；
[0014]圖5展示了本發(fā)明一個可選實例的原理圖。
【具體實施方式】:
[0015]如圖3所示，我們需要在一定電壓范圍內(nèi)(VI和V2)提供平滑連續(xù)的電流轉(zhuǎn)換功能，圖3展示了一個根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的能夠產(chǎn)生所需要電流轉(zhuǎn)換功能的例子。圖3中所示的電流轉(zhuǎn)換功能表明，IP大致等于兩倍的Imin，并且轉(zhuǎn)換功能的鐘形曲線與晶體管對的有效飽和電流成比例，晶體管對中的兩組晶體管依靠相同的控制電壓工作。自然地，其他電流強度的IP以及其他形狀的轉(zhuǎn)換功能曲線，根據(jù)本發(fā)明的指導內(nèi)容，都是可行的。
[0016]圖4為根據(jù)本發(fā)明指導內(nèi)容構建的一個實例電路300的原理圖，該電路能提供如圖3所示轉(zhuǎn)換曲線，并且能為圖1中晶體管的基極104提供合適的控制信號。輸入電壓Vl應用在電壓總線301上，輸入電壓V2應用在電壓總線302上。與正電壓相對的是，晶體管303通過集電極303-1將電流導入地。一個成比例的電流通過集電極303-2流入電流源306。晶體管304與集電極303-2中的電流鏡像對稱，并且晶體管305又將晶體管304中的電流鏡像對稱至輸出端307。在相同的形式下，與正電壓V2相對的是，晶體管313通過集電極313-1將電流導入地。一個成比例的電流通過集電極313-2流入電流源316。晶體管314與集電極313-2中的電流鏡像對稱，并且晶體管315又將晶體管314中的電流鏡像對稱至輸出端307。
[0017]在首選實例中，晶體管303、304、305、313、314和315的飽和電流是相等的，并且為了方便裝配，這些晶體管所有的發(fā)射極的尺寸都是相同的。這時，輸出電流1ut與Iin的比值(由電流源306和316產(chǎn)生的電流)一定是幾個不連續(xù)值中的一個。[0018]輸出電流1ut可以表示為:
【權利要求】
1.一種輸出隨著控制電壓均衡升高的電流源，其特征是:電路包括:第一極性的第一電源輸入引線；上述第一極性的第二電源輸入引線；第二極性的第三電源輸入引線；提供輸出電流的輸出引線；第一電流鏡電路包括:一個第一晶體管，其第一電流傳輸引線耦合在上述第一電源引線上，第二電流傳輸引線耦合在上述第三電源引線上，第三電流傳輸引線耦合在上述第三電源引線上，控制引線耦合在上述第三電流傳輸引線上；第二晶體管，其第一電流傳輸引線耦合在上述第二電源引線上，第二電流傳輸引線耦合在上述第一晶體管的控制引線上，控制引線耦合在上述第一晶體管的控制引線上；一個第三晶體管，其第一電流傳輸引線耦合在上述第二電源引線上，第二電流傳輸引線耦合在上述輸出引線上，控制引線耦合在上述第一晶體管的控制引線上；第二電流鏡電路包括:一個第四晶體管，其第一電流傳輸引線耦合在上述第二電源引線上，第二電流傳輸引線耦合在上述第三電源引線上，第三電流傳輸引線耦合在上述第三電源引線上，控制引線耦合在上述第三電流傳輸引線上；一個第五晶體管，其第一電流傳輸引線耦合在上述第一電源引線上，第二電流傳輸引線耦合在上述第一晶體管的控制引線上，控制引線耦合在上述第四晶體管的控制引線上；一個第六晶體管，其第一電流傳輸端耦合在上述第一電源引線上，第二電流傳輸引線耦合在上述輸出引線上，控制引線耦合在上述第四晶體管的控制引線上。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種輸出隨著控制電壓均衡升高的電流源，其特征是:電路包括:第一極性的第一電源輸入引線；上述第一極性的第二電源輸入引線；第二極性的第三電源輸入引線；提供輸出電流的輸出引線；第一電流鏡電路包括:用于建立第一電流的第一端子，第一電流從上述第一電源引線流至上述第三電源引線，第一端子的控制引線具有與上述第一電流相關的控制電壓；將來自上述第一電源引線的電流反射至上述第三電源引線的端子，其控制引線耦合在上述第一端子的控制引線上；將來自上述第二電源引線的電流反射至上述第三電源引線的端子，其控制引線耦合在上述第一端子的控制引線上；將來自上述第二電源引線的電流反射至上述輸出端，其控制引線耦合在上述第一端子的控制引線上；第二電流鏡端子包括:用于建立第二電流的第二端子，第一電流從上述第二電源引線流至上述第三電源引線，第二端子的控制引線具有與上述第二電流相關的控制電壓；將來自上述第一電源引線的電流反射至上述第三電源引線的端子，其控制引線耦合在上述第二端子的控制引線上；將來自上述第二電源引線的電流反射至上述第三電源引線的端子，其控制引線耦合在上述第二端子的控制引線上；將來自上述第一電源引線的電流反射至上述輸出端，其控制引線耦合在上述第二端子的控制引線上。
【文檔編號】G05F1/56GK203561911SQ201320755847
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權日:2013年11月26日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:蘇州貝克微電子有限公司