一种线性稳压电源及调整方法技术

本申请公开了一种线性稳压源及调整方法，解决电源输出电压温漂大、长期稳定性差问题。线性稳压电源包括运算放大器、三极管V1‑V2、电阻R1‑R7、电容C1‑C5、基准电压源。运算放大器是控制器，三极管V1调整输出电压；三极管V2改变三极管V1的基极工作点。电容C2、C1分别是输入、输出电容。R1、C4和R3组成启动电路。电阻R7、R4、电容C3、C5是相位调整器件。电阻R2、R6为采样电阻。基准电压源提供电压基准，输出电压值被电压基准和采样电阻所确定。本发明专利技术的调整方法包括调整电容C3、C5和电阻R7值改变电路纹波抑制特性；调整电阻R4值使电路不发生环路振荡；调整电阻R1、R3、R5、R8值使三极管V2工作在线性区。本发明专利技术实现了低成本、高稳定度、低压差的线性稳压电源。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电子设备
，尤其涉及一种高稳定度的线性稳压电源。
技术介绍
线性电源噪声低、安全系数高，是很多设备的必备电路组件。有些特殊设备，比如原子钟，其核心性能往往受线性电源输出电压波动的影响，造成频率长期稳定性差、温度系数大等问题。在市售的成品线性稳压器芯片中，很少外置电压参考端，因此其电压稳定性受制于芯片内部的电压基准的性能，而其内部参考电压性能往往不高，不能满足特殊任务的需求。
技术实现思路
本专利技术提供一种线性稳压源及调整方法，解决电源输出电压温漂大、长期稳定性差等问题。本申请实施例提供一种线性稳压电源，其特征在于，包括运算放大器、三极管V1-V2、电阻R1-R7、电容C1-C5、基准电压源、输入电压端、输出电压端；三极管V1、V2为晶体三极管；电容C2一端接所述输入电压端，另一端接地；电阻R1一端接所述输入电压端，另一端接R3和C4的连接处；电容C4一端接电阻R1和R3的连接处，另一端接地；电阻R3一端接电阻R1和电容C4的连接处，另一端接三极管V1的基极；三极管V1的发射极接所述输入电压端、集电极接所述输出电压端、基极接三极管V2的集电极；电阻R8一端接三极管V2的发射极，另一端接地；电阻R7一端接三极管V2的发射极，另一端串联电容C5；电容C5一端与电阻R7串联、另一端接运算放大器的反向输入端；电阻R5一端接三极管V2的基极，另一端接所述运算放大器的输出端；所述运算放大器的直流工作电压由所述三极管V1的集电极提供；所述运算放大器的正向输入端接所述基准电压源；电阻R6一端接所述运算放大器反向输入端，另一端接地；电阻R2和电容C3并联，一端接所述输出电压端，另一端接所述运算放大器的反向输入端；电容C1一端接所述输出电压端，另一端串联电阻R4；电阻R4一端与电容C1串联、另一端接地。作为本专利技术可选择的实施例，进一步地，所述三极管V1为PNP三极管；所述三极管V2为NPN三极管；所述运算放大器的VDD端接所述三极管V1的集电极；所述运算放大器的VEE端接地。作为本专利技术可选择的另一实施例，进一步地，所述三极管V1为NPN三极管；所述三极管V2为PNP三极管；所述运算放大器的VEE端接所述三极管V1的集电极；所述运算放大器的VDD端接地。作为本专利技术进一步优化的实施例，上述实施例所述三极管V1可以更换为场效应管。具体地，PNP三极管更换为PMOS管；NPN三极管更换为NMOS管。所述场效应管的栅极对应所述晶体三极管的基极；所述场效应管的源极对应所述晶体三极管的发射极；所述场效应管的漏极对应所述晶体三极管的集电极。所述电阻R2、R6为采样电阻，所述基准电压源用于提供电压基准，由于所述运算放大器的虚短作用，所述输出电压端的输出电压值被所述电压基准和采样电阻所确定。优选地，所述电阻R2、R6为低温漂的高精度电阻。一种线性稳压电源调整方法，用于本专利技术任意一项实施例所述线性稳压电源，包含以下步骤：调整电容C3、C5和电阻R7的值，改变电路纹波抑制特性；调整电阻R4的值，使电路不发生环路振荡；调整电阻R1、R3、R5、R8的值，使三极管V2工作在线性区。本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本专利技术是用独立的电压基准、运算放大器、三极管、低温漂采样电阻作为核心部件，构成线性稳压源电路，其输出电压稳定性取决于采样电阻和电压基准的性能，大大优于市售成品芯片。本专利技术中，外接电压基准有利于实现电压高稳定度，且使用运算放大器实现很高的闭环增益，也有利于稳定性的提高。尤其是在高可靠原子钟设计中，只能选用种类有限的高质量等级器件，本专利技术中整个电路可使用通用器件搭建，实现低成本、高稳定度、低压差的线性稳压电源，使用通用器件搭建高性能电路，这在高可靠产品的设计中非常重要。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为使用PNP三极管做电压调整的线性稳压电源的实施例图2为使用NPN三极管做电压调整的线性稳压电源的实施例图3为使用PMOS场效应管做电压调整的线性稳压电源的实施例图4为使用NMOS场效应管做电压调整的线性稳压电源的实施例图5为本专利技术线性稳压源调整方法的实施例流程图具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本专利技术对电路给出四种实施例如下：1、三极管V1为PNP三极管、三极管V2为NPN三极管；2、三极管V1为NPN三极管、V2为PNP三极管，用于负电压；3、三极管V1为PMOS场效应管、三极管V2为NPN三级管；4、三极管V1为NMOS场效应管，三级管V2为PNP三极管，用于负电压。所述运算放大器的直流工作电压由所述三极管V1的集电极(或漏极)提供；当输入电压为正值时，接入运算放大器的VDD端；当输入电压为负值时，接入运算放大器的VEE端。以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。图1为使用PNP三极管做电压调整的线性稳压电源的实施例。具体地，线性稳压电源包括运算放大器N1、三极管V1-V2、电阻R1-R7、电容C1-C5、基准电压源、输入电压端、输出电压端。三极管V1为PNP三极管；三极管V2为NPN三极管。电容C2一端接所述输入电压端，另一端接地；电阻R1一端接所述输入电压端，另一端接R3和C4的连接处；电容C4一端接电阻R1和R3的连接处，另一端接地；电阻R3一端接电阻R1和电容C4的连接处，另一端接三极管V1的基极；三极管V1的发射极接所述输入电压端、集电极接所述输出电压端、基极接三极管V2的集电极；电阻R8一端接三极管V2的发射极，另一端接地；电阻R7一端接三极管V2的发射极，另一端串联电容C5；电容C5一端与电阻R7串联、另一端接运算放大器的反向输入端；电阻R5一端接三极管V2的基极，另一端接所述运算放大器的输出端；所述运算放大器的正向输入端接所述基准电压源；所述运算放大器的VDD端接所述三极管V1的集电极；所述运算放大器的VEE端接地；电阻R6一端接所述运算放大器反向输入端，另一端接地；电阻R2和电容C3并联，一端接所述输出电压端，另一端接所述运算放大器的反向输入端；电容C1一端接所述输出电压端，另一端串联电阻R4；电阻R4一端与电容C1串联、另一端接地。在所述线性稳压电源电路中：输入电压端，输入电压为Vin；输出电压端，输出电压为Vout。运算放大器N1是控制器，三极管V1是调整管，用于调整输出电压；三极管V2是扩流管，用于改变三极管V1的基极工作点。电容C2和C1分别是输入电容和输出电容。R1、C4和R3组成启动电路，还可设定扩流管V2的直流工作点。所述电容C4是一个容值较大的电容，例如几十uF。它与R1配合可在加电之初形成充电效应，在一段时间内为三极管V1基极提供一个低电压，使整个电路能够正常启动。电阻R7、电阻R4、电容C3和电容C5是相位调整器件，可依据实际使用需求调整电路的纹波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性稳压电源，其特征在于，包括运算放大器、三极管V1‑V2、电阻R1‑R7、电容C1‑C5、基准电压源、输入电压端、输出电压端；三极管V1为晶体三极管；三极管V2为晶体三极管；电容C2一端接所述输入电压端，另一端接地；电阻R1一端接所述输入电压端，另一端接R3和C4的连接处；电容C4一端接电阻R1和R3的连接处，另一端接地；电阻R3一端接电阻R1和电容C4的连接处，另一端接三极管V1的基极；三极管V1的发射极接所述输入电压端、集电极接所述输出电压端、基极接三极管V2的集电极；电阻R8一端接三极管V2的发射极，另一端接地；电阻R7一端接三极管V2的发射极，另一端串联电容C5；电容C5一端与电阻R7串联、另一端接运算放大器的反向输入端；电阻R5一端接三极管V2的基极，另一端接所述运算放大器的输出端；所述运算放大器的正向输入端接所述基准电压源；所述运算放大器直流工作电压由所述三极管V1的集电极提供；电阻R6一端接所述运算放大器反向输入端，另一端接地；电阻R2和电容C3并联，一端接所述输出电压端，另一端接所述运算放大器的反向输入端；电容C1一端接所述输出电压端，另一端串联电阻R4；电阻R4一端与电容C1串联、另一端接地。...

【技术特征摘要】
1.一种线性稳压电源，其特征在于，包括运算放大器、三极管V1-V2、电阻R1-R7、电容C1-C5、基准电压源、输入电压端、输出电压端；三极管V1为晶体三极管；三极管V2为晶体三极管；电容C2一端接所述输入电压端，另一端接地；电阻R1一端接所述输入电压端，另一端接R3和C4的连接处；电容C4一端接电阻R1和R3的连接处，另一端接地；电阻R3一端接电阻R1和电容C4的连接处，另一端接三极管V1的基极；三极管V1的发射极接所述输入电压端、集电极接所述输出电压端、基极接三极管V2的集电极；电阻R8一端接三极管V2的发射极，另一端接地；电阻R7一端接三极管V2的发射极，另一端串联电容C5；电容C5一端与电阻R7串联、另一端接运算放大器的反向输入端；电阻R5一端接三极管V2的基极，另一端接所述运算放大器的输出端；所述运算放大器的正向输入端接所述基准电压源；所述运算放大器直流工作电压由所述三极管V1的集电极提供；电阻R6一端接所述运算放大器反向输入端，另一端接地；电阻R2和电容C3并联，一端接所述输出电压端，另一端接所述运算放大器的反向输入端；电容C1一端接所述输出电压端，另一端串联电阻R4；电阻R4一端与电容C1串联、另一端接地。2.如权利要求1所述线性稳压电源，其特征在于所述三极管V1为PNP三极管；所述三极管V2为NPN三极管；所述运算放大器的VDD端接所述三极管V1的集电极；所述运算放大器的VEE端接地。3.如权利要求1所述线性稳压电源，其特征在于，所述三极管V1为NPN三极管；所述三极管V2为PNP三极管；所述运算放大器的VEE端接所述三极管V1的集电极；所述运算放大器的VDD端接地。4.一种线性稳压电源，其特征在于，包括运算放大器、三极管V1-V2、电阻R1-R7、电容C1-C5、基准电压源、输入电压端、输出电压端；三极管V1为场效应管；三极管V2为晶体三极管；电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春景，杨同敏，丛东亮，徐娆美，么晓坤，高连山，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11