一种带钳位功能的多级降压稳压电路制造技术

一种带钳位功能的多级降压稳压电路，包括输入电路、钳位电路、直流降压稳压电路和线性稳压电路，输入电路用于提供钳位电路和直流降压稳压电路的输入电压，钳位电路用于保证当输入电压低于低压阈值VINL时输出电压VOUT无电压输出，直流降压稳压电路给线性稳压电路提供输入电压；线性稳压电路用于输出稳定的VOUT电压。本实用新型专利技术利用钳位电路确保当输入电压高于低压阈值VINL时，经直流降压稳压电路和线性稳压电路降压稳压后输出电压VOUT才有电压输出，有效的保证了输出电压VOUT可以较为准确的输出所需的额定电压值，避免了因输入电压过低造成单片机程序运行错误，确保了单片机始终运行在正确状态。

A Multistage Voltage Reduction Voltage Regulating Circuit with Clamping Function

【技术实现步骤摘要】
一种带钳位功能的多级降压稳压电路
本技术属于电子电路
，涉及单片机电压的稳压，为一种带钳位功能的多级降压稳压电路。
技术介绍
随着电子技术特别是集成电路的发展，单片机的应用日益广泛，特别是广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。随着国家节能减排政策的不断推进，太阳能供电也逐渐成为应用较为普遍的供电方式。但太阳能板端电压是随着光照强度从零升至最大开路电压，当太阳能板端电压较低时，该电压经过降压稳压电路后再给单片机供电，有时该电压会低于单片机的额定电压VCC，从而导致单片机内部程序运行紊乱以及外部采样电压差异，导致产品不能工作在正常状态。面对这一现状，需要有对应的设计来保证单片机的正常工作。
技术实现思路
本技术要解决的问题是：需要设计一种稳压电路，确保提供给单片机的电压为单片机的额定电压，确保单片机工作在正常状态。本技术的技术方案为：一种带钳位功能的多级降压稳压电路，包括输入电路、钳位电路、直流降压稳压电路和线性稳压电路，外部输入电压VIN通过输入电路输入钳位电路和直流降压稳压电路，线性稳压电路的输出为输出电压VOUT，钳位电路用于对线性稳压电路的输出进行钳位，当输入电压VIN低于低压阈值VINL时输出电压VOUT无电压输出，直流降压稳压电路用于向线性稳压电路提供稳压输入；线性稳压电路用于输出稳定的VOUT电压。进一步的，所述输入电路包括二极管D1，二极管D1的阳极连接外部输入电压VIN，阴极的输出为输入电路的输出。作为优先方式，所述钳位电路包括三极管Q1、电阻R1、电阻R2和稳压管D2，所述直流降压稳压电路包括电阻R3、三极管Q2、稳压管D3、电容C1和电容C2；输入电路的输出连接至所述三级管Q1的发射极、电阻R1的一端以及三级管Q2的集电极，三极管Q1的基极与所述电阻R1的另一端相连，并连接至电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接至所述稳压管D2的阴极，所述稳压管D2的阳极接地，所述三极管Q1的集电极连接至电阻R3的一端，电阻R3另一端连接至三极管Q2的基极和稳压管D3的阴极，稳压管D3阳极接地；所述三极管Q2的发射极作为输出连接至线性稳压电路(4)，三极管Q2的发射极还通过所述电容C1和电容C2接地。进一步的，所述低压阈值VINL等于所述二极管D1正向导通压降、三极管Q1发射极与基极导通压差与稳压管D2的稳压值之和。所述三极管Q1为PNP型三极管，三极管Q2为NPN型三极管。作为另一种优选方式，钳位电路包括MOS管M1、电阻R1和稳压管D2，直流降压稳压电路包括电阻R3、三极管Q2、稳压管D3、电容C1和电容C2；输入电路的输出连接至MOS管M1的源级，电阻R1串接在MOS管M1的源极和栅极之间，MOS管M1的栅极连接稳压管D2的阴极，稳压管D2的阳极接地；MOS管M1的漏极连接至三极管Q2的集电极，电阻R3串接在三极管Q2的集电极和基极之间，三极管Q2的基极连接稳压管D3的阴极，稳压管D3阳极接地，三极管Q2的发射极作为输出连接至线性稳压电路，三极管Q2的发射极还通过电容C1和电容C2接地。作为优选方式，所述线性稳压电路包括线性稳压芯片U1、电容C3和电容C4；直流降压稳压电路的输出连接至线性稳压芯片U1的VDD和EN端，所述线性稳压芯片U1的OUT端连接至电容C3、电容C4的一端，并作为输出电压VOUT；所述线性稳压芯片U1的GND端、电容C3、电容C4接地；所述线性稳压芯片U1的ADJ端悬空。本技术利用钳位电路的钳位功能，确保了当输入电压VIN低于低压阈值VINL时，输出电压VOUT无电压值输出，输出电压VOUT用于向单片机供电，进而确保了单片机正常工作在额度电压值下。本技术电路中，二极管D1的单向导电性确保了当输入电压VIN反接时，钳位电路和直流降压稳压电路无电压输入，防止了因输入电压反接导致该降压稳压电路损坏。当输入电压VIN正接时，输入电路为钳位电路和直流降压稳压电路提供了输入电压。本技术的钳位电路、直流降压稳压电路配合工作，当输入电压VIN小于低压阈值VINL时，切断直流降压稳压电路以及线性稳压电路的回路，实现钳位。钳位电路可以有多种实现方式，以上述三极管Q1的方案为例，输入电压VIN小于低压阈值VINL，即二极管D1正向导通压降、三极管Q1发射极与基极导通压差以及稳压管D2的稳压值之和时，输入电压VIN端-二极管D1-三极管Q1发射极-三极管Q1基极-电阻R2-稳压管D2-GND这条回路不会导通，此时三极管Q1基极无电流流过，从而三极管Q1集电极也没有电流流过，输入电压VIN端-二极管D1-三极管Q1发射极-三极管Q1集电极-电阻R3-三极管Q2基极-三极管Q2发射极-线性稳压芯片U1的VDD端-GND这条回路也不会导通。因此线性稳压芯片U1的VDD端无输入电压，则线性稳压芯片U1的OUT端也没有输出电压，因此此时输出电压VOUT端无电压，保证了当输入电压VIN低于低压阈值VINL时，输出电压VOUT无电压输出。而当输入电压VIN大于低压阈值VINL时，输入电压VIN端-二极管D1-三极管Q1发射极-三极管Q1基极-电阻R2-稳压管D2-GND这条回路导通，三极管Q1基极有电流流过，从而三极管Q1集电极也有电流流过，输入电压VIN端-二极管D1-三极管Q1发射极-三极管Q1集电极-电阻R3-三极管Q2基极-三极管Q2发射极-线性稳压芯片U1的VDD端-GND这条回路导通，线性稳压芯片U1的VDD端有输入电压，则线性稳压芯片U1的OUT端有输出电压，即输出电压VOUT端输出供单片机正常工作的额定电压。本技术具有的有益效果：本技术考虑到太阳能板经降压稳压电路给单片机供电时，会出现因太阳能板端电压过低导致经降压稳压电路后的输出电压达不到单片机正常工作的额定电压，从而导致单片机程序运行异常的情况。本技术提供了一种带钳位功能的多级降压稳压电路，保证了在任何情况下，单片机工作只会工作在额定电压下。附图说明图1为实施例1中一种带钳位功能的多级降压稳压电路的电路示意图。图2为实施例2中一种带钳位功能的多级降压稳压电路的电路示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本方法的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本方法，但不用来限制本方法的范围。实施例1本技术带钳位功能的多级降压稳压电路的电路构如图1所示，包括输入电路1、钳位电路2、直流降压稳压电路3和线性稳压电路4。输入电路1包括二极管D1，钳位电路2包括三极管Q1、电阻R1、电阻R2和稳压管D2，直流降压稳压电路3包括电阻R3、三极管Q2、稳压管D3、电容C1和电容C2，线性稳压电路4包括线性稳压芯片U1、电容C3和电容C4。所述多级降压稳压电路为两级，第一级为直流降压稳压电路3，第二级为线性稳压电路4。具体电路结构为：输入电路1的二极管D1的阳极连接至外部输入电压VIN的正极，二极管D1的阴极连接至钳位电路2中三级管Q1的发射极、电阻R1的一端和直流降压稳压电路3中三级管Q2的集电极。二极管D1用来防止外部电源反接对电路的损坏。钳位电路2的三极管Q1的基极与电阻R1的另一端相连，并连接至电阻R2的一端；三极管Q1的集电极连接至直流降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带钳位功能的多级降压稳压电路，其特征是包括输入电路（1）、钳位电路（2）、直流降压稳压电路（3）和线性稳压电路（4），外部输入电压VIN通过输入电路（1）输入钳位电路（2）和直流降压稳压电路（3），线性稳压电路（4）的输出为输出电压VOUT，钳位电路（2）通过控制输入电路（1）至直流降压稳压电路（3）的回路通断，对线性稳压电路（4）的输出进行钳位，当输入电压VIN低于低压阈值VINL时输出电压VOUT无电压输出，直流降压稳压电路（3）用于向线性稳压电路（4）提供稳压输入；线性稳压电路（4）用于输出稳压输出VOUT电压。

【技术特征摘要】
1.一种带钳位功能的多级降压稳压电路，其特征是包括输入电路（1）、钳位电路（2）、直流降压稳压电路（3）和线性稳压电路（4），外部输入电压VIN通过输入电路（1）输入钳位电路（2）和直流降压稳压电路（3），线性稳压电路（4）的输出为输出电压VOUT，钳位电路（2）通过控制输入电路（1）至直流降压稳压电路（3）的回路通断，对线性稳压电路（4）的输出进行钳位，当输入电压VIN低于低压阈值VINL时输出电压VOUT无电压输出，直流降压稳压电路（3）用于向线性稳压电路（4）提供稳压输入；线性稳压电路（4）用于输出稳压输出VOUT电压。2.根据权利要求1所述的一种带钳位功能的多级降压稳压电路，其特征是所述输入电路（1）包括二极管D1，二极管D1的阳极连接外部输入电压VIN，阴极的输出为输入电路（1）的输出。3.根据权利要求1所述的一种带钳位功能的多级降压稳压电路，其特征是所述钳位电路（2）包括三极管Q1、电阻R1、电阻R2和稳压管D2，所述直流降压稳压电路（3）包括电阻R3、三极管Q2、稳压管D3、电容C1和电容C2；输入电路（1）的输出连接至所述三极管Q1的发射极、电阻R1的一端以及三极管Q2的集电极，三极管Q1的基极与所述电阻R1的另一端相连，并连接至电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接至所述稳压管D2的阴极，所述稳压管D2的阳极接地，所述三极管Q1的集电极连接至电阻R3的一端，电阻R3另一端连接至三极管Q2的基极和稳压管D3的阴极，稳压管D3阳极接地；所述三极管Q2的发射极作为输出连接至线性稳压电路（4），三极管Q2的发射极还通过所述电容C1和电容C2接地。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏飞，严耀明，闻亚，周进，王飞，
申请(专利权)人：南京普天大唐信息电子有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32