包含低成本稳压电路的USB设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种包含低成本稳压电路的USB设备，所述USB设备中包含通用集成运放LM324或LM358、负载电压调整管（PNP三极管或P沟道MOS管），集成运放的一个单元作为电压调整运放单元，电压调整运放单元的输出通过上拉电阻网络上拉到USB设备的输入电压、并接到负载电压调整管的控制极，既可改变基准电压、也可以改变反馈电阻的阻值比来调节输出电压稳压值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
包含低成本稳压电路的USB设备


[0001]本技术属于微电子电路领域，具体涉及一种低成本的稳压电路，特别适合用于USB设备。

技术介绍

[0002]USB设备，在日常生产、生活中，应用越来越广泛。USB接口提供5V电源电压，通常需要降压电路，降为更低的电压比如3.3V、3V、1.8V，供给USB设备中的芯片，如MCU(微控制器)等。由于5V到3.3V的压差并不大，一般需要使用LDO（Low Drop Regulator）低压差稳压芯片进行降压。
[0003]在一些要求低成本、大电流的USB设备中，采用LDO稳压芯片无法同时满足价格、性能的要求。
[0004]在一些USB设备中，需要对LDO的输出电压进行调节。可调节的LDO稳压芯片，价格会更高。
[0005]在一些USB设备中，还需要LDO的输出在短路等负载异常情况时，也不会输出过大的电流，导致设备损坏。
[0006]在一些USB设备中，稳压输出电压需要输出给外部电路使用，需要对输出负载电流进行测量。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于实现一种低成本、大电流、易于调节输出电压的LDO电路，并给出负载电流的检测的电路方案。
[0008]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0009]一种将USB输入电压降压后使用的USB设备，所述USB设备中包含LM324类通用集成运放芯片，所述USB设备中包含负载电压调整管，所述负载电压调整管为PNP三极管或P沟道MOS管，所述负载电压调整管包含控制极、输入极、输出极，所述USB设备中包含上拉电阻网络，所述LM324类通用集成运放芯片的一个单元作为电压调整运放单元，电压调整运放单元的输出脚通过所述上拉电阻网络上拉到USB设备的输入电压、并接到所述负载电压调整管的控制极，所述上拉电阻网络包含一个上拉电阻、或所述上拉电阻网络包含一个上拉电阻和一个限流电阻、或所述上拉电阻网络包含两个上拉电阻和一个限流电阻。
[0010]进一步的，所述负载电压调整管的输入极接USB设备的输入电压，所述负载电压调整管的输出极输出电压供负载使用，输出极可接一个输出滤波电容。
[0011]进一步的，所述负载电压调整管的输入极接USB设备的输入电压，所述负载电压调整管的输出极接一个电流取样电阻，再输出电压供负载使用，使用LM324类通用集成运放芯片的一个单元作为电流检测运放单元，所述电流取样电阻的两端电压，分别经分压电阻降低后接入电流检测运放单元的同相、反相输入脚，所述分压电阻的另外一端，接一个偏压电压节点，而不是接地，所述电流检测运放单元的输出脚通过反馈电阻接到反相输入脚，所述
电流检测运放单元的输出脚作为负载电流的测量值。
[0012]进一步的，所述负载电压调整管的输入极通过一个电流取样电阻接USB设备的输入电压，所述负载电压调整管的输出极输出电压供负载使用，使用LM324类通用集成运放芯片的一个单元作为电流检测运放单元，所述电流取样电阻的两端电压，分别经分压电阻降低后接入电流检测运放单元的同相、反相输入脚，所述分压电阻的另外一端，直接接地，电流检测运放单元的输出脚通过反馈电阻接到反相输入脚，所述电流检测运放单元的输出脚作为负载电流的测量值；
[0013]进一步的，所述电流取样电阻接在所述负载电压调整管的输入极时，所述分压电阻的另外一端，接一个偏压电压节点，而不是接地；
[0014]进一步的，所述电流检测运放单元的反馈电阻并联一个滤波电容。
[0015]与现有技术相比，本技术实施例具有以下有益效果：
[0016]1、采用最便宜、最常用、易于采购的通用运放LM324(4个运放单元)或LM358(2个运放单元)，通过附加上拉电阻，配合PNP三极管或PMOS管，实现低压差稳压输出，比采用LDO芯片更便宜，特别是需要多路稳压输出、大电流输出的场合；通用运放LM324/LM358耐受的电压达到20~30V，相比大多数LDO芯片的7V以下耐压，具有更高的可靠性。
[0017]2、方便调节输出电压，既可以控制基准电压，也可以像一般的可调LDO一样，控制反馈端分压电阻的阻值比。
[0018]3、通过分压电阻使输入电压降低，满足通用运放LM324/LM358的输入电压范围，实现电流检测；同时提供了便于分压电阻阻值匹配、集成运放失调电压进行校准的电路结构。
[0019]4、实施例3把电流取样电阻放置在USB输入电压端，大大减少共模电压的变动对负载电流检测的影响，从而降低分压电阻阻值匹配精度的要求，减低成本。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0021]图1为实施例1包含低成本稳压电路的USB设备的结构示意图；
[0022]图2为实施例2电流取样电阻接在输出极的电流检测电路的结构示意图；
[0023]图3为实施例3电流检测电阻接在输入极的电流检测电路的结构示意图；
[0024]图4为电路仿真软件Tina对实施例1的仿真结果，与实际电路结果不符；
[0025]图5为LM324/LM358的内部原理示意图，供理解上述实施例时参考。
具体实施方式
[0026]为使得本技术的技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本技术中的实施例，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它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0027]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。
[0028]实施例1
[0029]请参阅图1所示，本实施例提供了将USB输入电压降压后使用的USB设备190；
[0030]通用运放LM324(含4个运放单元)或LM358(含2个运放单元)，是市场上最常用、最便宜、最易采购的一类集成运放芯片，具有3~32V左右的电源电压范围，300uA左右一个单元的电源电流，可以称为 LM324类通用集成运放芯片，或简称LM324，实际上有许多其他的型号比如LM124、LM224、LM2904、LM2902等，或有的厂家叫KA358、KA324、KM358、EG358、XL358、HT358等，型号虽然不同，但都属于这类芯片，可以提供一个单元作为本实施例中的运放单元101，图5可以看到这类芯片厂家提供的内部原理示意图，虽然各个芯片厂家、不同版本有细微差异，但是输入、输出结构原理都是一致的。
[0031]但LM324有2个限制：1、输出电压范围达不到0~电源电压的满摆幅，低电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包含低成本稳压电路的USB设备，其特征在于，所述USB设备中包含LM324类通用集成运放芯片，所述USB设备中包含负载电压调整管，所述负载电压调整管为PNP三极管或P沟道MOS管，所述负载电压调整管包含控制极、输入极、输出极，所述USB设备中包含上拉电阻网络，所述LM324类通用集成运放芯片的一个单元作为电压调整运放单元，电压调整运放单元的输出脚通过所述上拉电阻网络上拉到USB设备的输入电压、并接到所述负载电压调整管的控制极，所述上拉电阻网络包含一个上拉电阻、或所述上拉电阻网络包含一个上拉电阻和一个限流电阻、或所述上拉电阻网络包含两个上拉电阻和一个限流电阻。2.根据权利要求1所述的一种包含低成本稳压电路的USB设备，其特征在于，所述负载电压调整管的输入极接USB设备的输入电压，所述负载电压调整管的输出极输出电压供负载使用。3.根据权利要求1所述的一种包含低成本稳压电路的USB设备，其特征在于，所述负载电压调整管的输入极接USB设备的输入电压，所述负载电压调整管的输出极接一个电流取样电阻，再输出电压供负载使用，使用LM324类通用集成运放芯片的一个单元作为电流检测运放单元，所述电流取样电阻的两端电压，分别经分压电阻降低后接入电流检测运放单元的同相、反相输入脚，所述分压电阻的另外一端，接一个偏压电压节点，所述电流检测运放单元的输出脚通过一个反馈电阻接到所述电流检测运放单元的反相输入脚,所述电流检...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭增金，
申请(专利权)人：彭增金，
类型：新型
国别省市：