一种稳压电路与电子设备的制作方法

1.本技术涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种稳压电路与电子设备。


背景技术：

2.稳压电源(俗称稳压器)，是一种能自动调整输出电压的供电电路或供电设备，其作用是将波动较大和不符合机械、器械、仪器等设备要求的电源电压，稳定在它的设定值范围内，使各种电路或电气设备能在额定工作电压下正常工作。
3.目前，在稳压电源中，通常是采用低压差线性稳压器(low dropout regulator,ldo)或者稳压二极管以实现电源稳压。
4.然而，在一些应用场景中，比如环境的温度较高的应用场景中，该稳压电源输出的电压的稳定性较差。


技术实现要素：

5.本技术实施例旨在提供一种稳压电路与电子设备，本技术能够提高稳压电路所输出的电压的稳定性。
6.为实现上述目的，第一方面，本技术提供一种稳压电路，包括：
7.第一电源、第一开关支路、第二开关支路、第三开关支路、分压支路与电阻支路；
8.所述分压支路的第一端与负载、所述第一开关支路的第一端及所述第三开关支路的第一端连接，所述分压支路的第二端与所述第一开关支路的第二端连接，所述第一开关支路的第三端分别与所述第二开关支路的第一端及所述电阻支路的第一端连接，所述第二开关支路的第二端与所述第一电源连接，所述第二开关支路的第三端与所述第三开关支路的第二端连接，所述第三开关支路的第三端与输入电源连接；
9.所述分压支路的第一端用于作为电压输出端，以输出用于为所述负载供电的第一电压，且所述分压支路用于对所述第一电压进行分压，以获得第二电压；
10.所述第一开关支路用于在所述第二电压增大时，增大输入至所述电阻支路的第一电流，以增大所述电阻支路两端的第三电压，或在所述第二电压减小时，减小所述第一电流，以减小所述第三电压；
11.所述第二开关支路用于在所述第三电压增大时，增大输入至所述第三开关支路的第二电流，以增大所述第三开关支路两端的导通压降，使得所述第一电压减小，或用于在所述第三电压减小时，减小所述第二电流，以减小所述导通压降，使得所述第一电压增大。
12.在一种可选的方式中，所述第一开关支路包括第一开关管；
13.所述第一开关管的第一端与所述分压支路的第二端连接，所述第一开关管的第二端分别与所述第二开关支路的第一端及所述电阻支路的第一端连接，所述第一开关管的第三端分别与所述负载及所述第三开关支路的第一端连接。
14.在一种可选的方式中，所述第二开关支路包括第二开关管；
15.所述第二开关管的第一端与所述第一电源连接，所述第二开关管的第二端分别与
所述第一开关支路的第三端及所述电阻支路的第一端连接，所述第二开关管的第三端与所述第三开关支路的第二端连接。
16.在一种可选的方式中，所述稳压电路还包括控制支路，所述第二开关支路还包括第三开关管；
17.所述第三开关管的第一端与所述控制支路连接，所述第三开关管的第二端与所述第一电源连接，所述第三开关管的第三端与所述第二开关管的第一端连接。
18.在一种可选的方式中，所述第三开关支路包括第四开关管；
19.所述第四开关管的第一端与所述第二开关支路的第三端连接，所述第四开关管的第二端与所述输入电源连接，所述第四开关管的第三端分别与所述分压支路的第一端、所述负载及所述第一开关支路的第一端连接。
20.在一种可选的方式中，所述分压支路包括第一电阻与第二电阻；
21.所述第一电阻与所述第二电阻串联连接，所述第一电阻的非串联连接端与所述负载、所述第一开关支路的第一端及所述第三开关支路的第一端连接，所述第二电阻的非串联连接端接地，所述第一电阻与所述第二电阻之间的连接点与所述第二开关支路的第二端连接。
22.在一种可选的方式中，所述电阻支路包括第三电阻；
23.所述第三电阻的第一端分别与所述第一开关支路的第三端及所述第二开关支路的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地。
24.在一种可选的方式中，所述稳压电路还包括第一二极管；
25.所述第一二极管的阳极与所述输入电源连接，所述第一二极管的阴极与所述第三开关支路的第三端连接。
26.在一种可选的方式中，所述稳压电路还包括第一电容；
27.所述第一电容的第一端分别与所述负载、所述分压支路的第一端、所述第一开关支路的第一端及所述第三开关支路的第一端连接，所述第一电容的第二端接地。
28.第二方面，本技术提供一种电子设备，包括变压器以及如上所述的稳压电路；
29.所述变压器连接于交流电源与所述稳压电路之间，所述变压器用于根据所述交流电源为所述稳压电路提供所述输入电源。
30.本技术实施例的有益效果是：本技术提供的稳压电路，包括：第一电源、第一开关支路、第二开关支路、第三开关支路、分压支路与电阻支路。其中，分压支路的第一端用于作为电压输出端，以输出用于为负载供电的第一电压，且分压支路用于对第一电压进行分压，以获得第二电压。当第一电压增大时，第二电压增大，第一开关支路能够增大输入至电阻支路的第一电流，以增大电阻支路两端的第三电压，接着，第二开关支路增大输入至第三开关支路的第二电流，以增大第三开关支路两端的导通压降，使得第一电压减小。当第一电压减小时，第二电压减小，第一开关支路能够减小输入至电阻支路的第一电流，以减小电阻支路两端的第三电压，接着，第二开关支路减小输入至第三开关支路的第二电流，以减小第三开关支路两端的导通压降，使得第一电压增大。可见，本技术所提供的稳压电路即使处于环境的温度较高的应用场景中，也能够在第一电压增大时，调整第一电压减小，并在第一电压减小时，调整第一电压增大，以保持第一电压为较为稳定的值，即能够提高稳压电压所输出的电压的稳定性。
附图说明
31.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
32.图1为本技术实施例提供的稳压电路的结构示意图；
33.图2为本技术实施例提供的稳压电路的电路结构示意图；
34.图3为本技术实施例提供的电子设备的电路结构示意图。
具体实施方式
35.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
36.请参阅图1，图1为本技术实施例提供的稳压电路的结构示意图。如图1所示，该稳压电路100包括第一电源v1、第一开关支路10、第二开关支路20、第三开关支路30、分压支路40与电阻支路50。
37.其中，分压支路40的第一端与负载300、第一开关支路10的第一端及第三开关支路30的第一端连接，分压支路40的第二端与第一开关支路10的第二端连接，第一开关支路10的第三端分别与第二开关支路20的第一端及电阻支路50的第一端连接，第二开关支路20的第二端与第一电源v1连接，第二开关支路20的第三端与第三开关支路30的第二端连接，第三开关支路30的第三端与输入电源200连接。
38.具体地，分压支路40的第一端用于作为电压输出端，以输出用于为负载300供电的第一电压，且分压支路40用于对第一电压进行分压，以获得第二电压。第一开关支路10用于在第二电压增大时，增大输入至电阻支路50的第一电流，以增大电阻支路50两端的第三电压，或在第二电压减小时，减小第一电流，以减小第三电压。第二开关支路20用于在第三电压增大时，增大输入至第三开关支路30的第二电流，以增大第三开关支路30两端的导通压降，使得第一电压减小，或用于在第三电压减小时，减小第二电流，以减小导通压降，使得第一电压增大。
39.实际应用中，当第一电压增大时，分压支路40所输出的第二电压增大。此时，通过第一开关支路10使第一电流增大，以使电阻支路50两端的第三电压增大。继而，输入至第三开关支路30的第二电流增大，以使第三开关支路30两端的导通压降增大。而第三开关支路30两端的导通压降与第一电压的和为输入电源200的电压，在输入电源200不变时，第三开关支路30两端的导通压降增大，则第一电压减小。从而，实现在第一电压增大时，调整第一电压减小的过程，以使第一电压保持稳定。
40.当第一电压减小时，分压支路40所输出的第二电压减小。此时，通过第一开关支路10使第一电流减小，以使电阻支路50两端的第三电压减小。继而，输入至第三开关支路30的第二电流减小，以使第三开关支路30两端的导通压降减小。在输入电源200不变时，第三开关支路30两端的导通压降减小，则第一电压增大。从而，实现在第一电压减小时，调整第一电压增大的过程，以使第一电压保持稳定。
41.综上可知，当稳压电路200输出的第一电压出现波动时，稳压电路200能够根据第一电压出现的波动情况对第一电压进行调整，以使第一电压保持稳定。从而，即使该稳压电路100处于环境温度较高的应用场景中，也同样能够通过在第一电压增大时，调整第一电压减小，并在第一电压减小时，调整第一电压增大，以保持第一电压为较为稳定的值，即能够提高稳压电压所输出的电压的稳定性。
42.在一实施例中，如图2所示，分压支路40包括第一电阻r1与第二电阻r2。第一电阻r1与第二电阻r2串联连接，第一电阻r1的非串联连接端与负载300、第一开关支路10的第一端及第三开关支路30的第一端连接，第二电阻r2的非串联连接端接地gnd，第一电阻r1与第二电阻r2之间的连接点与第二开关支路20的第二端连接。其中，第一电阻r1的非串联连接端即为电压输出端vout，电压输出端vout上的电压即为第一电压。
43.具体地，第一电阻r1与第二电阻r2用于对第一电压进行分压。并且将第二电阻r2上的分压作为第一开关管q1的基极电压。
44.在一实施例中，第一开关支路10包括第一开关管q1。其中，第一开关管q1的第一端与分压支路40的第二端连接，第一开关管q1的第二端分别与第二开关支路20的第一端及电阻支路50的第一端连接，第一开关管q1的第三端分别与负载300及第三开关支路30的第一端连接。其中，第一开关管q1以npn型三极管为例。
45.需要说明的是，在本技术的实施例中，通过选择合适的第一电阻r1与第二电阻r2，能够使第一开关管q1的vc1＞vb1，及vb1＞ve1，以使第一开关管q1工作于放大区，其中，vc1为第一开关管q1的集电极电压，vb1为第一开关管q1的基极电压，ve1为第一开关管q1的发射极电压。此时，ic1＝β1
×
ib1(1)，ie1＝ic1+ib1(2)，其中，ic1为第一开关管q1的集电极电流，β1为第一开关管q1的放大系数，ib1为第一开关管q1的基极电流，ie1为第一开关管q1的发射极电流。
46.在一实施例中，第二开关支路20包括第二开关管q2。其中，第二开关管q2的第一端与第一电源v1连接，第二开关管q2的第二端分别与第一开关支路10的第三端及电阻支路50的第一端连接，第二开关管q2的第三端与第三开关支路30的第二端连接。其中，第二开关管q2以npn型三极管为例。
47.在一实施例中，稳压电路100还包括控制支路(图未示)，第二开关支路20还包括第三开关管q3。第三开关管q3的第一端与接口s1连接，其中，接口s1用于与控制支路连接，第三开关管q3的第二端与第一电源v1连接，第三开关管q3的第三端与第二开关管q2的第一端连接。其中，第三开关管q3以pmos管为例。
48.在此实施例中，第三开关管q3用于建立或断开第一电源v1与第二开关管q2的基极之间的连接。
49.通过由第一电源v1为第二开关管q2的第一端提供控制电压，可以使得第二开关管q2的第一端得到的控制电压更稳定，第二开关管q2的导通控制更精确和更稳定。
50.具体地，当该稳压电压100处于工作状态时，则控制支路应输出第一控制信号，并通过接口s1输入至第三开关管q3的第一端，以控制第三开关管q3导通，从而第二开关管q2接入第一电源v1。
51.当该稳压电路100未处于工作状态时，控制支路输出第二控制信号，并通过接口s1输入至第三开关管q3的栅极，以控制第三开关管q3关断，从而第二开关管q2与第一电源v1
之间的连接断开，从而，第二开关管q2关断。通过在第一电源v1与第二开关管q2的第一端之间设置第三开关管q3，由控制支路根据稳压电压100的工作状态控制第三开关管q3是否导通，进而控制第二开关管q2是否导通，从而可以根据稳压电路100工作状态需求，控制第二开关管q2工作与否，以使得在稳压电路100未处于工作状态，控制第二开关管q2关断，能够降低稳压电路100的能量损耗。
52.在一实施例中，第三开关支路30包括第四开关管q4。第四开关管q4的第一端与第二开关支路20的第三端连接，第四开关管q4的第二端与通过接口1l与输入电源200的第一端连接，输入电源的第二端通过接口1n接地，第四开关管q4的第三端分别与分压支路40的第一端、负载300及第一开关支路10的第一端连接。其中，第四开关管q4以pnp型三极管为例，且负载300以包括电容c1为例。
53.在此实施例中，通过使第四开关管q4的发射极电压ve4大于其基极电压vb4，且第四开关管q4的基极电压vb4大于其集电极电压vc4，可使第四开关管q4工作于放大区。则第四开关管q4的导通压降，即第四开关管q4的发射极与集电极之间的电压由第四开关管q4的基极电流控制。当第四开关管q4的基极电流增大时，第四开关管q4的导通压降增大，反之，当第四开关管q4的基极电流减小时，第四开关管q4的导通压降减小。
54.在一实施例中，电阻支路50包括第三电阻r3。其中，第三电阻r3的第一端分别与第一开关支路10的第三端及第二开关支路20的第一端连接，第三电阻r3的第二端接地gnd。
55.在一实施例中，稳压电路100还包括第一二极管d1。其中，第一二极管d1的阳极通过接口1l与输入电源200的第一端连接，第一二极管的阴极d1与第三开关支路30的第三端连接。
56.在此实施例中，第一二极管d1具有单向导电性，以防止第一二极管d1的阴极所接入的电路中的电压波动时，对输入电源200造成影响，而导致输入电源200损坏。
57.需要说明的是，在本技术的实施例中，各开关管可以选用三极管、mos管或igbt开关管等开关器件。并且，各开关管可以相同也可以不同。
58.具体地，以第一开关管q1为例。若第一开关管q1选用三极管，则三极管的基极为第一开关管q1的第一端，三极管的发射极为第一开关管q1的第二端，三极管的集电极为开关管q1的第三端。若第一开关管q1选用mos管，则mos管的栅极为第一开关管q1的第一端，mos管的源极为第一开关管q1的第二端，mos管的漏极为第一开关管q1的第三端。若第一开关管q1选用igbt开关管，则igbt开关管的门极为第一开关管q1的第一端，igbt开关管的发射极为第一开关管q1第二端，igbt开关管的集电极为第一开关管q1的第三端。
59.在一实施例中，稳压电路100还包括第一电容c1，第一电容c1的第一端分别与所述负载300、分压支路40的第一端、第一开关支路10的第一端及第三开关支路30的第一端连接，第一电容c1的第二端接地。第一电容c1用于滤除电压输出端vout输出的第一电压的纹波干扰。
60.为了更好的理解本技术，以图2所示的电路结构为例说明其工作原理。
61.当电压输出端vout上的第一电压由于负载减小等原因增大时，第二电阻r2上的分压也增大，即第一开关管q1的基极电压增大。第一开关管q1的基极电流ib1同步增大，由公式(1)与公式(2)可得第一开关管q1的发射极电流ie1(即第一电流)增大。则流过第三电阻r3上的第一电流增大，第三电阻r3两端的第三电压vr3增大。同时，第三电压vr3也为第二开
关管q2的集电极电压vc2与第二开关管q2的发射极与集电极之间的电压vce2的差，即vr3＝vc2－vce2(3)。
62.继而，由于第二开关管q2的基极电压保持为第一电源v1的电压，则第二开关管q2的发射极与集电极之间的电压vce2保持不变。在第三电压vr3增大，且电压vce2不变时，vc2也增大。电压vce2也为第四开关管q4的基极电压vb4，即vb4＝vce2(4)。第四开关管q4的基极电压vb4同步增大，第四开关管q4的基极电流ib4也增大。从而，当第四开关管q4工作于放大区时，若第四开关管q4的基极电流增大，则会导致第四开关管q4的发射极与集电极之间的电压vce4(即第四开关管q4的导通压降)增大。又由于电压vce4与第一电压之和为输入电源200的电压，在输入电源200保持不变时，电压vce4增大，则第一电压减小。
63.进而，分压支路40再次将调整后的第一电压进行分压，以生成新的第二电压，并按照上述方式继续进行调整，直至输出电压端vout上的第一电压保持稳定。
64.反之，当电压输出端vout上的第一电压由于负载减小等原因减小时，第二电阻r2上的分压减小，即第一开关管q1的基极电压减小。第一开关管q1的基极电流ib1同步减小，由公式(1)与公式(2)可得第一开关管q1的发射极电流ie1(即第一电流)减小。则流过第三电阻r3上的第一电流减小，第三电阻r3两端的第三电压vr3减小。
65.继而，由于第二开关管q2的基极电压保持为第一电源v1的电压，则第二开关管q2的发射极与集电极之间的电压vce2保持不变。由公式(3)可得，在第三电压vr3减小，且电压vce2不变时，vc2也减小。由公式(4)可得，第四开关管q4的基极电压vb4同步减小，第四开关管q4的基极电流ib4也减小。从而，当第四开关管q4工作于放大区时，若第四开关管q4的基极电流减小，则会导致第四开关管q4的导通压降减小。又由于电压vce4与第一电压之和为输入电源200的电压，在输入电源200保持不变时，电压vce4减小，则第一电压增大。
66.进而，分压支路40再次将调整后的第一电压进行分压，以生成新的第二电压，并按照上述方式继续进行调整，直至输出电压端vout上的第一电压保持稳定。
67.综上，通过上述方式，在第一电压增大时，可调整第一电压减小，并在第一电压减小时，可调整第一电压增大，以使第一电压始终保持为一稳定的电压值，从而提高了稳压电路100所输出的电压的稳定性。
68.同时，即使该稳压电路100所处的环境的温度发生变化，也能够通过对第一电压的调整过程，保证第一电压的稳定性。
69.本技术实施例还提供一种电子设备，如图3所示，该电子设备包括变压器t1与如上述任一实施例中的稳压电路100。其中，变压器t1连接于交流电源(图未示)与稳压电路100之间，即交流电源的火线通过接口acl与变压器t1的第一输入端连接，交流电源的零线通过接口acn与变压器t1的第二输入端连接，变压器t1的第一输出端与第一二极管d1的阳极连接，变压器t1的第二输出端接地gnd。其中，变压器t1的第一输出端对应上述实施例中的输入电源的第一端，变压器t1的第二输出端对应上述实施例中的输入电源的第二端。
70.具体地，变压器t1用于根据交流电源为稳压电路100提供输入电源。
71.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；在本技术的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本技术的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人
员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种稳压电路，其特征在于，包括：第一电源、第一开关支路、第二开关支路、第三开关支路、分压支路与电阻支路；所述分压支路的第一端与负载、所述第一开关支路的第一端及所述第三开关支路的第一端连接，所述分压支路的第二端与所述第一开关支路的第二端连接，所述第一开关支路的第三端分别与所述第二开关支路的第一端及所述电阻支路的第一端连接，所述第二开关支路的第二端与所述第一电源连接，所述第二开关支路的第三端与所述第三开关支路的第二端连接，所述第三开关支路的第三端与输入电源连接；所述分压支路的第一端用于作为电压输出端，以输出用于为所述负载供电的第一电压，且所述分压支路用于对所述第一电压进行分压，以获得第二电压；所述第一开关支路用于在所述第二电压增大时，增大输入至所述电阻支路的第一电流，以增大所述电阻支路两端的第三电压，或在所述第二电压减小时，减小所述第一电流，以减小所述第三电压；所述第二开关支路用于在所述第三电压增大时，增大输入至所述第三开关支路的第二电流，以增大所述第三开关支路两端的导通压降，使得所述第一电压减小，或用于在所述第三电压减小时，减小所述第二电流，以减小所述导通压降，使得所述第一电压增大。2.根据权利要求1所述的稳压电路，其特征在于，所述第一开关支路包括第一开关管；所述第一开关管的第一端与所述分压支路的第二端连接，所述第一开关管的第二端分别与所述第二开关支路的第一端及所述电阻支路的第一端连接，所述第一开关管的第三端分别与所述负载及所述第三开关支路的第一端连接。3.根据权利要求1所述的稳压电路，其特征在于，所述第二开关支路包括第二开关管；所述第二开关管的第一端与所述第一电源连接，所述第二开关管的第二端分别与所述第一开关支路的第三端及所述电阻支路的第一端连接，所述第二开关管的第三端与所述第三开关支路的第二端连接。4.根据权利要求3所述的稳压电路，其特征在于，所述稳压电路还包括控制支路，所述第二开关支路还包括第三开关管；所述第三开关管的第一端与所述控制支路连接，所述第三开关管的第二端与所述第一电源连接，所述第三开关管的第三端与所述第二开关管的第一端连接。5.根据权利要求1所述的稳压电路，其特征在于，所述第三开关支路包括第四开关管；所述第四开关管的第一端与所述第二开关支路的第三端连接，所述第四开关管的第二端与所述输入电源连接，所述第四开关管的第三端分别与所述分压支路的第一端、所述负载及所述第一开关支路的第一端连接。6.根据权利要求1所述的稳压电路，其特征在于，所述分压支路包括第一电阻与第二电阻；所述第一电阻与所述第二电阻串联连接，所述第一电阻的非串联连接端与所述负载、所述第一开关支路的第一端及所述第三开关支路的第一端连接，所述第二电阻的非串联连接端接地，所述第一电阻与所述第二电阻之间的连接点与所述第一 开关支路的第二端连
接。7.根据权利要求1所述的稳压电路，其特征在于，所述电阻支路包括第三电阻；所述第三电阻的第一端分别与所述第一开关支路的第三端及所述第二开关支路的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地。8.根据权利要求1-7任意一项所述的稳压电路，其特征在于，所述稳压电路还包括第一二极管；所述第一二极管的阳极与所述输入电源连接，所述第一二极管的阴极与所述第三开关支路的第三端连接。9.根据权利要求1-7任意一项所述的稳压电路，其特征在于，所述稳压电路还包括第一电容；所述第一电容的第一端分别与所述负载、所述分压支路的第一端、所述第一开关支路的第一端及所述第三开关支路的第一端连接，所述第一电容的第二端接地。10.一种电子设备，其特征在于，包括变压器以及如权利要求1-9任意一项所述的稳压电路；所述变压器连接于交流电源与所述稳压电路之间，所述变压器用于根据所述交流电源为所述稳压电路提供所述输入电源。

技术总结
本申请公开了一种稳压电路与电子设备，稳压电路包括第一电源、第一开关支路、第二开关支路、第三开关支路、分压支路与电阻支路。其中，分压支路的第一端用于输出为负载供电的第一电压，且分压支路用于对第一电压进行分压，以获得第二电压。第一开关支路用于在第二电压增大时，增大输入至电阻支路的第一电流，以增大电阻支路两端的第三电压，或在第二电压减小时，减小第一电流，以减小第三电压。第二开关支路用于在第三电压增大时，增大输入至第三开关支路的第二电流，以增大第三开关支路两端的导通压降，或用于在第三电压减小时，减小第二电流，以减小导通压降。通过上述方式，能够提高稳压电路所输出的电压的稳定性。压电路所输出的电压的稳定性。压电路所输出的电压的稳定性。


技术研发人员：ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：深圳和而泰小家电智能科技有限公司
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2022/5/25