一种超低温下工作的低压差低功耗稳压器的制作方法

1.本实用新型涉及稳压器技术领域，具体是一种超低温下工作的低压差低功耗稳压器。


背景技术：

2.线性降压型稳压器广泛用于各种电子设备提供设备的各种低压工作电压，常用的线性降压型稳压器采用三端结构，有78xx系类、78lxx系类、ht10xx系类等。
3.78xx系类能提供1.5a输出电流，最大输入电压为20v～39v，工作温度为0c
°
～150c
°
，输入和输出之间压差为1v～2v较大；78lxx系类能提供0.1a输出电流，最大输入电压为20v～39v，工作温度为
‑
40c
°
～125c
°
，输入和输出之间压差为1v～2v较大；ht10xx系类具有低功耗、低压差特点，但只能提供30ma的输出电流，且输入电压最大值只有12v，工作温度为
‑
40c
°
～125c
°
。这类三端稳压器集成电路存在如下问题：
4.1、除了特殊型号的集成电路能工作在
‑
40c
°
～125c
°
，其他只能工作在0c
°
以上，无法工作在
‑
50c
°
的超低温状态；
5.2、过流保护电路采用在输出端串联小阻值的电阻检测电流，一旦电流超过设定值则通过反馈限制输出电流，这种方法有滞后效应保护速度较慢，且电阻上有压降影响低压差特性；
6.3、ht10xx系类虽然具有低功耗、低压差特点，但只能提供30ma的输出电流，且输入电压最大值只有12v；
7.4、内部先提供基准电压后根据这个基准电压进行稳压，而形成基准电压时必须提供电流，导致电路复杂成本上升。
8.针对上述问题，现在设计一种超低温下工作的低压差低功耗稳压器。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于提供一种超低温下工作的低压差低功耗稳压器，以解决上述背景技术中提出的问题。
10.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
11.一种超低温下工作的低压差低功耗稳压器，包括电阻r1、电容c1、场效应管q2、场效应管q3、三极管q1和三极管q4，所述电容c1的一端连接电阻r1、三极管q1的发射极和输入电压ui，电阻r1的另一端连接三极管q4的集电极、场效应管q2的栅极和场效应管q3的漏极，三极管q1的基极连接场效应管q2的漏极，场效应管q2的源极连接电阻r3和三极管q4的基极，三极管q4的发射极连接电容c1的另一端、电阻r3的另一端、场效应管q3的源极、可变电阻r2的一个固定端、电容c2和接地端，场效应管q3的栅极连接电阻r2的滑动端，三极管q1的集电极连接输出电压uo可变电阻r2的另一个固定端和电容c2的另一端。
12.作为本实用新型再进一步的方案：电阻r1、电阻r2、场效应管q2和场效应管q3组成误差电压与电流放大器。
13.作为本实用新型再进一步的方案：所述电阻r3和场效应管q4组成比例电流检测及控制器。
14.作为本实用新型再进一步的方案：三极管q1组成输出电压与电流调节器。
15.作为本实用新型再进一步的方案：所述场效应管q2的型号为bs170。
16.作为本实用新型再进一步的方案：所述场效应管q3的型号为bs170。
17.作为本实用新型再进一步的方案：所述三极管q1的型号为tip42。
18.作为本实用新型再进一步的方案：所述三极管q4的型号为8050。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种输入电压为3v～40v时，改变一个电阻值可输出2v～40v的电压，静态工作电流小于60ua，可工作在
‑
50c
°
超低温的具有低功耗低压差特性的稳压器，同时电路简单、通用性强，可扩宽使用范围，也可应用在集成电路工艺中，可大大提高企业的经济效益。
附图说明
20.图1为一种超低温下工作的低压差低功耗稳压器的电路结构示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
22.请参阅图1，本实用新型实施例中，一种超低温下工作的低压差低功耗稳压器，包括输出电压与电流调节器，误差电压与电流放大器，比例电流检测及控制器，所述输出电压与电流调节器，由三极管q1组成，根据三极管q1基极电流输入的比例按三极管的电流放大倍数放大后在集电极端输出电流，同时调节输出电压；
23.所述误差电压与电流放大器，由电阻r2、电阻r1、场效应管q3、场效应管q2组成，输出电压uo经过可变电阻r2分压后提供给bs170场效应管q3，当分压值超过场效应管q3门槛电压时(bs170的门槛电压为2v)，场效应管q3的漏极中输出与误差电压成比例的电流，这个电流在电阻r1中产生压降，形成场效应管q2的控制极电压，再经过场效应管q2电流放大后提供给三极管q1的基极，因此当输出电压变大时，分压值变大，电阻r1的压降变大，场效应管q2的控制极电压变小，则场效应管q2产生的漏极电流变小，经过三极管q1比例放大输出的电流变小，输出电压变小，从而稳定输出电压，改变输出电压时，调节可变电阻r2的分压比例可产生不同的输出电压，当可变电阻r2调节到输出电压uo点时输出电压为2v，这种误差电压与电流放大器的优点是，无需产生基准电压与减法器，利用场效应管门槛电压直接产生误差电压后放大，因此电路简单，且场效应管的输入电阻很大，可以使用高阻值的电阻，提高放大倍数，同时大大降低电路的静态工作电流；
24.所述比例电流检测及控制器，由三极管q4、电阻r3组成，输出电流取决于三极管q1的基极输入电流大小，当场效应管q2的漏极电流给三极管q1提供基极电流时，如果输出电流变大则三极管q1的基极输入电流也按三极管的电流放大倍数按比例变大，场效应管q2的漏极电流在电流检测电阻r3上产生压降，当电阻r3的压降超过0.6v时(场效应管q2的漏极
电流超过10ma)，三极管q4开始导通，电阻r1的压降变大，场效应管q2的控制极电压变小，从而减少场效应管q2的漏极电流，输出电流受到限制，起到保护作用，这种比例电流检测及控制器的优点是，不用检测输出电流，利用三极管的基极电流和集电极电流成比例的特性，检测基极电流获得输出电流值，从而直接限制基极电流，因此保护速度很快，且无检测电流时的压降，有利于实现低压差稳压器。
25.采用上述电路结构，使得本设计具有以下特点：
26.1、本实用新型提供了一种输入电压为3v～40v时，改变一个电阻值可输出2v～40v的电压，静态工作电流小于60ua，可工作在
‑
50c
°
超低温的具有低功耗低压差特性的稳压器，该装置电路简单、通用性强，可扩宽使用范围，也可应用在集成电路工艺中，可大大提高企业的经济效益；
27.2、过流保护电路采用比例检测法：调整管采用pnp型三极管，利用三极管的基极电流和集电极电流成比例的特性，检测基极电流一旦基极电流超过设定值，则直接限制基极电流，因此保护速度很快，且无检测电流时的压降，有利于实现低压差；
28.3、输出电压与电流调整管采用pnp型三极管，因此工作时可进入饱和状态，输入和输出之间压差仅为几十mv，具有良好的低压差特性；
29.4、误差检测及放大部分使用bs170场效应管，利用bs170的2v门槛电压直接产生误差电压，因此无需建立基准电压，电路很简单，由于场效应管的热稳定型良好，在
‑
50c
°
～125c
°
范围内门槛电压变化量较小，因此可工作在超低温状态；
30.5、可工作在
‑
50c
°
的超低温，静态工作电流小于60ua,输出电流为1a，且输入电压为3v～40v时，调节一个可变电阻可输出2v～40v的电压，因此通用性很强。
31.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
32.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。