一种线性稳压电路及电器设备的制作方法

1.本实用新型涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种线性稳压电路及电器设备。


背景技术：

2.目前的降压电路主要通过多颗二极管进行串联降压，由于二极管导通压降会随流经电流及器件温度的变化而变化，导致输出的电源电压不稳定，当使用对电源较敏感的用电负载时，可能出现由电源不稳定而引起的复位或停机，同时由于二极管的损耗较高，降压电路中设置多颗二极管会产生较大损耗，影响电源系统的利用效率，再者二极管的故障率较高，半导体器件引起的失效风险会由器件数量直接影响，在降压电路中串联多颗二极管明显比器件数量较少的电路失效风险高。因此，现有的降压电路还存在输出的电压不稳定、电路损耗较高及失效风险较高的问题。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型提供了一种线性稳压电路及电器设备，能够同时兼容降压与稳压功能，使用的二极管元器件较少，降低了电路损耗及失效风险，提升了电路的降压稳压效果。
4.根据本实用新型实施例，一方面提供了一种线性稳压电路，包括：基础电路和第一稳压电路；所述基础电路包括电源芯片和储能器件，所述基础电路用于将输入电压转换为第一预设电压；所述基础电路的输出端与所述第一稳压电路的输入端连接；所述第一稳压电路用于将所述第一预设电压转换为第二预设电压，所述第一稳压电路包括第一比较器和第一开关器件；所述第一开关器件设置于所述第一稳压电路的输入端与输出端之间，所述第一稳压电路的输出端与所述第一比较器的正相端连接，所述第一比较器的输出端与所述第一开关器件的控制端连接；其中，所述第二预设电压小于所述第一预设电压；所述第一比较器用于在所述第一稳压电路的输出端电压小于所述第二预设电压时控制所述第一开关器件导通，在所述第一稳压电路的输出端电压大于等于所述第二预设电压时控制所述第一开关器件关断。
5.通过采用上述技术方案，可以在第一稳压电路的输出端电压小于第二预设电压时使第一开关器件导通，从而控制第一稳压电路的输出端电压升高，在第一稳压电路的输出端电压大于第二预设电压时使第一开关器件关断，从而控制第一稳压电路的输出端电压降低，实现了降压与稳压功能，同时使用的二极管元器件较少，降低了电路损耗及失效风险，降低了材料成本，提升了电路的降压稳压效果。
6.优选的，所述线性稳压电路包括：第二稳压电路；所述第二稳压电路用于将所述第二预设电压转换为第三预设电压，所述第二稳压电路包括第二比较器和第二开关器件；所述第二开关器件设置于所述第二稳压电路的输入端与输出端之间，所述第二稳压电路的输出端与所述第二比较器的正相端连接，所述第二比较器的输出端与所述第二开关器件的控制端连接；其中，所述第三预设电压小于所述第二预设电压；所述第二比较器用于在所述第
二稳压电路的输出端电压小于所述第三预设电压时控制所述第二开关器件导通，在所述第二稳压电路的输出端电压大于等于所述第三预设电压时控制所述第二开关器件关断。
7.通过采用上述技术方案，使用第二开关器件和第二比较器搭建第二稳压电路，可以进一步将第二预设电压降压转换为第三预设电压并保持其稳定，兼具降压与稳压功能，使用元器件较少，节约了材料成本，降低了电路损耗。
8.优选的，所述线性稳压电路包括：第三稳压电路；所述第三稳压电路的输入端与所述第二稳压电路的输出端连接，所述第三稳压电路包括稳压芯片，所述稳压芯片的输入端与所述第三稳压电路的输出端连接，所述第三稳压电路用于将所述第三预设电压转换为第四预设电压。
9.通过采用上述技术方案，基于稳压芯片搭建第三稳压电路，可以进一步将第三预设电压转换为第四预设电压，可以应用于具有多种电压需求的电源模块中，提升了稳压电路的通用性。
10.优选的，所述第一稳压电路还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一电阻和所述第二电阻的两端分别与所述第一稳压电路的输出端和所述第一比较器的正相端连接，所述第一电阻与所述第二电阻并联；所述第三电阻连接于所述第一比较器的输出端与所述第一开关器件的控制端之间，所述第四电阻连接于所述第一比较器的输出端与所述第一稳压电路的输入端之间。
11.通过采用上述技术方案，在第一稳压电路中设置电阻元件，以使第一比较器监测第一稳压电路的输出电压是否为第二预设电压，以便将第一稳压电路的输出电压稳定在第二预设电压，提升了稳压效果，并为开关器件限流，保证第一开关器件的正常工作。
12.优选的，所述第一稳压电路还包括第三电容和第三电解电容，所述第三电容和所述第三电解电容的两端分别与所述第一稳压电路的输出端和所述第二电阻连接，所述第三电容和所述第三电解电容并联。
13.通过采用上述技术方案，设置第三电容可以对输出的第二预设电压电源进行高频滤波，通过设置第三电解电容可以进行电源储能，以保证稳压电路始终能输出稳定电源电压。
14.优选的，所述第二稳压电路还包括第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻，所述第五电阻和所述第六电阻的两端分别与所述第二稳压电路的输出端和所述第二比较器的正相端连接，所述第五电阻与所述第六电阻并联；所述第七电阻连接于所述第二比较器的输出端与所述第二开关器件的控制端之间，所述第八电阻连接于所述第二比较器的输出端与所述第二稳压电路的输入端之间。
15.通过采用上述技术方案，在第二稳压电路中设置电阻元件，可以使第二比较器监测第二稳压电路的输出电压是否为第三预设电压，以便将第二稳压电路的输出电压稳定在第三预设电压，实现了对稳压电路的实时控制，并为开关器件限流，保证第二开关器件的正常工作。
16.优选的，所述第二稳压电路还包括第四电解电容，所述第四电解电容的两端分别与所述第二稳压电路的输出端和所述第六电阻连接。
17.通过采用上述技术方案，在第二稳压电路中设置第四电解电容可以进行电源储能，以保证第二稳压电路始终能输出稳定电源电压。
18.优选的，所述第三稳压电路还包括第四电容、第五电容和第五电解电容；所述第四电容与所述第四电解电容并联，所述第五电解电容的正极与所述稳压芯片的输出端连接，所述第五电解电容的负极接地，所述第五电容与所述第五电解电容并联。
19.通过采用上述技术方案，在第三稳压电路中设置电容和电解电容，可以实现对输出电源电压的高频滤波和电源储能，保证了降压电路的可靠性。
20.优选的，所述第一开关器件为三极管，所述储能器件包括第一电解电容、第二电解电容和电感。
21.通过采用上述技术方案，使用三极管，可以精确控制电路关断或导通，提升了电路可控性，通过在基础电路中设置电解电容和电感，可以实现电源储能。
22.根据本实用新型实施例，另一方面提供了一种电器设备，包括第一方面任一项所述的线性稳压电路。
23.本实用新型具有以下有益效果：通过在降压电路中设置比较器和开关器件，并将第一稳压电路的输出端与比较器的正相端连接，可以在第一稳压电路的输出端电压小于第二预设电压时使第一开关器件导通，从而控制第一稳压电路的输出端电压升高，在第一稳压电路的输出端电压大于第二预设电压时使第一开关器件关断，从而控制第一稳压电路的输出端电压降低，实现了降压与稳压功能，同时使用的二极管元器件较少，降低了电路损耗及失效风险，提升了电路的降压稳压效果。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
25.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
26.图1为本实用新型提供的一种线性稳压电路图；
27.图2为本实用新型提供的一种稳压电路图。
28.附图标记说明：
29.11-基础电路；12-第一稳压电路；u1-电源芯片；ub1-第一比较器；q1-第一开关器件；21-第二稳压电路；22-第三稳压电路；ub2-第二比较器；q2-第二开关器件；r1～r8-第一电阻～第八电阻；c1～c5-第一电容～第五电容；e1～e5-第一电解电容～第五电解电容；u2-稳压芯片；d1～d2-第一二极管～第二二极管；lk-电感。
具体实施方式
30.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是
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。
31.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
32.本实施例提供了一种线性稳压电路，参见如图1所示的线性稳压电路图，该线性稳压电路主要包括：基础电路11和第一稳压电路12。
33.基础电路11包括电源芯片u1和储能器件，基础电路用于将输入电压转换为第一预设电压；基础电路的输出端与第一稳压电路的输入端连接。基础电11与的输入端与高压直流电vdc 连接，将高压直流电降压转换为所需的固定电压值，上述第一预设电压可以是15v。
34.第一稳压电路12用于将第一预设电压转换为第二预设电压，第一稳压电路包括第一比较器ub1和第一开关器件q1。第一开关器件q1设置于第一稳压电路的输入端与输出端o1之间，第一稳压电路的输出端o1与第一比较器ub1的正相端 连接，第一比较器ub1的输出端与第一开关器件q1的控制端连接；其中，第二预设电压小于第一预设电压，第二预设电压可以是12v。
35.上述第一开关器件q1可以是三极管，第一比较器ub1的输出端与三极管q1的基极连接，三极管q1的集电极与基础电路11的输出端连接，三极管q1的发射极与第一稳压电路的输出端o1连接。
36.第一比较器ub1用于在第一稳压电路12的输出端电压小于第二预设电压时控制第一开关器件q1导通，在第一稳压电路12的输出端电压大于等于第二预设电压时控制第一开关器件q1关断。
37.本实施例提供的上述线性稳压电路，通过在降压电路中设置比较器和开关器件，并将第一稳压电路的输出端与比较器的正相端连接，可以在第一稳压电路的输出端电压小于第二预设电压时使第一开关器件导通，从而控制第一稳压电路的输出端电压升高，在第一稳压电路的输出端电压大于第二预设电压时使第一开关器件关断，从而控制第一稳压电路的输出端电压降低，实现了降压与稳压功能，同时使用的二极管元器件较少，降低了电路损耗及失效风险，提升了电路的降压稳压效果。
38.在一种可行的实施方式中，参见如图2所示的稳压电路图，上述线性稳压电路还包括第二稳压电路21和第三稳压电路22。第二稳压电路21用于将第二预设电压转换为第三预设电压，第二稳压电路包括第二比较器ub2和第二开关器件q2。上述第三预设电压可以是5v。
39.第二开关器件q2设置于第二稳压电路21的输入端与输出端之间，第二稳压电路21的输出端与第二比较器ub2的正相端连接，第二比较器ub2的输出端与第二开关器件q2的控制端连接；其中，第三预设电压小于第二预设电压。
40.第二比较器ub2用于在第二稳压电路21的输出端电压小于第三预设电压时控制第二开关器件导通，在第二稳压电路的输出端电压大于等于第三预设电压时控制第二开关器件关断。
41.通过使用第二开关器件和第二比较器搭建第二稳压电路，可以进一步将第二预设
电压降压转换为第三预设电压并保持其稳定，兼具降压与稳压功能，使用元器件较少，节约了材料成本，降低了电路损耗。
42.如图2所示，上述第三稳压电路22的输入端与第二稳压电路的输出端连接，第三稳压电路22包括稳压芯片u2，稳压芯片u2的输入端与第三稳压电路的输出端连接，第三稳压电路22用于将第三预设电压转换为第四预设电压。上述第四预设电压可以是3.3v，稳压芯片u2将5v电压降压转换为3.3v电压。通过基于稳压芯片搭建第三稳压电路，可以进一步将第三预设电压转换为第四预设电压，可以应用于具有多种电压需求的电源模块中，提升了稳压电路的通用性。
43.在一种可行的实施方式中，如图1所示，上述第一稳压电路还包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4，第一电阻r1和第二电阻r2的两端分别与第一稳压电路的输出端o1和第一比较器ub1的正相端 连接，第一电阻r1与第二电阻r2并联，第一比较器ub1负相端连接3.3v电源。第一电阻r1与第二电阻r2的阻值可以根据第一稳压电路的输出端电压(即第二预设电压)及第一比较器ub1负相端输入电压确定，诸如，第一比较器ub1负相端输入电压为3.3v，当第一稳压电路的输出端电压为12v时，第一比较器ub1的正相端输入电压为3.3v。
44.第一稳压电路的输出端电压通过第一电阻r1与第二电阻r2分压得到vfb1输入至第一比较器ub1的正相端，并与第一比较器ub1负相端输入电压vref1作比较，若vfb1《vref1，第一比较器ub1开漏输出vbase1＝15v电压，第一开关器件q1导通，使第一稳压电路的输出端电压升高至12v；若vfb1》vref1，第一比较器ub1输出低电平，vbase1＝0v，第一开关器件q1关断，使第一稳压电路的输出端电压降低至12v。
45.第三电阻r3连接于第一比较器ub1的输出端与第一开关器件q1的控制端之间，第四电阻r4连接于第一比较器ub1的输出端与第一稳压电路12的输入端之间。第三电阻r3用于为三极管q1限流，三极管q1可以是npn型三极管。
46.通过在第一稳压电路中设置电阻元件，以使第一比较器监测第一稳压电路的输出电压是否为第二预设电压，以便将第一稳压电路的输出电压稳定在第二预设电压，并为开关器件限流，保证第一开关器件的正常工作。
47.如图1所示，上述第一稳压电路还包括第三电容c3和第三电解电容e3，第三电容c3和第三电解电容e3的两端分别与第一稳压电路的输出端和第二电阻r2连接，第三电容c3和第三电解电容e3并联。通过设置第三电容可以对输出的第二预设电压电源进行高频滤波，通过设置第三电解电容可以进行电源储能，以保证稳压电路始终能输出稳定电源电压。
48.如图2所示，上述第二稳压电路还包括第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7和第八电阻r8，第五电阻r5和第六电阻r6的两端分别与第二稳压电路的输出端和第二比较器的正相端连接，第五电阻r5与第六电阻r6并联。
49.上述第五电阻r5和第六电阻r6的阻值可以根据第二稳压电路的输出端电压(即第三预设电压)及第二比较器ub2负相端输入电压确定，诸如，第二比较器ub2负相端输入电压为3.3v，当第一稳压电路的输出端电压为5v时，第五电阻r5和第六电阻r6可以使第二比较器ub2的正相端输入电压为3.3v。
50.第二稳压电路的输出端电压通过第五电阻r5和第六电阻r6分压得到vfb2输入至第二比较器ub2的正相端，并与第二比较器ub2负相端输入电压vref2作比较，若vfb2《
vref2，第二比较器ub2开漏输出vbase2＝12v电压，第二开关器件q2导通，使第二稳压电路的输出端电压升高至5v；若vfb2》vref2，第二比较器ub2输出低电平，vbase2＝0v，第二开关器件q2关断，使第二稳压电路的输出端电压降低至5v。
51.第七电阻r7连接于第二比较器的输出端与第二开关器件的控制端之间，第八电阻r8连接于第二比较器的输出端与第二稳压电路的输入端之间。通过在第二稳压电路中设置电阻元件，可以使第二比较器监测第二稳压电路的输出电压是否为第三预设电压，以便将第二稳压电路的输出电压稳定在第三预设电压，实现了对稳压电路的实时控制，并为开关器件限流，保证第二开关器件的正常工作。
52.如图2所示，上述第二稳压电路21还包括第四电解电容e4，第四电解电容e4的两端分别与第二稳压电路21的输出端和第六电阻r6连接。通过在第二稳压电路中设置第四电解电容可以进行电源储能，以保证第二稳压电路始终能输出稳定电源电压。
53.如图2所示，上述第三稳压电路还包括第四电容c4、第五电容c5和第五电解电容e5；第四电容c4与第四电解电容e4并联，第五电解电容e5的正极与稳压芯片u2的输出端连接，第五电解电容e5的负极接地，第五电容c5与第五电解电容e5并联。通过在第三稳压电路中设置电容和电解电容，可以实现对输出电源电压的高频滤波和电源储能，保证了降压电路的可靠性。
54.在一种实施方式中，上述第一开关器件和第二开关器件均为npn型三极管，基础电路11可以是buck基础电路，如图1所示，基础电路11中的储能器件包括电源芯片u1、第一电解电容e1、第二电解电容e2、电感lk、第一二极管d1、第二二极管d2、第一电容c1和第二电容c2。
55.如图1所示，电源芯片u1的输入端与高压直流电源连接，电源芯片u1的输出端vcc与第一二极管d1的负极连接，第一二极管d1的正极与基础电路输出端连接，第一电解电容e1和第一电容c1连接于电源芯片u1的输出端vcc，第一电解电容e1和第一电容c1并联连接，电感lk的两端分别与第一电容c1和基础电路的输出端连接，第二二极管d2的负极连接于第一电容c1和电感lk之间，第二二极管d2的正极接地，第二二极管d2为直流二极管起到续流左右，第二电解电容e2的正极与基础电路的输出端连接，第二电解电容e2的负极接地，第二电容c2与第二电解电容e2并联。上述第一二极管d1为反馈二极管，可以将基础电路的输出电压反馈至电源芯片u1中，以使电源芯片在基础电路的输出电压不为第一预设电压时进行输出电压调整。
56.本实施例提供的上述线性稳压电路，兼具降压和稳压功能，采用了较少的元器件实现了多级降压，电路损耗较小，可靠性高，且在稳压过程中能够实现对电路通断的实时控制，提升了稳压效果。
57.对应于上述实施例提供的线性稳压电路，本实用新型实施例提供了一种电器设备，该电器设备的电源模块中包括上述实施例提供的线性稳压电路。上述电器设备可以是空调器，该线性稳压电路可以设置于空调器内、外机控制器的负载电源系统中。
58.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
59.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将
一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
60.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
61.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。