本实用新型涉及电源稳压领域，尤其是一种高纹波抑制的电源稳压电路。
背景技术：
目前，在数字、射频(RF)电路设计中，主要使用集成的电源稳压芯片，对于输入输出压差较大，通常选用开关电源进行稳压处理，虽然开关电源转换效率高，可做升降压，但是因其工作原理会产生20-200kHz的开关频率，导致电源通路中产生大量的纹波和噪声，无法在RF电路中直接使用；在RF电路中，通常选用集成的线性稳压芯片进行电源稳压，因集成度高，纹波抑制性能一般，同时集成稳压芯片的电压降较大(通常≥1V)，在大电流输出情况下，集成稳压电源自身的功耗较大，同时电源输出稳定度较低。本发明通过弥补上述背景中的不足之处而提供一种超高纹波抑制的高效率高精度的电源稳压电路。通过引入开关电源、带隙基准源得到高效率、高稳定度的输出电压，通过引入高电源抑制比(PSRR)的误差放大器和特有的电源滤波电路得到超高的纹波抑制性能。
在所有的集成电路中，电源稳压电路的性能直接影响了集成电路的工作性能。因此电源稳压电路的输出电压精度、电源纹波抑制性能、电源转换效率、输出电压范围、输出电压稳定性等直接影响了集成电路的设计优劣。
现阶段的电源稳压电路主要通过下列方式实现：
对于输入输出压差较大的电路，首先使用集成的开关电源芯片进行降压处理，通常将其降压到大于输出电压2V以内，作为一级稳压处理，因开关电源输出带有大量的纹波和噪声，需要在后端进行二级稳压处理，二级稳压一般选用集成的线性电源芯片。集成的线性电源芯片自身的纹波抑制性能一般，虽然对于因开关频率造成的纹波和噪声信号有一定的抑制作用，但是在RF电路中，即便经过线性电源进行二级稳压，其电源通路的纹波仍然会对RF各部分电路之间造成干扰，会严重影响射频电路的性能。
如果在输入输出压差较大的情况下直接使用线性电源进行多级稳压处理，虽然可以得到好的纹波抑制性能，但是随着输出电流的增加，过大的压降会直接转化为热量，导致电路效率极低，严重发热，严重的时候会直接导致电路无法正常工作。
对于输入输出压差较小(3V以内)的电路，直接使用线性电源稳压芯片进行一级稳压即可。因电路中电源的精度由线性电源的输出精度决定，可以满足一般的电路需求，但是在温度范围比较宽(-25℃～125℃)时输出电压则容易发生偏离，因此良好的基准电压源设计直接决定了电源稳压电路的输出电压精度及温漂特性。
现有技术主要有以下三方面的不足：
第一：对于开关频率等引起的大量纹波和噪声，普通的集成线性稳压电源纹波抑制性能一般，无法满足RF电路等对纹波抑制要求较高的电路的需求；
第二：一般的电源稳压电路，输出电压范围窄，且很难获得较大的输出电流；
第三：在温度范围比较宽的情况下(温度范围为-25℃～125℃)，集成线性稳压芯片的输出电压会随着温度的改变产生温漂，导致线性稳压芯片的输出电压精度及温度稳定性降低。
技术实现要素：
本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种高纹波抑制的电源稳压电路。
为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种高纹波抑制的电源稳压电路，包括依次串联的第一电源滤波电路、精密参考电路、电压调节网络、第三电源滤波电路，所述电压调节网络与第三电源滤波电路之间设置反馈支路，所述反馈支路包括依次串联的误差放大器电路、PNP晶体管电路、第二电源滤波电路和开关稳压电路，所述误差放大器电路与电压调节网络输出端连接，所述开关稳压电路与第一电源滤波电路输入端连接。
优选的，所述第一电源滤波电路、第二电源滤波电路和第三电源滤波电路结构相同，包括铁氧体磁珠、第一电容、第二电容，所述铁氧体磁珠与输入电压连接，所述电容一端与铁氧体磁珠连接，另一端接地。
优选的，所述精密参考电路采用带隙基准源。
优选的，所述电压调节网络包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻与精密参考电路输出端连接，所述第二电阻一端与第一电阻连接，另一端接地。
所述误差放大器电路包括误差放大器和第四电容，所述第四电容一端与误差放大器负相输入端连接，另一端与误差放大器输出端连接；所述误差放大器负相输入端连接第三电容，第三电容接地。
所述PNP晶体管电路基极与误差放大器输出端连接，集电极输出分别与误差放大器正相输入端、第三电源滤波电路输入端连接，发射极与第二电源滤波电路连接。
进一步优选的，所述误差放大器采用高电源抑制比的芯片。由于电源抑制比越大，误差放大器的输出信号对电源波动影响越小，继而使得整个电路的噪声抑制能力越强。
优选的，所述PNP晶体管电路采用低饱和度晶体管。由于PNP管处于深饱和状态，仍可维持稳定输出，所述漏失电压较小，即漏失电压Vdropout＝VCE(sat)≈0.15～0.4V，这样保证线性稳压电路即使在大电流的情况下，自身的静态功耗非常低，保障了电路的高效率性。
进一步优选的，所述第一电容为容值大于等于20μF的钽电容，用于滤除频率小于等于200kHz的噪声信号；所述第二电容为容值小于等于0.1μF的瓷介质电容，用于滤除频率为MHz级的噪声信号；所述第三电容根据噪声信号的不同进行自由选择；所述第四电容为误差放大器的功能积分电容，实际应用中根据需求进行选择。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型即使工作在大范围的环境温度下，仍然可以得到低温漂，高稳定性的输出电压；
2.本实用新型在输入输出压差很大的情况下，该电源稳压电路也可以实现高效率的转换，尽可能的减少电能量的浪费；
3.本实用新型通过选用高电源抑制比的误差放大器，得到优于普通线性稳压电路的纹波抑制性能；
4.本实用新型输出电压范围较宽，可获得较大的输出电流。
附图说明
图1是本实用新型提供的高纹波抑制的电源稳压电路图；
其中1.第一电源滤波电路，2.精密参考电路，3.电压调节网络，4.误差放大器电路，5.PNP晶体管电路，6.第二电源滤波电路，7.开关稳压电路，8.第三电源滤波电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1所示，一种高纹波抑制的电源稳压电路，包括依次串联的第一电源滤波电路1、精密参考电路2、电压调节网络3、第三电源滤波电路8，所述电压调节网络3与第三电源滤波电路8之间设置反馈支路，所述反馈支路包括依次串联的误差放大器电路4、PNP晶体管电路5、第二电源滤波电路6和开关稳压电路7，所述误差放大器电路4与电压调节网络3输出端连接，所述开关稳压电路7与第一电源滤波电路1输入端连接。
所述第一电源滤波电路1、第二电源滤波电路6和第三电源滤波电路8结构相同，包括铁氧体磁珠L、第一电容C1、第二电容C2，所述铁氧体磁珠L与输入电压连接，所述电容一端与铁氧体磁珠L连接，另一端接地。
所述精密参考电路2采用带隙基准源。所述带隙基准源根据硅材料的带隙电压与温度无关的特性，利用ΔVEB的正温度系数与双极性晶体管VEB的负温度系数相互抵消，实现低温漂、高精度基准电压。这样得到的基准电压即便在很宽的温度范围内也可以保证电压输出稳定性。
所述电压调节网络3包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述电阻R1与精密参考电路2输出端连接，所述第二电阻R2一端与第一电阻R1连接，另一端接地。
所述误差放大器电路包括误差放大器和第四电容C4，所述第四电容C4一端与误差放大器负相输入端连接，另一端与误差放大器输出端连接；所述误差放大器负相输入端连接第三电容C3，第三电容C3接地。
所述PNP晶体管电路5基极与误差放大器输出端连接，集电极输出分别与误差放大器正相输入端、第三电源滤波电路8输入端连接，发射极与第二电源滤波电路6连接。
进一步，所述误差放大器采用高电源抑制比的芯片。由于电源抑制比越大，误差放大器的输出信号对电源波动影响越小，继而使得整个电路的噪声抑制能力越强。
所述PNP晶体管电路5采用低饱和度晶体管。由于PNP管处于深饱和状态，仍可维持稳定输出，所述漏失电压较小，即Vdropout＝VCE(sat)≈0.15～0.4V，这样保证线性稳压电路即使在大电流的情况下，自身的静态功耗非常低，保障了电路的高效率性。
进一步，所述第一电容容值使用大于等于20μF的钽电容，用于滤除频率小于等于200kHz的噪声信号；所述第二电容使用小于等于0.1μF的瓷介质电容，用于滤除频率为MHz级的噪声信号；所述第三电容根据噪声信号的不同进行自由选择；所述第四电容为误差放大器的功能积分电容，实际应用中根据需求进行选择。因为容值越大，相应阻抗越小，对应的滤波性能越好；而对于MHz级的噪声信号，使用小容值的一类瓷介质电容进行滤除，保障电容器的工作频率远远小于其自身的谐振频率。
所述电源滤波电路中采用铁氧体磁珠。因其高频损耗大，高电阻率、高磁导率的特点，能在极宽的频带范围内抑制噪声干扰，这里选用高阻抗的铁氧体磁珠进行电源的纹波抑制，最终得到超高的纹波抑制性能。
本实用新型工作原理如下：
输入电压VCC分两路，一路通过第一电源滤波电路1滤波后进入精密参考电路2，产生10V的精密电压，之后进入电压调节网络3进行分压，得到想要的输出电压送入误差放大电路4的负相输入端；VCC的第二路进入开关稳压电路7进行降压得到VE，之后进入电源滤波电路6进行纹波抑制，然后进入PNP晶体管电路5的发射极；误差放大电路4的输出通过电阻连接PNP低饱和度晶体管5的基极；PNP晶体管5的集电极输出分为两路，一路作为反馈信号送入误差放大器的正相输入端，作为电源稳压电路的反馈信号，通过与负相输出电压进行比较，利用误差放大器的“虚短”及对两输入信号的误差放大特性，误差放大器的输出端通过调节PNP管的通断调整集电极输出电压VC，最终系统稳定之后，输出电压等于经过电压调节网络3进行分压后得到的电压；PNP晶体管5的另外一路通过第三电源滤波电路8进行纹波抑制后输出，最终得到低噪声、高纯度的输出电压。另外，当输入电压VCC与输出电压VOUT差值在0.3V～3V以内时，可以将开关稳压电路7直接去掉，将VCC直接送入该电源负反馈系统进行稳压输出。
最终电源的输出电流由PNP晶体管5的最大输出电流IC以及开关稳压电路7的最大输出电流决定，而一般的PNP低饱和度晶体管输出电流要大于开关电源芯片；最终本实用新型提供的电源稳压电路，可以在VCC≥12V的情况下，经过电源稳压负反馈系统，最终得到输出电压3V-10V内任意电压值的高效率、大电流、高纯度、低噪声的电压源。
通过上述工作原理可知，一方面，本实用新型引入带隙基准源和电压调节网络，保证了输出电压的低温漂、高稳定度以及高精度的特性；另一方面，本实用新型在输入输出压差较大情况下，通过引入开关稳压电路进行一级稳压，同时引入PNP晶体管，使得整个电源稳压电路的电源转换效率高，另外，通过选用电源抑制比较大的误差放大器，可输出高纯度、低噪声的电压。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。