一种具有输入欠压、过压保护的稳压电路的制作方法

本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种具有输入欠压、过压保护的稳压电路。

背景技术：

一般的稳压电路，通过稳压管实现，这种实现方式的输出功率较低，一般只有十几毫安左右；还有的稳压电路用dc-dc稳压芯片实现稳压，这种实现方式受稳压芯片的输入电压限制，范围一般较窄，而且成本较高。另外，采用现有稳压电路实现开关电源的稳压功能，往往不具备欠压和过压保护功能，不能满足较宽范围的输入电源电压，系统工作稳定性不高，且功能单一，在节能和安全方面存在电压异常情况，如欠压或过压情况，轻者造成经济损失，设备损坏，重者造成火灾，具有安全隐患。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种具有输入欠压、过压保护的稳压电路，用以解决现有开关电源的稳压电路不具备欠压和过压保护功能，不能满足较宽范围的输入电源电压，系统工作稳定性不高，功能单一的问题，而且解决了在节能和安全方面具有安全隐患的难题。

本发明实施例提供了一种具有输入欠压、过压保护的稳压电路，包括：顺次电性连接的输入滤波电路、稳压电路、输出滤波电容c2及输出负载电阻rl；其中，输入滤波电路包括输入电源v1、电阻r1及电容c1，所述电阻r1的一端接输入电源v1，电阻r1的另一端与电容c1的上极板及稳压电路连接，电容c1的下极板接地；所述稳压电路包括第一稳压管d1、第二稳压管d2、、第二稳压管d3、pnp三级管q1、pnp三级管q2、npn三极管q3、npn三极管q4、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9及电阻r10，所述pnp三级管q1的发射极与输入滤波电路、电阻r2的一端、电阻r3的一端、pnp三级管q2的发射极、电阻r6的一端及第一稳压管d1的负极连接，pnp三级管q1的集电极与电阻r7的一端、输出滤波电容c2的上极板及负载电阻rl的一端连接，pnp三级管q1的基极与电阻r2的另一端及电阻r5的一端连接，所述电阻r3的另一端与pnp三级管q2的基极及电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端与及第二稳压管d2的负极连接，第二稳压管d2的正极接地，所述pnp三级管q2的集电极与电阻r8的一端连接，电阻r8的另一端与npn三极管q3的基极及第三稳压管d3的负极连接，第三稳压管d3的正极接地，所述npn三极管q3的集电极与电阻r5的另一端连接，npn三极管q3的发射极与npn三极管q4的发射极及电阻r9的一端连接，电阻r9的另一端接地，npn三极管q4的集电极与电阻r6的另一端连接，npn三极管q4的基极与第一稳压管d1的正极、电阻r7的另一端及电阻r10的一端连接，电阻r10的另一端接地，电容c2的下极板及负载电阻rl的另一端均接地。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供了一种具有输入欠压、过压保护的稳压电路，该稳压电路通过采用电阻电容，三极管，稳压管等分立元件实现电源的稳压功能，具有欠压和过压保护功能，可以满足较宽范围的输入电源电压，提高系统工作稳定性，且成本低廉，另外，在节能和安全方面，解决了因出现过压或欠压情况引发的安全隐患的难题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明一种具有输入欠压、过压保护的稳压电路的原理结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种具有输入欠压、过压保护的稳压电路，如图1所示，包括：顺次电性连接的输入滤波电路、稳压电路、输出滤波电容c2及输出负载电阻rl；其中，输入滤波电路包括输入电源v1、电阻r1及电容c1，所述电阻r1的一端接输入电源v1，电阻r1的另一端与电容c1的上极板及稳压电路连接，电容c1的下极板接地；所述稳压电路包括第一稳压管d1、第二稳压管d2、、第二稳压管d3、pnp三级管q1、pnp三级管q2、npn三极管q3、npn三极管q4、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9及电阻r10，所述pnp三级管q1的发射极与输入滤波电路、电阻r2的一端、电阻r3的一端、pnp三级管q2的发射极、电阻r6的一端及第一稳压管d1的负极连接，pnp三级管q1的集电极与电阻r7的一端、输出滤波电容c2的上极板及负载电阻rl的一端连接，pnp三级管q1的基极与电阻r2的另一端及电阻r5的一端连接，所述电阻r3的另一端与pnp三级管q2的基极及电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端与及第二稳压管d2的负极连接，第二稳压管d2的正极接地，所述pnp三级管q2的集电极与电阻r8的一端连接，电阻r8的另一端与npn三极管q3的基极及第三稳压管d3的负极连接，第三稳压管d3的正极接地，所述npn三极管q3的集电极与电阻r5的另一端连接，npn三极管q3的发射极与npn三极管q4的发射极及电阻r9的一端连接，电阻r9的另一端接地，npn三极管q4的集电极与电阻r6的另一端连接，npn三极管q4的基极与第一稳压管d1的正极、电阻r7的另一端及电阻r10的一端连接，电阻r10的另一端接地，电容c2的下极板及负载电阻rl的另一端均接地。

下面具体阐述其运行原理。

参见图1，设定输入电源v1<vd2，系统上电。

输入电源v1通过r1，r3，r4，d2到地，由于v1<vd2，第二稳压管d2的稳压特性还没工作，第二稳压管处于截止状态，通过r3的电流约为零，pnp三级管q2的基极电压约等于其发射极电压，根据三极管集电极反偏，发射极正偏的工作特性，pnp三级管q2处于截止状态，则npn三极管q3的基极电压约等于零，npn三极管q3处于截止状态，流过r5，r2的电流约为零，r2两端压降约为零，pnp三级管q1的基极电压约等于其发射极电压，pnp三级管q1处于截止状态，输出负载电阻rl两端电压为零，电路工作处于欠压保护状态。

设定输入电源v1，满足vd3<vd2<v1<(vd1+vd3)，系统上电。

输入电源v1通过r1，r3，r4，d2到地，由于vd2<v1，第二稳压管d2处于稳压导通状态，通过第二稳压管d2的电流也经过r3，在r3两端形成压降，则pnp三级管q2的基极电压小于其发射极电压，根据三极管集电极反偏，发射极正偏的工作特性，pnp三级管q2处于导通状态，由于vd3<vd2<v1，第三稳压管d3工作在稳压导通状态，设定npn三极管q3的基极电压为vb3，则vb3≈vd3，npn三极管q3处于导通状态，输入电源v1经过r1，r2，r5，q3，r9形成导通电流，并在r2两端形成压降，pnp三级管q1的基极电压小于其发射极电压，pnp三级管q1发射极正偏处于导通状态，在输出负载rl两端电压形成电压，记为vo。npn三极管q4的基极电压等于输出电压vo经过r7，r10电阻分压在电阻r10上的压降，记为vb4，则vb4＝vo*r7/(r7+r10)。

当vb3>vb4时，由于npn三极管q3、q4的发射极与r9的一端连接在一起，所以npn三极管q3必定比npn三极管q4提前导通，输入电源v1经过r1，r2，r5，q3，r9形成导通电流，并在r2两端形成压降，则pnp三级管q1的基极电压小于其发射极电压，pnp三级管q1发射极正偏处于导通状态，在输出负载rl两端电压形成电压vo≈v1。根据vb3>vb4，即vd3>vo*r7/(r7+r10)，推导不等式得到，vo<vd3*(r7+r10)/r7。

当vb3<vb4时，由于npn三极管q3、q4的发射极与r9的一端连接在一起，即npn三极管q3、q4的发射极电压一样，根据三极管发射极正偏，npn三极管q4必定比npn三极管q3提前导通，增加npn三极管q3的导通电阻，进而增加pnp三极管q1的导通电阻，使输出电压vo降低并稳定在满足vb3≈vb4，即vd3≈vo*r7/(r7+r10)，即vo≈vd3*(r7+r10)/r7，使得输出电压处于一定的稳压值，电路工作在稳压状态。

设定输入电源v1，满足(vd1+vd3)<v1，系统上电。

由于(vd1+vd3)<v1，第一稳压管d1导通，在npn三极管q4的基极形成电压vb＝v1-vd1>vd3，npn三极管q4处于发射极正偏状态，则npn三极管q4处于导通状态，当npn三极管q4导通使得r9两端的压降大于vd3时，npn三极管q3截止，电路工作于过压保护状态。

具体的，假设vd2＝10v，vd3＝6v，vd1＝24v，r7＝r10，则可得到：

当输入电压v1<10v时，电路工作在欠压模式，输出电压vo≈0v；

当输入电压12v<v1<10v时，电路工作在稳压模式，输出电压vo≈v1，即10v<vo<12v；

当输入电压12v<v1<30v时，电路工作在稳压模式，输出电压vo≈vd3*(r7+r10)/r7＝12v；

当输入电压30v<v1时，电路工作在过压保护模式，vo≈0v。

综上所述，本发明实施例提供了一种具有输入欠压、过压保护的稳压电路，该稳压电路通过采用电阻电容，三极管，稳压管等分立元件实现电源的稳压功能，同时具有欠压和过压保护功能，可以满足较宽范围的输入电源电压，提高系统工作稳定性，且成本低廉，另外，在节能和安全方面，解决了因出现过压或欠压情况引发的安全隐患的难题。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。