专利名称：蓄电池的低压差线性稳压器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电源技术领域，具体涉及到蓄电池的稳压器。
背景技术：
便携式电子仪表工作时通常舰蓄电池供电，新蓄电池在舰一段时间后，输
出电压由高到低招艮大范围内不断跌落，.以6F22型9V蓄电池为例，新蓄电池电压 可达10V，生产厂家给出蓄电池的^ffi寿命终止电压在5.4V左右。蓄电池输出电压 大范围地变化会对使用它的电子仪表工作性能带来影响，以使用9V蓄电池供电的 袖珍式数字万用表为例，蓄电池的电压在7 10V范围内变化，引起数字万用表附 加1%的测量误差，蓄电池输出电压低于7V以下，数字万用表会严重失去测量准确 性。为了保证便携式电子仪表领懂的准确性，通常用线性稳压器对蓄电池El的电 压进行稳压，该线性稳压器包括限流电阻RA和稳压电路，稳压电路通过限流电阻 RA接蓄电池，稳压电路由稳压管U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3连接构成，稳压 管Ul的型号为TL431，电阻R3为等效负载电阻。稳压管Ul的负极和电阻Rl的一 端以及电阻R3的一端接限流电阻RA，稳压管Ul的正极和电阻R2的一端以及电阻 R3的另一端相连接，稳压管Ul的参考输入端Vref接电阻Rl的另一端和电阻R2 的另一端。
所用的稳压管U1是一种线性精密可调稳压器集成电路，其输出电压Vout可通 过改变电阻R1与电阻R2的比值，在2.5 36V之间设定，设置方法如下式-Vout《5VX[l+ (Rl/R2) ] (1)
限流电阻RA作用是将蓄电池El输出电压与稳压管Ul上的电压Vout隔离开， 并且为稳压电足^JIf共适当的工作电流I。限流电阻RA上的电压^即蓄电池E1与稳 压电路间的电压差，限流电阻RA越大，l就越大，其消耗的无谓功率就越大。V貼 的取值与蓄电池电压Vbat、稳压管Ul电压Vout及蓄电池El的工作电流I关系如 下式
VRA=IXRA=Vbat—Vout (2)蓄电池El保证稳压器正常工作的条件为
Vout<Vbat—VRA (3)
由(3)式可知，当蓄电池电压Vbat下降时，必须降低电压V^，即减小限流电 阻RA，才能保证足够的稳压电路输出电压Vout，而由(2)式可知，在蓄电池电 压Vbat变化范围内，不是一个数值固定不变的限流电阻RA适合所有蓄电池电 压Vbat变化数值，只能在蓄电池电压Vbat变化范围中取一个中间数值的限流电 阻RA，而相对于其它的Vbat变化状态，固定的限流电阻RA都不是合适的电阻值， 不合适的限流电阻RA数值都会无谓耗费蓄电池E1的能量。
由(2)、 (3)式可知，限流电阻RA的存在造成了稳压电路输入、输出电压差， 限制了蓄电池E1的使用电压范围。仍以数字万用表使用9V蓄电池El为例，蓄电 池E1电压为9V，稳压电路输出电压Vout为7V时，Vm即达2V，可见限流电阻RA 无谓耗费蓄电池E1的电能并严重限制了蓄电池E1电能的利用率。
上述线性稳压器存在的主要缺点是限流电阻RA取值不能适合蓄电池输出电 压Vbat变化的全部可使用范围。其次是限流电阻RA的存在，造成较大的稳压电路 输入输出电压差，限制了蓄电池E1电能的利用率。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克l让述线性稳压器的缺点，提供一种设 计合理、结构简单、生产成本低、运行稳定可靠的蓄电池的低压差线性稳压器。
解决上述技术问题所采用的技术方案是它包括稳压电路，它还包括恒流源电 路和调整电路，恒流源电路的输出端接调整电路，调整电路的输出端接稳压电路。
本实用新型的恒流源电路为运算放大器U2的同相输入端接二极管D1的正极 并通过R4接输出端、反相输入端接调整电路并通过R5接二极管Dl的负极和蓄电 池E1的负极、正电源端接蓄电池E1的正极、负电源端接蓄电池E1的负极、输出 端接三极管Ql的基极；上述的运算放大器U2的型号为TL061 。
本实用新型的调整电路为三极管Q1的基极接运算放大器U2的输出端、皿 极接运算放大器U2的反相输入端、集电极接稳压管Ul的正极；上述的稳压管Ul 的型号为TL431。
本实用新舰用了恒流源电路和调整电路取代了线性稳压器的限流电阻RA,自 动调节蓄电池电压Vbat与Vout之间的电压差为最佳值，并使蓄电池电压Vbat与稳压电路输出电压Vout之间最小电压差仅0.6V，大幅度地提高了蓄电池的电能利 用率。本实用新型具有设计合理、结构简单、生产财低、运行稳定可靠靴点， 可在蓄电池稳压电路中推广使用。
图1是本实用新型的电气原理方框图。
图2是本实用新型一个实施例的电子线路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这 些实施例。
图1是本实用新型的电气原理方框图，参见图1。本实用新型是由恒流源电路、 调整电路、稳压电路连接构成。恒流源电路的输出端接调整电路，调整电路的输出 端接稳压电路。
在图2中，本实施例的恒流源电路是由运算放大器U2、 二极管D1、电阻R4、 电阻R5连接构成，运算放大器U2的型号为TL061。运算放大器U2的同相输入端接 二极管Dl的正极并通过R4接输出端，反相输入端接三极管Ql ai寸极并通过R5接 二极管D1的负极和蓄电池E1的负极，运算放大器U2正电源端接蓄电池E1的正极， 运算放大器U2负电源端接蓄电池El的负极，运算放大器U2输出端接三极管Ql的 基极。
本实施例的调整电路由三极管Ql构成。三极管Ql的基极凝算放大器U2的 输出端、发射极接运算放大器U2的反相输入端、集电极接稳压电路。
本实施例的稳压电路由稳压管U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3连接构成，稳压 管Ul的型号为TL431，电阻R3为等效负载电阻。稳压管Ul的正极和电阻R2的一 端以及电阻R3的一端接调整电路三极管Ql的集电极，稳压管U1的负极和电阻R1 的一端以及电阻R3的另一端接蓄电池E1的正极，稳压管U1的参考输入端Vref接 电阻R1的另一端和电阻R2的另一端。
本实用新型的工作原理如下
由蓄电池El正极输出的电流I流经电阻Rl与R2、稳压管Ul的负极至正极以 及电阻R3 i^H个并联支路，^AH极管Q1集电极，再由三极管Ql ^!t极流出经 电阻R5流入蓄电池El负极形成电流回路。运算放大器U2输出电流的一部分,电阻R4与二极管D1，再通31ii算放大器U2负电源端回到运算放大器U2输出形成 回路。运算放大器U2同相输入端电压由二极管D1上的正向电压VD决定。运算放 大器U2输出端通过电阻R4为二极管Dl提供工作电流，只要保证流经二极管Dl — 定的工作电流，二极管D1上的电压VD就保持不变。当蓄电池E1电压变化时，引 起输出电流I变化，使流经稳压电路、三极管Q1集电极、发射极以及电阻R5的工 作电流时随之变化，弓胞电阻R5上的电压即运算放大器U2反相输入端电压歐变 化。运算放大器U2的输出电压由运算放大器U2的同相输入端与反相输入端之间的 电压差决定当运算放大器U2的反相输入端电压高于同相输入端电压时，输出端 电压降低；当运算放大器U2的反相输入端电压低于同相输入端电压时，输出端电 压增高。蓄电池电压Vbat变化，引起工作电流I变化，造成i^M算放大器U2反 相输入端电压的变化，而运算放大器U2同相输入端上的电压VD保持不变，运算放 大器U2的输出电压在同相输入端与反相输入端之间的电压差的控制下，自动调整 三极管Ql集电极与皿极之间的等效电阻为最佳电阻值。更为有利的是二极管Dl 正向管压降VD约为0. 6V，当蓄电池El降低到接近Vout时，运算放大器U2与三极 管Ql连接成为具有低输出阻抗的射概艮随器，三极管Ql ，极输出电压跟随运算 放大器U2同相输入端电压VD，使本实用新型输入输出最小电压差Vbat—Vout约为 0.6V，大幅提高了蓄电池输出电压Vbat的利用范围。
权利要求1、一种蓄电池的低压差线性稳压器，包括稳压电路，其特征在于它还包括恒流源电路和调整电路，恒流源电路的输出端接调整电路，调整电路的输出端接稳压电路。
2、 按照权利要求1所述的蓄电池的低压差线性稳压器，其特征在于所说的恒 流源电路为运算放大器(U2)的同相输入端接二极管(Dl)的正极并通过(R4) 接输出端、反相输入端接调整电路并通过电阻(R5)接二极管(Dl)的负极和蓄电 池(El)的负极、正电源端接蓄电池(El)的正极、负电源端接蓄电池(El)的负 极、输出端接三极管(Ql)的基极；上述的运算放大器(U2)的型号为TL061。
3、 按照权利要求1所述的蓄电池的低压差线性稳压器，其特征在于所说的调 整电路为三极管(Ql)的基极接运算放大器(U2)的输出端、划寸极接运算放大 器(U2)的反相输入端、集电极接稳压管(Ul)的正极；上述的稳压管(Ul)的型 号为TL431。
专利摘要一种蓄电池的低压差线性稳压器，它包括稳压电路，它还包括恒流源电路和调整电路，恒流源电路的输出端接调整电路，调整电路的输出端接稳压电路。本实用新型采用了恒流源电路和调整电路取代了线性稳压器的限流电阻RA，自动调节蓄电池电压Vbat与Vout之间的电压差为最佳值，并使蓄电池电压Vbat与稳压电路输出电压Vout之间最小电压差仅0.6V，大幅度地提高了蓄电池的电能利用率。本实用新型具有设计合理、结构简单、生产成本低、运行稳定可靠等优点，可在蓄电池稳压电路中推广使用。
文档编号G05F1/46GK201233547SQ200820029758
公开日2009年5月6日 申请日期2008年7月28日 优先权日2008年7月28日
发明者刘长虹, 和康元 申请人:中国科学院国家授时中心