一种输出随着控制电压均衡升高的电流源的制作方法
【专利摘要】一种输出随着控制电压均衡升高的电流源，能在两个输入电压范围内提供平稳的电流转换功能，这样，该电源就能为需要不止一个电源的电子电路供电。在一个具体实例中，这样的电源包括一个蓄电池以及一个由交流电源控制的直流电源。这样的电流源被设计来提供基准电流。该基准电流根据来自每根电源线的电流建立镜像电流，以此来提供所需要的输出电流。
【专利说明】一种输出随着控制电压均衡升高的电流源
【背景技术】:
[0001] 本发明涉及到电子电路，尤其是用于产生输出随着控制电压均衡升高的电流源。【技术领域】:
[0001]图1是先前技术中的多发射极PNP型晶体管100的示意图。这样的晶体管可以作为电流控制装置，为连接在集电极101上的电子电路提供电源，响应连接在一个或多个发射极上的一个或多个电压源，图1中展示了其中两个发射极102-1和102-N。晶体管100的基极104不是通常的直接接地，例如通过控制电路(图中没有展示出电路107的细节)。
[0002]图1中晶体管100的一个典型作用是给个人电脑或是任何使用外部直流电源的电子设备供电，调整来自电源线或电池的交流电。例如，经过调整的交流电源电压Vl加在发射极102-1上，电池的电压VN加在发射极102-N上，电流IP就会由集电极101产生，因为受基极104控制，这样就会在集电极101处产生稳压。当电压Vl和VN间存在差值，热电压形式为kt/q (27摄氏度时为26毫伏或是更大)，集电极101就会产生一个最低量的电流Imin0相反地，当Vl和VN的差值小于热电压，例如，当晶体管100的一个使用者需要将发射极102-1到102-N连接在一起，集电极101就会产生一个大于IP的电流Imax。集电极101的限流用来保护晶体管或是负载。不同于使用与端子101或102-1到102-N串联的电阻上的压降，根据固有电路的复杂性，限流功能可以通过基极104获得，因为在高电流密度下使用晶体管100或者将集电极通过连线105连接至基极端时，晶体管100的电流增益是众所周知的。
[0003]图1是一个一般稳压电路的原理图，该稳压电路使用具有一个或多个电压的电源工作。如果晶体管100的传导控制电路“基极驱动” 107如图这样的，只要发射极102-1到102-N中的一个或多个获得Vl到VN足够的电源电压供应，晶体管100的集电极101处就是一个稳压节点。Vl到VN中至少有一个的最小可接受电压为晶体管的饱和电压Vsat，例如
5.1伏，高于所需要的稳压输出5伏。使用与发射极引线102-1到102-N或是与集电极101串联的电阻的标准方法是不需要的。如果晶体管100的电流增益是已知的，限流功能就可以通过在基极驱动100上进行限流获得。当晶体管100为横向PNP时，在高电流密度下的电流增益就是已知的。通过增加反馈集电极105，由集电极101和105的传导比率来确定电流增益，晶体管100的电流增益就更容易获得。需要注意的是，该反馈在PNP晶体管被独立栅极器件例如场效应管代替时也可以应用。
[0004]当102-1到102-N中的一部分发射极导通时，通常需要提供增加流过晶体管100的基极104的基极电流的端子，因为晶体管100可以更好地控制具有一系列发射极导通情况下的电源。
[0005]实际的具有随着控制电压均衡升高的电流源被作为增加流过图1中基极104电流的端子，在专门的稳压功能中出现的问题，以及更多需要依靠多电压电源工作的电子电路中的普遍问题。
【发明内容】
:
[0006]一种新颖的电路，能在两个输入电压范围内提供平稳的电流转换功能，这样，该电源就能为需要不止一个电源的电子电路供电。
[0007]本发明的技术解决方案:
[0008]在一个具体实例中，这样的电源包括一个蓄电池以及一个由交流电源控制的直流电源。这样的电流源被设计来提供基准电流。该基准电流根据来自每根电源线的电流建立镜像电流，以此来提供所需要的输出电流。一个进一步的改进就是要理解，当电源Vl到VN间并联更多的电源时，晶体管就可以处理更多的电流，在使用者具有较少不同电源的情况下，就可以在任何特定晶体管中建立起独立的发射极。当电源电压Vl到VN中的两个或是更多均衡的时候，限流就会增加。本发明的电路用来在电压对均衡时增加限流。需要理解的是，本发明的电路限流方面有更广泛的用途，这里只举了一个简单的例子。
[0009]对比专利文献:CN202043055U输出电流源201120124461.1
【专利附图】
【附图说明】:
[0010]图1展示了先前技术中适用于电流控制设备的多发射极PNP晶体管的示意图；
[0011]图2展示了本发明的一个具体实例的原理图，该实例从一个或多个多输入电源中提供一个输出电流；
[0012]图3描绘了能够根据本
【发明内容】
产生所需要的转换功能的一个例子曲线图；
[0013]图4展示了根据本发明原理制造的一个实例电路的原理图；
[0014]图5展示了本发明一个可选实例的原理图。
【具体实施方式】:
[0015]如图3所示，我们需要在一定电压范围内(VI和V2)提供平滑连续的电流转换功能，图3展示了一个根据本
【发明内容】
的能够产生所需要电流转换功能的例子。图3中所示的电流转换功能表明，IP大致等于两倍的Imin，并且转换功能的钟形曲线与晶体管对的有效饱和电流成比例，晶体管对中的两组晶体管依靠相同的控制电压工作。自然地，其他电流强度的IP以及其他形状的转换功能曲线，根据本发明的指导内容，都是可行的。
[0016]图4为根据本发明指导内容构建的一个实例电路300的原理图，该电路能提供如图3所示转换曲线，并且能为图1中晶体管的基极104提供合适的控制信号。输入电压Vl应用在电压总线301上，输入电压V2应用在电压总线302上。与正电压相对的是，晶体管303通过集电极303-1将电流导入地。一个成比例的电流通过集电极303-2流入电流源306。晶体管304与集电极303-2中的电流镜像对称，并且晶体管305又将晶体管304中的电流镜像对称至输出端307。在相同的形式下，与正电压V2相对的是，晶体管313通过集电极313-1将电流导入地。一个成比例的电流通过集电极313-2流入电流源316。晶体管314与集电极313-2中的电流镜像对称，并且晶体管315又将晶体管314中的电流镜像对称至输出端307。
[0017]在首选实例中，晶体管303、304、305、313、314和315的饱和电流是相等的，并且为了方便装配，这些晶体管所有的发射极的尺寸都是相同的。这时，输出电流1ut与Iin的比值(由电流源306和316产生的电流)一定是几个不连续值中的一个。[0018]输出电流1ut可以表示为:
【权利要求】
1.一种输出随着控制电压均衡升高的电流源，其特征是:电路包括:第一极性的第一电源输入引线；上述第一极性的第二电源输入引线；第二极性的第三电源输入引线；提供输出电流的输出引线；第一电流镜电路包括:一个第一晶体管，其第一电流传输引线耦合在上述第一电源引线上，第二电流传输引线耦合在上述第三电源引线上，第三电流传输引线耦合在上述第三电源引线上，控制引线耦合在上述第三电流传输引线上；第二晶体管，其第一电流传输引线耦合在上述第二电源引线上，第二电流传输引线耦合在上述第一晶体管的控制引线上，控制引线耦合在上述第一晶体管的控制引线上；一个第三晶体管，其第一电流传输引线耦合在上述第二电源引线上，第二电流传输引线耦合在上述输出引线上，控制引线耦合在上述第一晶体管的控制引线上；第二电流镜电路包括:一个第四晶体管，其第一电流传输引线耦合在上述第二电源引线上，第二电流传输引线耦合在上述第三电源引线上，第三电流传输引线耦合在上述第三电源引线上，控制引线耦合在上述第三电流传输引线上；一个第五晶体管，其第一电流传输引线耦合在上述第一电源引线上，第二电流传输引线耦合在上述第一晶体管的控制引线上，控制引线耦合在上述第四晶体管的控制引线上；一个第六晶体管，其第一电流传输端耦合在上述第一电源引线上，第二电流传输引线耦合在上述输出引线上，控制引线耦合在上述第四晶体管的控制引线上。
2.根据权利要求1所述的一种输出随着控制电压均衡升高的电流源，其特征是:电路包括:第一极性的第一电源输入引线；上述第一极性的第二电源输入引线；第二极性的第三电源输入引线；提供输出电流的输出引线；第一电流镜电路包括:用于建立第一电流的第一端子，第一电流从上述第一电源引线流至上述第三电源引线，第一端子的控制引线具有与上述第一电流相关的控制电压；将来自上述第一电源引线的电流反射至上述第三电源引线的端子，其控制引线耦合在上述第一端子的控制引线上；将来自上述第二电源引线的电流反射至上述第三电源引线的端子，其控制引线耦合在上述第一端子的控制引线上；将来自上述第二电源引线的电流反射至上述输出端，其控制引线耦合在上述第一端子的控制引线上；第二电流镜端子包括:用于建立第二电流的第二端子，第一电流从上述第二电源引线流至上述第三电源引线，第二端子的控制引线具有与上述第二电流相关的控制电压；将来自上述第一电源引线的电流反射至上述第三电源引线的端子，其控制引线耦合在上述第二端子的控制引线上；将来自上述第二电源引线的电流反射至上述第三电源引线的端子，其控制引线耦合在上述第二端子的控制引线上；将来自上述第一电源引线的电流反射至上述输出端，其控制引线耦合在上述第二端子的控制引线上。
【文档编号】G05F1/56GK203561911SQ201320755847
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】不公告发明人 申请人:苏州贝克微电子有限公司