稳压芯片及电源系统的制作方法

本发明属于电路设计领域，特别是涉及一种稳压芯片及电源系统。

背景技术：

1、稳压器能够自动调整输出电压，其作用是将波动较大和不合用电器设备要求的电源电压稳定在它的设定值范围内，使各种电路或电器设备能在额定工作电压下正常工作。

2、现在的电子产品一般需要经过电源适配器或锂电池供电，电源的电压都会在很大的变化范围内，而电子设备一般不能承受很大的电压变化，就需要使用稳压器来输出稳定的电压给环路及芯片供电，在手机的充电器及led驱动电路等电路中，应用着各种型号的稳压器，用于将波动较大和达不到需求的电源的输出电压或输出电流稳定在它的设定值范围内。

3、目前广泛应用的稳压ic，如型号为tl431的稳压ic，图1所示为tl431内部电路图，为使tl431内部的三极管稳定运行在线性工作区，在应用电路中需额外为其提供偏置电路，如图2所示，光耦上并联的电阻r0即为偏置电阻，当光耦电流为0时，偏置电阻为tl431提供偏置电流，偏置电阻r0的存在使得应用电路设计时更加繁琐，需要计算r0引入的电阻阻值的影响，应用电路的精度受到影响。

4、另外，因tl431内部放大器反相输入端连接的是基准电压vref(为2.5v)，基准电压vref是固定值，也即tl431内部放大器反相输入无法通过外部电路调整，使得tl431内部的放大器只能工作于2.5v这一特定值，因此tl431仅适用于电压反馈环路，而不能适用于电流反馈环路。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种稳压芯片及电源系统，用于解决现有芯片无法自供应偏置电流并且只能应用于电压反馈控制环路而不能应用于电流反馈控制环路的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种稳压芯片，所述稳压芯片包括：第一电阻、第二电阻、稳压模块及偏置电流提供模块；其中，

3、所述第一电阻的第一端连接第一电压引脚，第二端连接系统输出电压引脚；

4、所述第二电阻的第一端连接第二电压引脚，第二端接入第一基准电压；

5、所述稳压模块包括第一三极管，并连接于光耦引脚和接地引脚之间，用于比较所述第一电压引脚接入的第一接入电压和所述第二电压引脚接入的第二接入电压，并根据所述第一接入电压与所述第二接入电压的压差控制所述第一三极管的导通电流；

6、所述偏置电流提供模块连接于所述系统输出电压引脚和所述第一三极管的集电极之间，用于根据第二基准电压为所述第一三极管提供偏置电流。

7、可选地，所述稳压模块还包括：第一运算放大器；其中，所述第一运算放大器的同相输入端接入所述第一接入电压，反相输入端接入所述第二接入电压，输出端连接所述第一三极管的基极；所述第一三极管的发射极连接所述接地引脚，集电极接入所述偏置电流并连接所述光耦引脚。

8、可选地，所述稳压模块还包括第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述第一三极管的发射极，负极连接所述第一三极管的集电极。

9、可选地，所述偏置电流提供模块包括：第二运算放大器、第二三极管及第三电阻；其中，所述第二运算放大器的同相输入端接入所述第二基准电压，反相输入端连接所述第二三极管的集电极，输出端连接所述第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接所述系统输出电压引脚，集电极连接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接所述第一三极管的集电极。

10、可选地，所述第一基准电压和所述第二基准电压由所述稳压芯片内部的基准电压源产生。

11、本发明还提供一种电源系统，所述电源系统包括如前所述的稳压芯片。

12、可选地，所述电源系统具有电压反馈控制环路；所述稳压芯片的所述第一电压引脚通过分压电阻连接系统输出电压正向端，并通过rc补偿网络连接光耦发射端的负极，所述第二电压引脚悬空，系统输出电压引脚连接系统输出电压正向端，光耦引脚连接光耦发射端的负极，接地引脚接地。

13、可选地，所述电源系统具有电流反馈控制环路；所述稳压芯片的所述第一电压引脚通过第一分压电阻连接电流取样电阻的第二端，并通过rc补偿网络连接发射端的负极，所述第二电压引脚通过第二分压电阻连接所述电流取样电阻的第一端，系统输出电压引脚连接系统输出电压正向端，光耦引脚连接光耦发射端的负极，接地引脚接地，其中，所述电流取样电阻串联于系统输出电压负向端，且其第二端接地。

14、可选地，所述电源系统包括反激变换器系统、正极变换器系统或llc变换器系统。

15、可选地，所述电源系统为反激变换器系统；所述电源系统还包括：整流滤波电路、功率转换电路、光耦及反馈控制电路；

16、所述整流滤波电路用于对交流市电进行整流、滤波后产生母线电压；

17、所述功率转换电路连接所述整流滤波电路的输出端，用于根据所述母线电压产生系统输出电压；

18、所述稳压芯片连接所述功率转换电路的输出端，用于根据所述系统输出电压或系统输出电流的变化产生相应电信号；

19、所述光耦的发射端的正极通过电阻连接系统输出电压，发射端的负极接入所述电信号，接收端的集电极产生反馈控制信号，接收端的发射极接地；

20、所述反馈控制电路连接于所述光耦和所述功率转换电路之间，用于根据所述反馈控制信号调节mos管栅控信号的占空比，以实现系统输出电压或系统输出电流的恒定控制。

21、如上所述，本发明的稳压芯片及电源系统，具有以下有益效果：

22、通过本发明的稳压芯片，能够自供应偏置电流，应用时不需额外引入偏置电流，避免了偏置电路对电源系统带来的误差，提高了电源系统电路的精度；同时本发明的稳压芯片扩宽了适用范围，同时适用于电流反馈控制环路和电压反馈控制环路。

23、本发明的稳压芯片结构简单，可以在ic内部提供偏置电流，有效的提高电路的精度，电路精度高，应用的可靠性高且适应范围广；且可应用于电流环路和电压环路，简化应用电路的设计并提高应用可靠性。本发明提出的应用了上述稳压集成芯片的电源系统设计简化，无需偏置电路，可靠性高。

技术特征：

1.一种稳压芯片，其特征在于，所述稳压芯片包括：第一电阻、第二电阻、稳压模块及偏置电流提供模块；其中，

2.根据权利要求1所述的稳压芯片，其特征在于：所述稳压模块还包括：第一运算放大器；其中，所述第一运算放大器的同相输入端接入所述第一接入电压，反相输入端接入所述第二接入电压，输出端连接所述第一三极管的基极；所述第一三极管的发射极连接所述接地引脚，集电极接入所述偏置电流并连接所述光耦引脚。

3.根据权利要求2所述的稳压芯片，其特征在于，所述稳压模块还包括第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述第一三极管的发射极，负极连接所述第一三极管的集电极。

4.根据权利要求1所述的稳压芯片，其特征在于，所述偏置电流提供模块包括：第二运算放大器、第二三极管及第三电阻；其中，所述第二运算放大器的同相输入端接入所述第二基准电压，反相输入端连接所述第二三极管的集电极，输出端连接所述第二三极管的基极；所述第二三极管的发射极连接所述系统输出电压引脚，集电极连接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接所述第一三极管的集电极。

5.权利要求1-4任一项所述的稳压芯片，其特征在于，所述第一基准电压和所述第二基准电压由所述稳压芯片内部的基准电压源产生。

6.一种电源系统，其特征在于，所述电源系统包括：如权利要求1-5任一项所述的稳压芯片。

7.根据权利要求6所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统具有电压反馈控制环路；所述稳压芯片的所述第一电压引脚通过分压电阻连接系统输出电压正向端，并通过rc补偿网络连接光耦发射端的负极，所述第二电压引脚悬空，系统输出电压引脚连接系统输出电压正向端，光耦引脚连接光耦发射端的负极，接地引脚接地。

8.根据权利要求6所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统具有电流反馈控制环路；所述稳压芯片的所述第一电压引脚通过第一分压电阻连接电流取样电阻的第二端，并通过rc补偿网络连接发射端的负极，所述第二电压引脚通过第二分压电阻连接所述电流取样电阻的第一端，系统输出电压引脚连接系统输出电压正向端，光耦引脚连接光耦发射端的负极，接地引脚接地，其中，所述电流取样电阻串联于系统输出电压负向端，且其第二端接地。

9.根据权利要求7或8所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统包括反激变换器系统、正极变换器系统或llc变换器系统。

10.根据权利要求9所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统为反激变换器系统；所述电源系统还包括：整流滤波电路、功率转换电路、光耦及反馈控制电路；

技术总结
本发明提供一种稳压芯片及电源系统，所述稳压芯片包括：第一电阻、第二电阻、稳压模块及偏置电流提供模块；所述第一电阻的第一端连接第一电压引脚，第二端连接系统输出电压引脚；所述第二电阻的第一端连接第二电压引脚，第二端接入第一基准电压；所述稳压模块包括第一三极管，用于根据第一接入电压与第二接入电压的压差控制所述第一三极管的导通电流；所述偏置电流提供模块用于为所述第一三极管提供偏置电流。通过本发明提供的稳压芯片及电源系统，解决了现有芯片无法自供应偏置电流并且只能应用于电压反馈控制环路而不能应用于电流反馈控制环路的问题。

技术研发人员：周高军,李亮,吴泉清,盛欢
受保护的技术使用者：华润微集成电路（无锡）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13