一种稳压器的控制电路、PCB板以及稳压器

本发明涉及电子电路技术，特别涉及一种稳压器的控制电路、pcb板以及稳压器。

背景技术：

1、低压降稳压器（ldo）是一种线性稳压器，压降电压是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mv之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值，正输出电压的ldo通常使用功率晶体管作为pnp，这种晶体管允许饱和，所以稳压器可以有一个非常低的压降电压，通常为200mv左右，然而采用pmos的led的电路结构，还需要再设置环路补偿，存在电路成本高的问题。与之相比，采用nmos功率管的ldo电路结构，虽然更容易实现补偿，但使用npn复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为2v左右，即存在输出电压大的问题，尤其是在低压工作条件下更为严重。故现有稳压器还有待改进和提高。

技术实现思路

1、发明目的：针对以上问题，本发明目的是提供一种稳压器的控制电路，通过电荷泵产生高于输入电压的电压，以降低输出单元的输出电压，提高了输入电压范围。本发明的另一目的是提供一种pcb板和稳压器。

2、技术方案：本发明的一方面，提供了一种稳压器的控制电路，包括电荷泵、箝位单元、电流源、电流镜单元和输出单元，所述箝位单元的一端连接外部输入电源和所述电荷泵，所述电流源与所述电流镜单元的一端连接，所述箝位单元的另一端、所述电流镜单元的另一端以及所述电荷泵分别与所述输出单元连接；

3、所述箝位单元用于产生和维持电压vbr，其中电压vbr大于输出单元的输出电压vth；

4、所述电流源、所述电流镜单元以及所述电荷泵用于降低输出单元的输出电压。

5、进一步地，所述箝位单元包括第一导通部、第二导通部和二极管d1，所述第一导通部的一端以及所述第二导通部的一端分别连接外部输入电源，并与所述电荷泵连接；所述第一导通部的另一端与防倒灌单元连接，所述第二导通部的另一端分别与所述二极管d1的负极以及所述输出单元连接，所述二极管d1的正极接地；所述第一导通部和第二导通部用于使二极管d1的阴极维持在反向击穿电压。

6、进一步地，稳压器的控制电路还包括防倒灌单元，所述防倒灌单元设置于所述第一导通部的另一端与所述二极管d1的负极之间。

7、进一步地，所述第一导通部包括第三p型场效应管pm3、第四p型场效应管pm4和第一电阻r1，所述第三p型场效应管pm3的源极以及所述第四p型场效应管pm4的源极分别连接外部输入电源，并与所述电荷泵连接；所述第三p型场效应管pm3的栅极与所述第四p型场效应管pm4的栅极连接，所述第三p型场效应管pm3的漏极与所述电流镜单元连接，所述第四p型场效应管pm4的漏极与所述第一电阻r1的一端连接，所述第一电阻r1的另一端通过防倒灌单元分别与所述二极管d1的负极以及所述输出单元连接；所述第三p型场效应管pm3的栅极与漏极短接。

8、进一步地，所述防倒灌单元包括双极晶体管npn1，所述双极晶体管npn1的集电极与所述第一电阻r1的另一端连接，所述双极晶体管npn1的发射极与所述二极管d1的负极连接，所述双极晶体管npn1的基极和集电极短接。

9、进一步地，所述第二导通部包括第一p型场效应管pm1、第二p型场效应管pm2和第二电阻r2，所述第一p型场效应管pm1的源极以及所述第二p型场效应管pm2的源极分别与所述电荷泵连接；所述第一p型场效应管pm1的栅极与所述第二p型场效应管pm2的栅极连接，所述第一p型场效应管pm1的漏极与所述电流镜单元连接，所述第二p型场效应管pm2的漏极与所述第二电阻r2的一端连接，所述第二电阻r2的另一端分别与所述二极管d1的负极以及所述输出单元连接；所述第一p型场效应管pm1的栅极与漏极短接。

10、进一步地，所述电流镜单元包括第一n型场效应管nm1、第二n型场效应管nm2和第三n型场效应管nm3，所述第一n型场效应管nm1的漏极和栅极分别与所述电流源连接，所述第二n型场效应管nm2的栅极、所述第三n型场效应管nm3的栅极以及所述输出单元分别与所述第一n型场效应管nm1的栅极连接；所述第二n型场效应管nm2的漏极与所述第三p型场效应管pm3的漏极连接；所述第三n型场效应管nm3的漏极与所述第一p型场效应管pm1的漏极连接；所述第一n型场效应管nm1的源极、所述第二n型场效应管nm2的源极以及所述第三n型场效应管nm3的源极分别接地。

11、进一步地，所述输出单元包括第四n型场效应管nm4和第五n型场效应管nm5，所述第四n型场效应管nm4的栅极分别与所述双极晶体管npn1的发射极以及所述二极管d1的负极连接；所述第四n型场效应管nm4的漏极与所述电荷泵连接；所述第五n型场效应管nm5的栅极分别与所述第一n型场效应管nm1的栅极、所述第二n型场效应管nm2的栅极以及所述第三n型场效应管nm3的栅极连接，所述第五n型场效应管nm5的源极接地；所述第四n型场效应管nm4的源极以及所述第五n型场效应管nm5的漏极作为输出单元的输出端。

12、本发明的另一方面，提供了一种pcb板，所述pcb板上印刷有上述的稳压器的控制电路。

13、本发明的另一方面，提供了一种稳压器，包括壳体，所述壳体内设置有上述的pcb板。

14、有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：

15、本发明提供了一种稳压器的控制电路，包括电荷泵，通过电荷泵产生一个高于外部输入电源的输入电压的电压，使输出单元的工作电压vth与箝位单元的工作电压vbr相近似，由于输出电压等于vbr-vth，即电荷泵的存在使输出单元的输出电压保持在较低值，且在一定电压范围内，输出单元的输出电压不受输入电压变化的影响，提高了输入电压的范围。

技术特征：

1.一种稳压器的控制电路，其特征在于，包括电荷泵、箝位单元、电流源、电流镜单元和输出单元，所述箝位单元的一端连接外部输入电源和所述电荷泵，所述电流源与所述电流镜单元的一端连接，所述箝位单元的另一端、所述电流镜单元的另一端以及所述电荷泵分别与所述输出单元连接；

2.根据权利要求1所述的稳压器的控制电路，其特征在于，所述箝位单元包括第一导通部、第二导通部和二极管d1，所述第一导通部的一端以及所述第二导通部的一端分别连接外部输入电源，并与所述电荷泵连接；所述第一导通部的另一端与防倒灌单元连接，所述第二导通部的另一端分别与所述二极管d1的负极以及所述输出单元连接，所述二极管d1的正极接地；所述第一导通部和第二导通部用于使二极管d1的阴极维持在反向击穿电压。

3.根据权利要求2所述的稳压器的控制电路，其特征在于，还包括防倒灌单元，所述防倒灌单元设置于所述第一导通部的另一端与所述二极管d1的负极之间。

4.根据权利要求3所述的稳压器的控制电路，其特征在于，所述第一导通部包括第三p型场效应管pm3、第四p型场效应管pm4和第一电阻r1，所述第三p型场效应管pm3的源极以及所述第四p型场效应管pm4的源极分别连接外部输入电源，并与所述电荷泵连接；所述第三p型场效应管pm3的栅极与所述第四p型场效应管pm4的栅极连接，所述第三p型场效应管pm3的漏极与所述电流镜单元连接，所述第四p型场效应管pm4的漏极与所述第一电阻r1的一端连接，所述第一电阻r1的另一端通过防倒灌单元分别与所述二极管d1的负极以及所述输出单元连接；所述第三p型场效应管pm3的栅极与漏极短接。

5.根据权利要求4所述的稳压器的控制电路，其特征在于，所述防倒灌单元包括双极晶体管npn1，所述双极晶体管npn1的集电极与所述第一电阻r1的另一端连接，所述双极晶体管npn1的发射极与所述二极管d1的负极连接，所述双极晶体管npn1的基极和集电极短接。

6.根据权利要求2所述的稳压器的控制电路，其特征在于，所述第二导通部包括第一p型场效应管pm1、第二p型场效应管pm2和第二电阻r2，所述第一p型场效应管pm1的源极以及所述第二p型场效应管pm2的源极分别与所述电荷泵连接；所述第一p型场效应管pm1的栅极与所述第二p型场效应管pm2的栅极连接，所述第一p型场效应管pm1的漏极与所述电流镜单元连接，所述第二p型场效应管pm2的漏极与所述第二电阻r2的一端连接，所述第二电阻r2的另一端分别与所述二极管d1的负极以及所述输出单元连接；所述第一p型场效应管pm1的栅极与漏极短接。

7.根据权利要求2所述的稳压器的控制电路，其特征在于，所述电流镜单元包括第一n型场效应管nm1、第二n型场效应管nm2和第三n型场效应管nm3，所述第一n型场效应管nm1的漏极和栅极分别与所述电流源连接，所述第二n型场效应管nm2的栅极、所述第三n型场效应管nm3的栅极以及所述输出单元分别与所述第一n型场效应管nm1的栅极连接；所述第二n型场效应管nm2的漏极与所述第三p型场效应管pm3的漏极连接；所述第三n型场效应管nm3的漏极与所述第一p型场效应管pm1的漏极连接；所述第一n型场效应管nm1的源极、所述第二n型场效应管nm2的源极以及所述第三n型场效应管nm3的源极分别接地。

8.根据权利要求7所述的稳压器的控制电路，其特征在于，所述输出单元包括第四n型场效应管nm4和第五n型场效应管nm5，所述第四n型场效应管nm4的栅极分别与所述双极晶体管npn1的发射极以及所述二极管d1的负极连接；所述第四n型场效应管nm4的漏极与所述电荷泵连接；所述第五n型场效应管nm5的栅极分别与所述第一n型场效应管nm1的栅极、所述第二n型场效应管nm2的栅极以及所述第三n型场效应管nm3的栅极连接，所述第五n型场效应管nm5的源极接地；所述第四n型场效应管nm4的源极以及所述第五n型场效应管nm5的漏极作为输出单元的输出端。

9.一种pcb板，其特征在于，所述pcb板上印刷有如权利要求1至8任一项所述的稳压器的控制电路。

10.一种稳压器，包括壳体，其特征在于，所述壳体内设置有如权利要求9所述的pcb板。

技术总结
本发明公开了一种稳压器的控制电路，包括电荷泵、箝位单元、电流源、电流镜单元和输出单元，所述箝位单元的一端连接外部输入电源和所述电荷泵，所述电流源与所述电流镜单元的一端连接，所述箝位单元的另一端、所述电流镜单元的另一端以及所述电荷泵分别与所述输出单元连接。本发明的稳压器的控制电路，通过电荷泵产生一个高于外部输入电源的输入电压的电压，使输出单元的工作电压Vth与箝位单元的工作电压VBR相近似，由于输出电压等于VBR‑Vth，即电荷泵的存在使输出单元的输出电压保持在较低值，且在一定电压范围内，输出单元的输出电压不受输入电压变化的影响，提高了输入电压的范围。

技术研发人员：陆晨旭,谢祖帅,蔡志匡
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13