一种线性稳压电路

技术领域

本申请涉及电力电子的技术领域，特别涉及一种线性稳压电路。

背景技术

电源负责为电子系统提供电能，是很多电子系统中不可或缺的组成部分。各种各样的电源中，低压差线性稳压电源（LDO）具有低噪声、低纹波、低电磁干扰（EMI）等优点。因此被运用在大到全球的通信网络，小到蓝牙耳机的各式电子系统中，并起着关键作用。

线性稳压电源是线性地变化自身压降来稳定输出电压的一种稳压电源。线性稳压电源的工作遵循以下公式：

V

其中,V

线性稳压电源电路通常包括误差放大器以及反馈电阻网络，当线性稳压电源输出负载发生变化时，输出电压也会发生改变，反馈电阻网络采集线性稳压电源的输出电压，并反馈到误差线性稳压电路放大器的输入端，与外部输入的参考电压进行比较，误差放大器的输出端连接于功率调整管的栅极，通过对功率调整管的栅极电压的调节使线性稳压器的输出达到稳态。

目前，市面上常见的低压差线性稳压电源，例如，AMS1117系列和LM187X系列，其输入与输出的电压差达到几百毫伏甚至1V以上，线性稳压电源输入与输出的电压差较大。

发明内容

为了降低线性稳压电源输入电压和输出电压之间的电压差，本申请提供了一种线性稳压电路。

第一方面，本申请提供了一种线性稳压电路，采用如下技术方案：

一种线性稳压电路，其包括：

第一整流模块，用于接收交流电，并整流输出第一直流电V

第一倍压模块，用于接收所述交流电，输出第一辅助直流电V

第一主稳压模块，用于接收所述第一直流电V

所述第一辅助直流电V

通过上述技术方案，第一主稳压模块的核心部件为功率调整管，第一直流电V

本申请降低了线性稳压电源输入端与输出端之间的电压差V

可选的，所述第一倍压模块包括第一电容器C1、第一二极管D1、第二二极管D2和第二电容器C2；所述第一电容器C1的一端与所述第一倍压模块的第一输入端连接，所述第一电容器C1的另一端分别与所述第一二极管D1的阳极和所述第二二极管D2的阴极连接，所述第二二极管D2的阳极与所述第一倍压模块的第二输入端连接，所述第一二极管D1的阴极与所述第二电容器C2的一端连接，所述第二电容器C2的另一端接地；

所述第一二极管D1的阴极与所述第二电容器C2连接的一端与所述第一倍压模块的输出端连接。

可选的，还包括：

第一镜像恒流源模块，用于接收所述第一直流电V

第一基准电压源模块，用于输出所述第一基准电压；所述第一基准电压源模块的输入端与所述第一镜像恒流源模块的第二输出端连接，所述第一基准电压源模块的输出端与所述第一主稳压模块的基准端连接。

可选的，所述第一主稳压模块包括：

第一采样单元，用于采样输出所述第一稳压直流电V

第一主调整管单元，用于接收所述第一直流电V

第一差分放大单元，用于接收所述第一基准电压和所述第一稳压直流电V

第二方面，本申请提供了另一种线性稳压电路，采用如下技术方案：

一种线性稳压电路，其包括：

第二整流模块，用于接收交流电，并整流输出第二直流电V

第二倍压模块，用于接收所述交流电，输出第二辅助直流电V

第二主稳压模块，用于接收所述第二直流电V

所述第二辅助直流电V

可选的，所述第二倍压模块包括第三电容器C3、第三二极管D3、第四二极管D4和第四电容器C4，所述第三电容器C3的一端与所述第二倍压模块的第一输入端连接，所述第三电容器C3的另一端分别与所述第三二极管D3的阳极和所述第四二极管D4的阴极连接，所述第三二极管D3的阴极与所述第二倍压模块的第二输入端连接，所述第四二极管D4的阳极与所述第四电容器C4的一端连接，所述第四电容器C4的另一端接地；

所述第四二极管D4的阳极与所述第四电容器C4连接的一端与所述第二倍压模块的输出端连接。

可选的，还包括：

第二镜像恒流源模块，用于接收所述第二直流电V

第二基准电压源模块，用于输出所述第二基准电压；所述第二基准电压源模块的输入端与所述第二镜像恒流源模块的第二输出端连接，所述第二基准电压源模块的输出端与所述第二主稳压模块的基准端连接。

可选的，所述第二主稳压模块包括：

第二采样单元，用于采样输出所述第二稳压直流电V

第二主调整管单元，用于接收所述第二直流电V

第二差分放大单元，用于接收所述第二基准电压和所述第二稳压直流电V

第三方面，本申请提供了又一种线性稳压电路，采用如下技术方案：

一种线性稳压电路，其包括，双极性整流模块，用于接收交流电，所述双极性整流模块的第一输出端的电压幅值为正值，所述双极性整流模块的第二输出端的电压幅值为负值，所述双极性整流模块的输入端连接于所述线性稳压电路的输入端，还包括：上述第一方面中的第一倍压模块和第一主稳压模块，以及上述第二方面中的第二倍压模块和第二主稳压模块；

所述第一主稳压模块的输入端与所述双极性整流模块的第一输出端连接，所述第一主稳压模块的输出端与所述线性稳压电路的第一输出端连接，所述第一倍压模块的输入端连接于所述线性稳压电路的输入端，所述第一倍压模块的输入端连接于所述第一主稳压模块的控制端；

所述第二主稳压模块的输入端与所述双极性整流模块的第二输出端连接，所述第二主稳压模块的输出端与所述线性稳压电路的第二输出端连接，所述第二倍压模块的输入端连接于所述线性稳压电路的输入端，所述第二倍压模块的输入端连接于所述第二主稳压模块的控制端。

第四方面，本申请提供了一种线性稳压器，采用如下技术方案：

一种线性稳压器，其包括上述第一方面、第二方面或第三方面中任一所述的线性稳压电路。

综上所述，本申请至少包括以下有益效果：

第一主稳压模块的核心部件为功率调整管，由于功率调整管的栅源电压差越大，功率调整管的导通程度越大，漏极与源极的压差也就越小，因此采用第一辅助直流电V

附图说明

图1是本申请线性稳压电路一种实施方式的结构框图；

图2是本申请线性稳压电路一种实施方式的电路结构图；

图3是本申请线性稳压电路另一种实施方式的结构框图；

图4是本申请线性稳压电路另一种实施方式的电路结构图；

图5是本申请线性稳压电路又一种实施方式的电路结构图。

附图标记说明：11、第一整流模块；12、第一倍压模块；13、第一主稳压模块；131、第一采样单元；132、第一主调整管单元；133、第一差分放大单元；14、第一镜像恒流源模块；15、第一基准电压源模块；16、第一辅助稳压模块；21、第二整流模块；22、第二倍压模块；23、第二主稳压模块；231、第二采样单元；232、第二主调整管单元；233、第二差分放大单元；24、第二镜像恒流源模块；25、第二基准电压源模块；26、第二辅助稳压模块；31、双极性整流模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-5及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了第一种线性稳压电路。

如附图1和附图2所示，一种线性稳压电路，其包括：

第一整流模块11，用于接收交流电，并整流输出第一直流电V

本实施方式中，第一整流模块11采用桥式整流器，桥式整流器的交流输入端即为第一整流模块11的输入端，桥式整流器的直流输出端负极接地，从而使得桥式整流器的直流输出端正极输出的第一直流电V

第一倍压模块12，用于接收交流电，输出第一辅助直流电V

本实施方式中，第一倍压模块12通过内部的储能元件泵升交流电，使第一辅助直流电V

作为第一倍压模块12的一种实施方式，第一倍压模块12包括第一电容器C1、第一二极管D1、第二二极管D2和第二电容器C2；第一电容器C1的第一端与第一倍压模块12的第一输入端连接，第一电容器C1的第二端分别与第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阴极连接，第二二极管D2的阳极与第一倍压模块12的第二输入端连接，第一二极管D1的阴极与第二电容器C2的一端连接，第二电容器C2的另一端接地；第一二极管D1的阴极与第二电容器C2连接的一端与第一倍压模块12的输出端连接。

本实施方式中，第二电容器C2的另一端与第一整流模块11的输出端连接，第二电容器C2通过第一整流模块11中的滤波电容器接地；当第一倍压模块12的第一输入端电位小于第二输入端电位时，电流经过第二二极管D2和第一电容器C1，由第一倍压模块12的第二输入端流向第一输入端，并向第一电容器C1充电，第一电容器C1储能，使得第二端电位高于第一端电位，当第一倍压模块12的第一输入端电位大于第二输入端电位时，由于电容器两端电压不能突变，第一电容器C1第二端电位被举升，在几个周期后，第一电容器C1第二端的最小电压为零，最高电压为2倍交流电正半周的峰值，此时电流经过第一电容器C1，第一二极管D1和第二电容器C2，由第一倍压模块12的第一输入端流向第二输入端，并为第二电容器C2充电，第二电容器C2输出端电压稳定后输出的第一辅助直流电V

第一主稳压模块13，用于接收第一直流电V

本实施方式中，第一主稳压模块的核心部件为功率调整管，第一直流电V

作为第一主稳压模块13的一种实施方式，第一主稳压模块13包括：

第一采样单元131，用于采样输出第一稳压直流电V

本实施方式中，第一采样单元131包括第一电阻器R1和第二电阻器R2，第一电阻器R1的一端与线性稳压电路的输出端连接，第一电阻器R1的另一端与第二电阻器R2连接，第二电阻器R2连接的另一端接地，第一电阻器R1和第二电阻器R2的连接节点输出第一稳压直流电V

第一主调整管单元132，用于接收第一直流电V

在第一主调整管单元132的一种实施方式中，第一主调整管单元132包括NMOS管M1，NMOS管M1的漏极与第一主调整管单元132的输入端连接，NMOS管M1的源极与第一主调整管单元132的输出端连接，NMOS管M1的栅极与第一主调整管单元132的控制端连接。

在第一主调整管单元132的另一种实施方式中，第一主调整管单元132包括NMOS管M1、NPN型的第一三极管Q1、第三电阻器R3和第四电阻器R4，NMOS管M1的漏极与第一主调整管单元132的输入端连接；NMOS管M1的源极分别与第一三极管Q1的基极和第三电阻器R3的一端连接；NMOS管M1的栅极分与第一三极管Q1的集电极和第四电阻器R4的一端连接，第四电阻器R4的另一端连接与第一主调整管单元132的控制端连接；第三电阻器R3的另一端与第一三极管Q1的发射极连接，且与第一主调整管单元132的输出端连接。第一三极管Q1能够在NMOS管M1过流时关断NMOS管M1，从而保护电路。

在其他实施方式中，NMOS管M1还可以由PNP型双极晶体管代替。

需要说明的是，本申请具有高输入阻抗和低输出阻抗的特性，能很好地驱动第一主调整管单元132，从而支持换用较大功率的第一主调整管单元132或并联多个第一主调整管单元132以增强带载能力，例如本申请中第一主调整管单元132并联有两个。

第一差分放大单元133，用于接收第一基准电压和第一稳压直流电V

本实施方式中，第一差分放大单元133包括NPN型的第二三极管Q2、NPN型的第三三极管Q3和第五电阻器R5，第二三极管Q2的基极用于接收第一基准电压，第三三极管Q3的基极用于接收第一稳压直流电V

作为线性稳压电路的进一步实施方式，还包括：

第一镜像恒流源模块14，用于接收第一直流电V

本实施方式中，PNP型的第四三极管Q4、PNP型的第五三极管Q5、第六电阻器R6、第七电阻器R7、第八电阻器R8和第九电阻器R9连接，第四三极管Q4的基极与第五三极管Q5的基极连接，且与第八电阻器R8的一端连接，第八电阻器R8的另一端连接接地；第四三极管Q4的发射极与第六电阻器R6连接、第五三极管Q5的发射极与第七电阻器R7连接，第六电阻器R6的另一端与第七电阻器R7的另一端均与第一镜像恒流源模块14的输入端连接，第四三极管Q4的集电极与第九电阻器R9的一端连接，第九电阻器R9的另一端与第一镜像恒流源模块14的第二输出端连接，第五三极管Q5的集电极第一镜像恒流源模块14的第一输出端连接。设置第一镜像恒流源增强了线性稳压电路的增益、阻抗等特性。

第一基准电压源模块15，用于输出第一基准电压；第一基准电压源模块15的输入端与第一镜像恒流源模块14的第二输出端连接，第一基准电压源模块15的输出端与第一主稳压模块13的基准端连接。

作为线性稳压电路的在进一步实施方式，还包括：第一辅助稳压模块16，第一辅助稳压模块16的输入端与第一倍压模块12连接，第一辅助稳压模块16的输出端与第一镜像恒流源模块14连接，第一辅助稳压模块16的控制端接地。第一辅助稳压模块16使得第一辅助直流电V

本申请实施例提供了第二种线性稳压电路。

如附图3和附图4所示，一种线性稳压电路，其包括：

第二整流模块21，用于接收交流电，并整流输出第二直流电V

本实施方式中，第二整流模块21同样采用桥式整流器，区别于第一整流模块11的是，桥式整流器的直流输出端正极接地，从而使得桥式整流器的直流输出端负极输出的第二直流电V

第二倍压模块22，用于接收交流电，输出第二辅助直流电V

本实施方式中，第二倍压模块22通过内部的储能元件泵升交流电，使第二辅助直流电V

作为第二倍压模块22的一种实施方式，第二倍压模块22包括第三电容器C3、第三二极管D3、第四二极管D4和第四电容器C4，第三电容器C3的第一端与第二倍压模块22的第一输入端连接，第三电容器C3的第二端分别与第三二极管D3的阳极和第四二极管D4的阴极连接，第三二极管D3的阴极与第二倍压模块22的第二输入端连接，第四二极管D4的阳极与第四电容器C4的一端连接，第四电容器C4的另一端接地；第四二极管D4的阳极与第四电容器C4连接的一端与第二倍压模块22的输出端连接。

本实施方式中，当第二倍压模块22的第一输入端电位大于第二输入端电位时，电流经过第三电容器C3和第三二极管D3，由第二倍压模块22的第一输入端流向第二输入端，并向第三电容器C3充电，第三电容器C3储能，使得第一端电位高于第二端电位；当第二倍压模块22的第一输入端电位小于第二输入端电位时，由于电容器两端电压不能突变，第三电容器C3第一端电位被举升，在几个周期后，第三电容器C3第一端的最高电压为零，最低电压为2倍交流电负半周的峰值，此时电流经过第四电容器C4，第四二极管D4和第三电容器C3，由第二倍压模块22的第二输入端流向第一输入端，并为第四电容器C4充电，第四电容器C4输出端电压稳定后输出的第二辅助直流电V

第二主稳压模块23，用于接收第二直流电V

作为第二主稳压模块23的一种实施方式，第二主稳压模块23包括：

第二采样单元231，用于采样输出第二稳压直流电V

本实施方式中，第二采样单元231与第一采样单元131的电路结构相同。

第二主调整管单元232，用于接收第二直流电V

本实施方式中，第二主调整管单元232与第一主调整管单元132的电路结构相同，区别在于第二主调整管单元232中的功率调整管采用P沟道MOS管或NPN型双极晶体管。

第二差分放大单元233，用于接收第二基准电压和第二稳压直流电V

本实施方式中，第二差分放大单元233与第一差分放大单元133的电路结构相同，区别在于第二差分放大单元233中的开关管采用PNP型三极管。

作为线性稳压电路的进一步实施方式，还包括：

第二镜像恒流源模块24，用于接收第二直流电V

本实施方式中，第二镜像恒流源模块24与第一镜像恒流源模块14的电路结构相同，区别在于第二镜像恒流源模块24中的开关管采用NPN型三极管。

第二基准电压源模块25，用于输出第二基准电压；第二基准电压源模块25的输入端与第二镜像恒流源模块24的第二输出端连接，第二基准电压源模块25的输出端与第二主稳压模块23的基准端连接。

作为线性稳压电路的在进一步实施方式，还包括：第二辅助稳压模块26，第二辅助稳压模块26的输入端与第二倍压模块22连接，第二辅助稳压模块26的输出端与第二镜像恒流源模块24连接，第二辅助稳压模块26的控制端接地。第二辅助稳压模块26使得第二辅助直流电V

本申请实施例提供了第三种线性稳压电路。

如附图5所示，一种线性稳压电路，其包括，双极性整流模块31，用于接收交流电，双极性整流模块31的第一输出端的电压幅值为正值，双极性整流模块31的第二输出端的电压幅值为负值，双极性整流模块31的输入端连接于线性稳压电路的输入端，还包括：上述第一方面中的第一倍压模块12和第一主稳压模块13，以及上述第二方面中的第二倍压模块22和第二主稳压模块23；

本实施方式中，双极性整流模块31采用桥式整流器，桥式整流器的交流输入端即为双极性整流模块31的输入端，桥式整流器的直流输出端负极和直流输出端正极串联设置有两电容器，两电容器的连接处接地，从而使得桥式整流器的直流输出端正极输出正电压，桥式整流器的直流输出端负极输出负电压。

第一主稳压模块13的输入端与双极性整流模块31的第一输出端连接，第一主稳压模块13的输出端与线性稳压电路的第一输出端连接，第一倍压模块12的输入端连接于线性稳压电路的输入端，第一倍压模块12的输入端连接于第一主稳压模块13的控制端；

第二主稳压模块23的输入端与双极性整流模块31的第二输出端连接，第二主稳压模块23的输出端与线性稳压电路的第二输出端连接，第二倍压模块22的输入端连接于线性稳压电路的输入端，第二倍压模块22的输入端连接于第二主稳压模块23的控制端。

本实施方式中，第一倍压模块12中第二电容器C2另一端与双极性整流模块31的输出端正极连接，第二倍压模块22中第四电容器C4另一端与双极性整流模块31的输出端负极连接。

第四方面，本申请提供了一种线性稳压器，采用如下技术方案：

一种线性稳压器，其包括上述的任一线性稳压电路。

需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

另外，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。