全文摘要
本实用新型公开了一种用于音频的宽频带三端稳压电路，包括恒流源电路；调整管，其基极连接恒流源电路的输出端，集电极连接恒流源电路的输入端，发射极作为所述稳压电路的输出端；基准电压电路，其输出电压钳位于基准电压上；取样电路，采样端连接调整管的发射极；差分电路，两个输入端分别连接基准电压电路和取样电路的输出端，输出端连接至调整管的基极；取样电路包括并联的电阻R7、电阻R13，以及与并联后电阻R7、电阻R13串联的电阻R11，电阻R13上并联电容C3。本实用新型大幅改善了稳压电路的频率响应特性，使得整个音频范围内的交流特性趋于理想，交流内阻几乎恒定不变，对于提高信号的精度有帮助，同时也改善了音频高频信号的失真。
主设计要求
1.一种用于音频的宽频带三端稳压电路，其特征在于包括：恒流源电路；调整管，其基极连接恒流源电路的输出端，集电极连接恒流源电路的输入端，发射极作为所述稳压电路的输出端；基准电压电路，其输出电压钳位于基准电压上；取样电路，采样端连接调整管的发射极；差分电路，两个输入端分别连接基准电压电路和取样电路的输出端，输出端连接至调整管的基极；所述取样电路包括并联的电阻R7、电阻R13，以及与并联后电阻R7、电阻R13串联的电阻R11，所述电阻R13上并联有用于改善高频性能的电容C3。
设计方案
1.一种用于音频的宽频带三端稳压电路，其特征在于包括：
恒流源电路；
调整管，其基极连接恒流源电路的输出端，集电极连接恒流源电路的输入端，发射极作为所述稳压电路的输出端；
基准电压电路，其输出电压钳位于基准电压上；
取样电路，采样端连接调整管的发射极；
差分电路，两个输入端分别连接基准电压电路和取样电路的输出端，输出端连接至调整管的基极；
所述取样电路包括并联的电阻R7、电阻R13，以及与并联后电阻R7、电阻R13串联的电阻R11，所述电阻R13上并联有用于改善高频性能的电容C3。
2.根据权利要求1所述的三端稳压电路，其特征在于：所述恒流源电路包括三极管Q1，三极管Q3，两端分别与三极管Q1的基极和发射极相连的电阻R1，一端分别与三极管Q1的集电极和三极管Q3的基极相连、另一端接地的电阻R3。
3.根据权利要求2所述的三端稳压电路，其特征在于：所述三极管Q1和三极管Q3为型号相同的孪生管。
4.根据权利要求1所述的三端稳压电路，其特征在于：所述调整管为达林顿管Q5。
5.根据权利要求4所述的三端稳压电路，其特征在于：所述差分电路包括三极管Q7A和三极管Q7B；其中三极管Q7A的基极与基准电压电路输出端相连，同时通过电阻R5与达林顿管Q5的发射极相连，三极管Q7A的发射极与三极管Q7B的发射极相连后依次经二极管D1、电阻R9后接地；三极管Q7B基极与取样电路相连，集电极连接至达林顿管Q5的基极。
6.根据权利要求1所述的三端稳压电路，其特征在于：所述基准电压电路包括并联的电压基准集成电路U1和电容C1，电容C1是高精度基准滤波。
7.根据权利要求5所述的三端稳压电路，其特征在于：所述三极管Q7A和三极管Q7B封装于一体，为型号相同的孪生管。
8.根据权利要求1所述的三端稳压电路，其特征在于：还包括于电流过载时断开电路的过流保护模块，其为电源输入端串联的自恢复保险丝。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于电源技术领域，具体是专用模拟稳压电路，尤其是涉及一种用于音频的宽频带三端稳压电路。
背景技术
目前，三端稳压集成块的使用已经是非常普遍，在音频电路上也有广泛的应用，然而，由于目前三端集成电路自身存在的问题，虽然静态指标(稳压值，输出电流等)完全能满足音频电路的要求，但是在一些动态指标(稳压电源的频率响应，不同频率下内阻的稳定性)上，是不能完全满足音频电路的要求。
如图1所示，是美国安森美半导体(ON Semiconductor)公司出品的LM78xx\/LM79xx系列的频率特性，从200Hz开始幅频特性就开始劣化，而音频的有效范围是20-20kHz，而且正负电源频率特性不对称。
又如图2所示，是美国安森美半导体(ON Semiconductor)公司出品的LM78xx\/LM78xx系列的内阻特性，从200Hz开始幅频特性就开始劣化，而且，正负电源的特性完全不一致，而音频的有效范围是20-20kHz。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种具有更好的频率特性、宽频率响应、低内阻的用于音频的宽频带三端稳压电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于音频的宽频带三端稳压电路，包括恒流源电路；调整管，其基极连接恒流源电路的输出端，集电极连接恒流源电路的输入端，发射极作为所述稳压电路的输出端；基准电压电路，其输出电压钳位于基准电压上；取样电路，采样端连接调整管的发射极；差分电路，两个输入端分别连接基准电压电路和取样电路的输出端，输出端连接至调整管的基极；所述取样电路包括并联的电阻R7、电阻R13，以及与并联后电阻R7、电阻R13串联的电阻R11，所述电阻R13上并联有用于改善高频性能的电容C3。
本实用新型中的恒流源电路，高增益、高fT的高频电源功率调整管，高精度基准电压电路，取样电路，以及高精度、高增益的差分电路，保证了该稳压电路的高精度稳压特性，使得静态的稳压指标不逊于三端稳压集成电路；电容C3的存在，高频阻抗更低，使得对于输出端的高频能够获得比低频高的增益传输，通过取样电路和差分电路的配合，能给在电路稳定工作的前提下，大幅度提升整个稳压电路的幅频特性，以及恒定的电源内阻。
进一步的，所述恒流源电路包括三极管Q1，三极管Q3，两端分别与三极管Q1的基极和发射极相连的电阻R1，一端分别与三极管Q1的集电极和三极管Q3的基极相连、另一端接地的电阻R3。三极管Q1、三极管Q3为孪生管，与电阻R1、电阻R3组成高精密恒流电路，拥有极小的传输失真，同时为调整管提供尽量高的增益。
进一步的，所述三极管Q1和三极管Q3为型号相同的孪生管。由于采用了孪生对管，除了精度高，同时也具有不错的温度漂移抑制能力。
进一步的，所述调整管为达林顿管Q5。
进一步的，所述差分电路包括三极管Q7A和三极管Q7B；其中三极管Q7A的基极与基准电压电路输出端相连，同时通过电阻R5与达林顿管Q5的发射极相连，三极管Q7A的发射极与三极管Q7B的发射极相连后依次经二极管D1、电阻R9后接地；三极管Q7B基极与取样电路相连，集电极连接至达林顿管Q5的基极。
进一步的，所述基准电压电路包括并联的电压基准集成电路U1和电容C1，电容C1是高精度基准滤波。通过孪生三极管Q7A和三极管Q7B组成的差分电路，由三极管Q7B取样后通过与基准的比较，差分输出控制差分电路以调整输出电压保持稳定。
进一步的，所述三极管Q7A和三极管Q7B封装于一体，且型号及特性参数相同。
进一步的，还包括于电流过载时断开电路的过流保护模块，其为与电源输入端串联的自恢复保险丝。当电流过载后，该自恢复保险丝处于断路状态，以保护后面电路以及用电设备，电流回复正常后，该保险丝会自动恢复正常直通状态。
本实用新型电路主要是针对目前各种通用三端稳压器，各种通用的电源稳压电路所存在的频率响应特性不佳问题(比方78XX，79XX这类三端稳压IC，频率响应特性只有1kHz)，会对电路高频部分的传输造成一定的影响，本实用新型对此存在的问题，设计出一种专门的电路，在保证电源其他参数不变的情况下，大幅度提升电源的频率响应，做到20kHz 0dB；100k Hz-3dB有效范围，明显减小电源对电路的影响，使电路工作在更佳的工作环境下。
本实用新型电路由于大幅度的改善了稳压电路的频率响应特性，使得整个音频范围内的交流特性趋于理想，有效频率范围内频响曲线为理想的直线，交流内阻几乎恒定不变，用于模拟音频电路的稳压，对于提高信号的精度有帮助，同时也改善了音频高频信号的失真。图1为宽频带音频专用线性三端稳压电路的交流特性曲线图。
附图说明
图1为背景技术中提到的LM78xx\/LM79xx系列的频率特性图。
图2为背景技术中提到的LM78xx\/LM78xx系列的内阻特性图。
图3为本实用新型的宽频带音频专用线性三端稳压电路的交流特性曲线图。
图4为本实用新型的正稳压电源电路。
图5为本实用新型的负稳压电源电路。
图6为本实用新型的应用图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
如图4所示，一种用于音频的宽频带三端稳压电路，包括过流保护模块，恒流源电路，调整管，基准电压电路，取样电路，差分电路。
恒流源电路包括三极管Q1、三极管Q3、电阻R1和电阻R3，三极管Q1和三极管Q3的型号相同，与电阻R1和电阻R3组成高精密恒流电路，拥有极小的传输失真，同时可以为差分电路提供尽量高的增益。三极管Q1的基极与电阻R1的一端相连，三极管Q1的发射极与电阻R1的另一端相连。电路输入端与过流保护模块相连，三极管Q3的发射极分别与电阻R1和三极管Q1的基极相连，三极管Q3的基极与三极管Q1的集电极相连，之后通过电阻R3与第2接口相连，于本实施例中第2接口为接地端。
具体的，于本实施例中过流保护模块为自恢复保险丝F1，当电流过载后，该自恢复保险丝处于断路状态，以保护后面电路以及用电设备，电流回复正常后，该保险丝会自动恢复正常直通状态。自恢复保险丝F1的一端与第1接口相连，为输入端。
调整管为高增益，高fT的高频功率达林顿管Q5，其基极连接恒流源电路的输出端，集电极连接恒流源电路的输入端，发射极作为稳压电路的输出端，具体的，集电极连接在自恢复保险丝F1和电阻R1之间，其基极与三极管Q3的集电极相连，其发射极与电阻R5的一端相连。
基准电压电路的输出电压钳位在基准电压上，其包括并联的电压基准集成电路U1和电容C1；差分电路包括型号和特性参数相同的三极管Q7A和三极管Q7B,两者封装在一起作为孪生管，采用孪生对管，除了精度高，同时也有不错的温度漂移抑制能力。差分电路通过两个经过严格挑选的完全一致的三极管Q7A和三极管Q7B，构成差分放大器，差分电路有两个信号输入端，即三极管Q7A的基极和三极管Q7B的基极，差分电路的一个输入端三极管Q7A连接基准电压电路的输出端，差分电路的另一个输入端三极管Q7B的基极连接取样电路的输出端，差分电路对两个输入端之间所出现的信号电压之差进行放大。三极管Q7A的基极与电压基准集成电路U1相连，其输入电压被稳定地钳位在基准电压电路上，三极管Q7B的基极与取样电路相连。三极管Q7A的基极连接在电阻R5和电压基准集成电路U1之间，三极管Q7A的基极与基准电压电路输出端相连，同时通过电阻R5与达林顿管Q5的发射极相连，三极管Q7A的集电极连接在电阻R5和达林顿管Q5的发射极之间，三极管Q7A的发射极与三极管Q7B的发射极相连，三极管Q7B的集电极还连接至达林顿管Q5的基极，之后再通过二极管D1与电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端与电压基准集成电路U1相连，再接地，电压基准集成电路U1与电容C1两端相连，即电压基准集成电路U1和电容C1并联后与三极管Q7A的基极串联。
当稳压电路的输出电压发生变化时，三极管Q7B的基极电压也随之改变，因而其与三极管Q7A基极的基准电压之间的差值也会相应改变，这个变量被差分电路放大后，由三极管Q7B的集电极发送到调整管-达林顿管Q5的基极，控制调整管-达林顿管Q5对输出电压进行调节，保证稳压电路输出电压的稳定。电压基准集成电路U1是高精度基准，通过孪生管三极管Q7A和三极管Q7B组成的差分电路，由三极管Q7A取样后通过与基准的比较，差分输出控制差分电路以调整输出电压保持稳定。
取样电路包括由电阻R7、电阻R11和电阻R13组成的分压取样电路，电阻R13的两端并联有电容C3、电阻R7，和电阻R11相串联后一端与三极管Q7B的基极相连，另一端连接在电阻R5和三极管Q7A的发射极之间，电阻R11与电阻R13串联，其另一端与电阻R9的一端相连。电阻R13与电阻R7、电容C3并联后的一端与第3接口相连，为输出端。电阻R11和电阻R13分压决定输出电压稳压数值，用于改善高频性能的电容C3的存在，增加了高频误差信号进入差分电路的量值，增加了高频误差信号进入误差放大器的量值使得对于输出端的高频能够获得比低频高的增益传输，通过差分电路的配合，能给在电路稳定工作的前提下，大幅度提升整个稳压电路的幅频特性，以及恒定的电源内阻。具体到图4所示电路中，U是波动电压，通过电阻R13,R11分压输入Q7B基极的值为Uf，随着波动电压U的频率增加，电容C3的容抗逐步减小，相当于电阻R13阻值变小，使得输入到Q7B基极的Uf值变大；也就是说，波动电压U值不变的情况下，频率愈高，输入Q7B基极的Uf值越高，用于弥补稳压高频特性，拓展了电路的有效带宽。
本实用新型的差分电路将取样电路所获得的信号进行放大，并把放大后的信号反馈给达林顿模块，即反馈至达林顿管Q5的基极，最终实现输出电压的调整。
如图5所示，其与图4为完全对称的正负稳压电源，因此图4和图5两个电路对应元器件的作用完全相同，发挥的功能也相同，不再赘述。
通过选用合适体积的元器件，使得整体体积大小接近普通的三端稳压集成块，以其能直接替换目前普遍使用的78XX\/79XX系列的三端稳压集成块，提升指标，获得比目前78XX\/79XX更好的频率特性，以及正负电源完全对称的，宽频率响应的，低内阻特性。
如图6所示，将本实用新型的三端稳压电路运用在放大器上提供正负电源的示意图。
上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920008074.8
申请日:2019-01-03
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:86(杭州)
授权编号:CN209327888U
授权时间:20190830
主分类号:G05F 1/44
专利分类号:G05F1/44
范畴分类:38C;
申请人:杭州双峰电子有限公司
第一申请人:杭州双峰电子有限公司
申请人地址:310000 浙江省杭州市西湖区三墩镇西园九路2-1号1幢3单元3-203室
发明人:白海;戴为民;宋小伟
第一发明人:白海
当前权利人:杭州双峰电子有限公司
代理人:邵志
代理机构:33267
代理机构编号:杭州凯知专利代理事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计