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穩(wěn)壓電路的制作方法

文檔序號:11261717閱讀:379來源:國知局
穩(wěn)壓電路的制造方法與工藝
本發(fā)明涉及一種改良型穩(wěn)壓電路。
背景技術(shù)
:電子設(shè)備領(lǐng)域中,穩(wěn)壓電路或不可缺,例如,在車載領(lǐng)域中,穩(wěn)壓電路時常用于對車輛上的各種傳感器提供穩(wěn)定電壓。圖7是現(xiàn)有的穩(wěn)壓電路1a的電路圖。在正常情況下,電源2a的高電壓(設(shè)定為大于9v)經(jīng)過場效應(yīng)管m1后,一路作為輸入電壓經(jīng)由點a進入穩(wěn)壓芯片i1的輸入端口(即端口1);另一路作為參考電壓經(jīng)過電阻r5,經(jīng)由點b被穩(wěn)壓管d1和d2穩(wěn)定在9v(d1,d2穩(wěn)壓分別是4v,5v),即作為穩(wěn)壓芯片i1的參考電壓輸入端口的adjust端口(即端口3)的電壓是9v。由于穩(wěn)壓芯片i1的實際輸出端output的電壓(即端口8的電壓)等于adjust端口(即端口3)的電壓,因此,穩(wěn)壓芯片i1的實際輸出電壓被穩(wěn)壓在9v,由此實現(xiàn)穩(wěn)壓電路1a的穩(wěn)壓功能。技術(shù)實現(xiàn)要素:發(fā)明所要解決的技術(shù)問題然而,現(xiàn)有的穩(wěn)壓電路并未考慮到濾波電容器c1發(fā)生損壞的情況。在電容器c1因運送途中受撞擊等原因而損壞的情況下,會產(chǎn)生漏電流,此時電容器c1等效于一個電阻rc1。而rc1與r5串聯(lián),對電源電壓v1進行分壓,因此,點b處的參考電壓vb變?yōu)椋簐b=v1*rc1/(rc1+r5)也就是說,穩(wěn)壓芯片i1的參考電壓、即adjust端口(即端口3)的電壓不被穩(wěn)壓管d1,d2鉗制在9v,而因為穩(wěn)壓芯片i1的實際輸出端output的電壓等于穩(wěn)壓芯片i1的端口3的電壓,所以穩(wěn)壓芯片i1的實際輸出端output(即端口8)的電壓也不再保持于9v。圖6是電容器c1破損時對該現(xiàn)有穩(wěn)壓電路1a進行仿真得到的仿真圖,其橫軸為時間,縱軸為輸出電壓output。從該圖6中可知,在電容器c1發(fā)生損壞時輸出電壓output約為4.8v。該問題在實際應(yīng)用中將帶來重大安全隱患,例如,在車載領(lǐng)域中,穩(wěn)壓電路時常用于對車輛上的各種傳感器提供穩(wěn)定電壓,而在上述情況下,電容器c1損壞,使得穩(wěn)壓芯片的輸出電壓大大降低,直接影響車輛上各種傳感器不能工作,從而導(dǎo)致車輛無法正常啟動,甚至帶來行駛安全問題。此外,現(xiàn)有的穩(wěn)壓電路中沒有設(shè)置用來檢測穩(wěn)壓電路工作狀態(tài)的回路,從而無法獲知穩(wěn)壓電路是否正常工作。此外,在輸入電源、半導(dǎo)體器件控制電源的作用下,穩(wěn)壓電路時常會有瞬時高電壓或瞬時負電壓輸入,而現(xiàn)有的穩(wěn)壓電路沒有對此的保護措施,可能因瞬時高電壓或瞬時負電壓的輸入而發(fā)生燒損器件的情況。用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案本發(fā)明鑒于上述問題而得以完成,其目的在于,提供一種能對電容損壞進行自動檢測并隔離損壞電容的穩(wěn)壓電路。該穩(wěn)壓電路(1)對電源(2)輸出的電壓進行穩(wěn)壓,其特征在于,包括:穩(wěn)壓管(d1、d2),該穩(wěn)壓管(d1、d2)將所述電源(2)的輸出電壓鉗制為規(guī)定值;隔離回路(4),該隔離回路(4)連接于所述穩(wěn)壓管(d1、d2)的一端(b)與穩(wěn)壓芯片(i1)的參考電壓輸入端(c)之間;以及電容器(c1),該電容器(c1)的一端與所述參考電壓輸入端(c)相連接,所述隔離回路(4)將所述穩(wěn)壓管(d1、d2)的一端(b)與所述電容器(c1)的一端(c)進行虛短連接。發(fā)明效果本發(fā)明所涉及的穩(wěn)壓電路不論濾波電容器是否被損壞,都能提供穩(wěn)定的電壓,確保設(shè)備正常啟動及安全運轉(zhuǎn)。并且,在濾波電容器被損壞的情況下,能自動檢測出該問題并提示檢修。從而在提示電容器發(fā)生損壞到實際修理更換器件的期間,也不會影響穩(wěn)壓電路負載的運行。此外,本發(fā)明所涉及的穩(wěn)壓電路還能判斷工作模式從而獲知穩(wěn)壓電路是否正常工作。另外,本發(fā)明所涉及的穩(wěn)壓電路還能防止瞬時高電壓或瞬時負電壓燒損器件的情況發(fā)生。附圖說明圖1是本發(fā)明所涉及的穩(wěn)壓電路的實施方式1的電路圖。圖2是本發(fā)明所涉及的穩(wěn)壓電路的實施方式2的電路圖。圖3是本發(fā)明所涉及的穩(wěn)壓電路的實施方式1~2的仿真圖。圖4是本發(fā)明所涉及的穩(wěn)壓電路的實施方式3的電路圖。圖5是本發(fā)明所涉及的穩(wěn)壓電路的實施方式4的電路圖。圖6是本發(fā)明所涉及的穩(wěn)壓電路的工作模式檢測回路5的工作狀態(tài)判斷圖。圖7是現(xiàn)有的穩(wěn)壓電路1a的電路圖。圖8是現(xiàn)有的穩(wěn)壓電路1a的仿真圖。具體實施方式實施方式1下面,對于本發(fā)明所涉及的穩(wěn)壓電路1的優(yōu)選實施方式,使用附圖進行說明,各圖中對于相同、或相當(dāng)?shù)牟糠?,附加相同標號進行說明。本發(fā)明不由下述實施方式所限定,而由權(quán)利要求所限定。圖1所示的穩(wěn)壓電路1包括電源2、電阻r5、穩(wěn)壓管d1~d2(對應(yīng)權(quán)利要求中的第一穩(wěn)壓管)、作為漏電測定對象的電容器c1、穩(wěn)壓芯片i1、隔離回路4等。該隔離回路4由電阻r7(對應(yīng)權(quán)利要求中的第一電阻)、r9(對應(yīng)權(quán)利要求中的第二電阻)以及運算放大器u1(對應(yīng)權(quán)利要求中的第一運算放大器)構(gòu)成,連接于點b與點c之間。具體而言,電阻r7的一端連接于點b,另一端連接于運算放大器u1的正相端,電阻r9的一端連接至運算放大器u1的反相端,另一端連接于點c。其中,電阻r7、r9起到限流作用,u1主要起到電壓傳遞、電流隔離的作用,使得回路中r5與c1之間不形成電流,將點b與點c進行虛短連接,從而,即使在c1損壞的情況下,rc1也無法對電源電壓v1進行分壓,而在c1沒有損壞的情況下,仍能對點c處的電壓進行濾波。該隔離回路4的具體結(jié)構(gòu)并不限于此,只要能將點b與點c進行虛短連接即可,也可以是其它結(jié)構(gòu)。由此,該隔離回路4的設(shè)置使得無論電容器c1是否損壞,都能確保點b處的電壓被傳遞至點c,即、vb=vd1+vd2=vc,從而端口3(adjust端口)的輸入電壓始終被鉗制在(vd1+vd2),穩(wěn)壓芯片的實際輸出output的電壓等于端口3(adjust端口)的輸入電壓,也始終為(vd1+vd2),實現(xiàn)穩(wěn)壓功能。實施方式2如圖2所示,實施方式2與實施方式1的區(qū)別在于,還具備自檢測反饋回路3。該自檢測反饋電路3對作為漏電測定對象的電容器c1是否損壞進行檢測。該自檢測反饋電路3包括電阻r8(對應(yīng)權(quán)利要求中的第三電阻)、r6(對應(yīng)權(quán)利要求中的第四電阻)以及未圖示的處理器裝置。該電阻r8與電容器c1并聯(lián)連接,即、電阻r8的一端與電容器c1的一端相連,而電阻r8的另一端(點d)與電容器c1的另一端相連。電阻r6的一端與電阻r8的另一端(點d)、電容器c1的另一端三點相連。此外,點d作為輸出端main-cpu與未圖示的處理器裝置相連。該處理器裝置可以為cpu、mcu等通用的處理器,以下,該處理器裝置舉例用cpu。在電容器c1正常無損壞的情況下,輸出端main-cpu保持一個固定電壓,其電壓值vmain-cpu如下所示:vmain-cpu=vc*{r6/(r6+r8)}vc:點c處的電壓值此時,cpu能實時地監(jiān)測到該電壓,并判斷為電容器c1處于正常狀態(tài)。另一方面,在電容器c1損壞的情況下,其形成一個電阻rc1,使得輸出端main-cpu的電壓不再是先前那樣穩(wěn)定的電壓(vmain-cpu=vc*{r6/(r6+r8)})而由于電阻rc1參與分壓,使得輸出端main-cpu的電壓值vmain-cpu變?yōu)椋簐main-cpu=vc*{r6/[rc1//r8+r6]}vc:點c處的電壓值[rc1//r8+r6]:r8與rc1并聯(lián)后與r6串聯(lián)而得的合成電阻值由此,cpu自動檢測到該輸出端main-cpu的電壓值出現(xiàn)異常,判斷為電容器c1損壞,提示進行檢修。作為判斷異常的方法,可以為預(yù)先設(shè)定閾值,將該輸出端main-cpu的電壓值與該閾值實時地進行比較,若該輸出端main-cpu的電壓值與該閾值之差不在預(yù)定范圍內(nèi),則判斷為出現(xiàn)異常。此外,所述閾值也可以不是手動輸入的,而通過計算該輸出端main-cpu的電壓值的平均值來自動獲得。圖3為電容器c1破損時對本發(fā)明實施方式1或2的穩(wěn)壓電路1進行仿真得到的圖,其橫軸為時間,縱軸為輸出電壓output。其中,該仿真例中,穩(wěn)壓管d1和d2穩(wěn)定在9v(d1的穩(wěn)壓為4v,d2的穩(wěn)壓為5v)。從圖中可知,在電容器c1發(fā)生損壞時輸出電壓output也仍然保持正常電壓9v。由此,本發(fā)明的穩(wěn)壓電路1即使在電容器c1發(fā)生損壞的情況下,仍能正常實現(xiàn)穩(wěn)壓電路1的穩(wěn)壓功能并提示檢修。從而在提示電容器c1發(fā)生異常到修理更換器件的期間,也不會影響穩(wěn)壓電路的正常運行。實施方式3如圖4所示,實施方式3與實施方式2的區(qū)別在于,還具備工作模式檢測回路5。該工作模式檢測回路5通過檢測半導(dǎo)體器件m1(對應(yīng)權(quán)利要求中的第一半導(dǎo)體器件)的工作狀態(tài)來對穩(wěn)壓回路1的工作模式進行檢測。具體而言,該工作模式檢測回路5由電阻r10、r11、r12、r13、電源v3、運算放大器u3(對應(yīng)權(quán)利要求中的第二運算放大器)構(gòu)成。其中,r10=r13,r11=r12。電阻r10的一端與半導(dǎo)體器件m1的源極相連,電阻r10的另一端與運算放大器u3的反相輸入端相連。電阻r11的一端經(jīng)由端口u1+與電源v3的正極側(cè)相連,電阻r11的另一端與電阻r13的一端一同與運算放大器u3的同相輸入端相連,從而電源v3的電壓(對應(yīng)權(quán)利要求中的參考電壓)被輸入至運算放大器u3的同相輸入端以作為參考電平uref。電阻r13的另一端與半導(dǎo)體器件m1的漏極一同與點e相連。電阻r12的一端與上述電阻r10的另一端一同與運算放大器u3的反相輸入端相連,電阻r12的另一端被反饋到運算放大器的輸出端,并一同與cpu相連。在半導(dǎo)體器件m1正常工作即處于正常工作模式的情況下,運算放大器u3的輸出電壓uo為m1的工作電阻rm1乘以工作電流im1乘以u3的放大倍數(shù)a再加上uref,即:uo=uref+rm1*im1*a在半導(dǎo)體器件m1短路即處于短路工作模式的情況下,運算放大器u3的輸出電壓uo為uref,即:uo=uref在半導(dǎo)體器件m1開路即處于開路工作模式的情況下,運算放大器u3的輸出電壓uo變?yōu)樾∮趗ref,即:uo<uref由此,cpu可根據(jù)運算放大器u3的輸出與電源v3的電壓uref之間的關(guān)系來判斷穩(wěn)壓回路處于何種工作模式。具體而言,如下表1以及圖6所示,在運算放大器u3的輸出電壓uo大于電源v3的電壓uref的情況下判斷為處于正常工作狀態(tài);在運算放大器u3的輸出電壓uo等于電源v3的電壓uref的情況下判斷為處于短路工作狀態(tài);在運算放大器u3的輸出電壓uo小于電源v3的電壓uref的情況下判斷為處于開路工作狀態(tài)。由此,能夠通過對半導(dǎo)體器件m1進行檢測來判斷穩(wěn)壓電路的具體工作狀態(tài)。表1:u3的輸出電壓uo判斷結(jié)果>uref正常=uref短路<uref開路實施方式4如圖5所示,實施方式4與實施方式3的區(qū)別在于,還具備瞬時高負電壓保護部6。具體而言,該瞬時高負電壓保護部6包括電阻r4(對應(yīng)權(quán)利要求中的第五電阻)與穩(wěn)壓管d3(對應(yīng)權(quán)利要求中的第二穩(wěn)壓管)。該電阻r4的一端連接至點e,該電阻r4的另一端與穩(wěn)壓管d3一同連接至半導(dǎo)體器件m2的柵極,穩(wěn)壓管d3的負極與半導(dǎo)體器件m2的源極一同接地。由此,即使在電源v1產(chǎn)生瞬時高電壓或瞬時負電壓的情況下也能通過該瞬時高負電壓保護部6保護半導(dǎo)體器件m2的控制回路以及穩(wěn)壓電路的輸入回路不會燒毀。并且,由于去除了圖1中實施方式1~2中的電源v2,僅剩下電源v1,因此還能夠減少電源個數(shù),降低成本。工業(yè)上的應(yīng)用本發(fā)明適用于需要將電壓穩(wěn)定在某一規(guī)定值并將該規(guī)定值的電壓輸出至負載的穩(wěn)壓電路。標號說明1、1a穩(wěn)壓電路2、2a電源3自檢測反饋回路4隔離回路5工作模式檢測回路6瞬時高負電壓保護部c1電容器i1穩(wěn)壓芯片。當(dāng)前第1頁12
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