一種低壓差線性穩(wěn)壓電路及其應(yīng)用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種低壓差線性穩(wěn)壓器包括差分放大電路、P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管、第一分壓電阻、第二分壓電阻和源隨電路，其中差分放大器、P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管、第一分壓電阻和第二分壓電阻共同構(gòu)成傳統(tǒng)的低壓差線性穩(wěn)壓器，然后通過源隨電路進(jìn)行電壓輸出，通過這種方式將輸出電壓與前面的環(huán)路隔離，從而規(guī)避當(dāng)輸出負(fù)載發(fā)生大的變化時(shí)對(duì)環(huán)路穩(wěn)定性的影響，在將本低壓差線性穩(wěn)壓電路集成到系統(tǒng)中時(shí)就無需使用片外電容來保證其穩(wěn)定性和瞬態(tài)性能，從而能夠提高含有低壓差線性穩(wěn)壓器的系統(tǒng)的集成度。
【專利說明】一種低壓差線性穩(wěn)壓電路及其應(yīng)用系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及通訊【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種低壓差線性穩(wěn)壓電路及其應(yīng)用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]RS-485芯片是一種常用的接口器件，可以把TTL信號(hào)、COMS信號(hào)等轉(zhuǎn)化為能在485總線上傳輸?shù)牟罘中盘?hào)，也可以把接收到的485差分信號(hào)轉(zhuǎn)化為MCU能夠識(shí)別的TTL或COMS電平，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器、儀表、多媒體網(wǎng)絡(luò)、機(jī)電一體化產(chǎn)品等諸多領(lǐng)域。傳統(tǒng)的RS-485芯片只能工作在5V輸入電源下，通常需前置低壓差線性穩(wěn)壓器以適應(yīng)寬電壓輸入范圍。
[0003]低壓差線性穩(wěn)壓器具有電路簡(jiǎn)單、功耗低、輸出噪聲小、電源抑制比高等優(yōu)點(diǎn)，成為電源管理芯片重要組成單元，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過在芯片外部輸出端連接一個(gè)大電容來保證低壓差線性穩(wěn)壓器的穩(wěn)定性和瞬態(tài)性能，但是芯片外部的大電容限制了系統(tǒng)集成度的提高。為此亟需一種無須片外電容的低壓差線性穩(wěn)壓器，以提高包含有低壓差線性穩(wěn)壓器的系統(tǒng)的集成度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N低壓差線性穩(wěn)壓電路及其應(yīng)用系統(tǒng)，以提高含有本低壓差線性穩(wěn)壓電路的系統(tǒng)的集成度。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下:
[0006]一種低壓差線性穩(wěn)壓電路，包括差分放大器、P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管、第一分壓電阻、第二分壓電阻和源隨電路，其中:
[0007]所述差分放大器的反相輸入端配置為用于接收基準(zhǔn)電壓信號(hào)，所述差分放大器電壓輸入端作為所述低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸入電壓接收端，所述差分放大器輸出端用于連接所述P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，所述差分放大器正相輸入端用于分別連接所述第一分壓電阻的一端、所述第二分壓電阻的一端；
[0008]所述第一分壓電阻的另一端分別與所述源隨電路的輸入端、所述P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接；
[0009]所述第二分壓電阻的另一端接地；
[0010]所述P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的源極與所述輸入端相連接；
[0011]所述源隨電路的輸出端用于作為所述低壓差線性穩(wěn)壓電路的電壓輸出端。
[0012]優(yōu)選的，所述源隨電路包括N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管和恒流源，其中:
[0013]所述N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連接，所述N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接，所述N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管源極與所述恒流源的電流輸出端相連接；
[0014]所述恒流源的另一端接地，所述電流輸出端作為所述電壓輸出端。[0015]優(yōu)選的，還包括密勒補(bǔ)償電容，其中:
[0016]所述密勒補(bǔ)償?shù)碾娙莸囊欢伺c所述差分放大器的輸出端相連接，另一端與所述P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接。
[0017]一種RS485接口電路，包括如上所述的低壓差線性穩(wěn)壓電路；
[0018]所述低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸入電壓接收端作為所述RS485接口電路的電壓輸入端;
[0019]所述低壓差線性穩(wěn)壓電路的電壓輸出端用于向所述RS485接口電路的接收器和發(fā)送器供電。
[0020]一種RS485芯片，包括如上所述的RS485接口電路；
[0021]所述RS485芯片的電源輸入端配置為用于連接所述低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸入電壓接收端。
[0022]一種RS485端口，包括如權(quán)利要求5所述的RS485芯片、第一光電稱合電路和第二光電耦合電路，其中:
[0023]所述RS485芯片的信號(hào)輸出端與所述第一光電稱合電路的信號(hào)輸入端相連接,所述第一光電耦合電路的信號(hào)輸出端用于連接處理器的信號(hào)輸入端；
[0024]所述RS485芯片的兩個(gè)控制端分別與所述第二光電耦合電路的信號(hào)輸出端相連接，所述第二光電耦合電路的信號(hào)輸入端用于連接所述處理器的控制信號(hào)輸出端。
[0025]優(yōu)選的，所述第二光電耦合驅(qū)動(dòng)電壓配置為從所述RS485芯片的驅(qū)動(dòng)電壓接收端接收電壓。
[0026]優(yōu)選的，所述RS485芯片的信號(hào)輸入端通過下拉電阻接地。
[0027]優(yōu)選的，還包括第三光電耦合電路，其中:
[0028]所述第三光電耦合電路信號(hào)輸出端與所述RS485芯片的信號(hào)輸入端相連接，信號(hào)輸入端與所述處理器的信號(hào)輸出端相連接。
[0029]優(yōu)選的，所述RS485的電壓輸入端配置為用于連接未穩(wěn)壓電源。
[0030]從上述技術(shù)方案可以看出，本申請(qǐng)?zhí)峁┑牡蛪翰罹€性穩(wěn)壓電路包括差分放大器、P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管、第一分壓電阻、第二分壓電阻和源隨電路，其中差分放大器、P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管、第一分壓電阻和第二分壓電阻共同構(gòu)成傳統(tǒng)的低壓差線性穩(wěn)壓器，然后通過源隨電路進(jìn)行電壓輸出，通過這種方式將輸出電壓與前面的環(huán)路隔離，從而規(guī)避當(dāng)輸出負(fù)載發(fā)生大的變化時(shí)對(duì)環(huán)路穩(wěn)定性的影響，在將本低壓差線性穩(wěn)壓電路集成到系統(tǒng)中時(shí)就無需使用片外電容來保證其穩(wěn)定性和瞬態(tài)性能，從而能夠提高含有低壓差線性穩(wěn)壓器的系統(tǒng)的集成度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種低壓差線性穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0033]圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的另一種低壓差線性穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)圖；[0034]圖3為本申請(qǐng)另一實(shí)施例提供的一種低壓差線性穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖4為本申請(qǐng)又一實(shí)施例提供的一種RS485接口電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖5為本申請(qǐng)又一實(shí)施例提供的一種RS485芯片的示意圖；
[0037]圖6為本申請(qǐng)又一實(shí)施例提供的一種RS485端口的結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖7為本申請(qǐng)又一實(shí)施例提供的一種RS485端口的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖,對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0040]實(shí)施例一
[0041]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種低壓差線性穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)圖。
[0042]如圖1所示，本實(shí)施例提供的低壓差線性穩(wěn)壓電路包括差分放大器EA、P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Ml、第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2和源隨電路10。
[0043]差分放大器EA的電源端VIN作為整個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓器的輸入電壓接收端，并與P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Ml的源極；差分放大器EA的反相輸入端用于接收基準(zhǔn)電壓信號(hào)VREF ;差分放大器EA的輸出端與P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Ml的柵極相連接；差分放大器EA的正相輸入端分別與第一分壓電阻Rl的一端、第二分壓電阻R2的一端相連接。
[0044]P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Ml的漏極分別與第一分壓電阻Rl的另一端、源隨電路10的輸入端相連接。
[0045]第二分壓電阻R2的另一端接地。
[0046]源隨電路10的輸出端作為本低壓差線性穩(wěn)壓器的電壓輸出端VREG。
[0047]從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)施例提供的低壓差線性穩(wěn)壓器包括差分放大器、P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管、第一分壓電阻、第二分壓電阻和源隨電路，其中差分放大器、P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管、第一分壓電阻和第二分壓電阻共同構(gòu)成傳統(tǒng)的低壓差線性穩(wěn)壓器，然后通過源隨電路進(jìn)行電壓輸出，通過這種方式將輸出電壓與前面的環(huán)路隔離，從而規(guī)避當(dāng)輸出負(fù)責(zé)發(fā)生大的變化時(shí)對(duì)環(huán)路穩(wěn)定性的影響，在將本低壓差線性穩(wěn)壓器集成到系統(tǒng)中時(shí)就無需使用片外電容來保證其穩(wěn)定性和瞬態(tài)性能，從而能夠提高含有低壓差線性穩(wěn)壓器的系統(tǒng)的集成度。
[0048]本實(shí)施例中的源隨電路10包括N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管M2和恒流源I，如圖2所示，其中N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管M2的漏極與P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Ml的源極相連接，N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管M2的柵極與P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Ml的漏極相連接，N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管M2的源極與恒流源I的電流輸出端相連接；
[0049]恒流源I的另一端接地，且恒流源I的電流輸出端作為整個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓電路的電壓輸出端VREG。
[0050]實(shí)施例二
[0051]圖3為本申請(qǐng)另一實(shí)施例提供的一種低壓差線性穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)圖。
[0052]如圖3所示，本實(shí)施例是在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上增設(shè)了一個(gè)密勒補(bǔ)償電容C，密勒補(bǔ)償電容C的一端與差分放大器EA的輸出端相連接，另一端與P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Ml的漏極相連接。
[0053]通過這樣的改進(jìn)，能夠?qū)h(huán)路的主極點(diǎn)推到差分放大器EA的輸出端，從而能夠進(jìn)一步減小負(fù)載對(duì)環(huán)路電氣特性的影響。
[0054]實(shí)施例三
[0055]圖4為本申請(qǐng)又一實(shí)施例提供的一種RS485接口電路的結(jié)構(gòu)圖。
[0056]如圖4所示，本實(shí)施例提供的RS接口電路包括發(fā)送器R、接收器D、第一電平轉(zhuǎn)換模塊H2L-1、第二電平轉(zhuǎn)換模塊H2L-2和以上實(shí)施例提供的低壓差線性穩(wěn)壓電路LD0。
[0057]其中低壓差線性穩(wěn)壓電路LDO的輸入電壓接收端作為本RS485接口電路的電壓輸入端VCC，并且分別為發(fā)送器R、接收器D供電。
[0058]第一電平轉(zhuǎn)換模塊H2L-1和第二電平轉(zhuǎn)換模塊H2L-2用于對(duì)輸入本接口電路的較高的電壓信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為適合內(nèi)部電路適合的信號(hào)。
[0059]實(shí)施例四
[0060]圖5為本申請(qǐng)又一實(shí)施例提供的一種RS485芯片的示意圖。
[0061]如圖5所示，本實(shí)施例提供的RS485芯片集成有上一實(shí)施例提供的RS485電路。
[0062]該RS485芯片的管腳設(shè)置與傳統(tǒng)RS485芯片的管腳設(shè)置相同，區(qū)別在于，本實(shí)施例中的第一管腳與其內(nèi)部的低壓差線性穩(wěn)壓電路LDO的輸入電壓接收端相連接，從而對(duì)輸入電壓的穩(wěn)定性可以不做要求，可以與未穩(wěn)壓電源相連接。
[0063]控制信號(hào)輸入端/RE和DE調(diào)整為允許高電壓輸入。
[0064]實(shí)施例五
[0065]圖6為本申請(qǐng)又一實(shí)施例提供的一種RS485端口的結(jié)構(gòu)圖。
[0066]如圖6所示，本實(shí)施例提供的RS485端口包括上一實(shí)施例提供的RS484芯片20、第一光電稱合電路30、第二光電稱合電路40。
[0067]第一光電稱合電路30的信號(hào)輸入端與RS485芯片20的信號(hào)輸出端RO相連接,其信號(hào)輸出端用于連接處理器的信號(hào)輸入端。
[0068]第二光電耦合電路40的信號(hào)用于接收處理器的控制信號(hào)，其信號(hào)輸入端用于與處理器的控制信號(hào)輸出端相連接，其信號(hào)輸出端分別與RS485芯片20的控制信號(hào)輸入端/RE、DE相連接。
[0069]本實(shí)施例中的第二光電稱合電路40的電壓輸入端Vcc與RS485芯片的電壓輸入端VCC可以相連接，從而公用一個(gè)未穩(wěn)壓電源。
[0070]RS485芯片的信號(hào)輸入端通過下拉電阻R3接地。
[0071]實(shí)施例六
[0072]圖7為本申請(qǐng)又一實(shí)施例提供的一種RS485端口的結(jié)構(gòu)圖。
[0073]如圖7所示，本實(shí)施例是對(duì)上一實(shí)施例的改進(jìn)，區(qū)別在于去掉上一實(shí)施例中的下拉電阻，增設(shè)第三光電稱合電路50。
[0074]第三光電耦合電路50的信號(hào)輸出端與RS485芯片20的信號(hào)輸入端DI相連接，其信號(hào)輸入端用于連接處理器。
[0075]最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0076]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0077]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請(qǐng)。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請(qǐng)的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本申請(qǐng)將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范 圍。
【權(quán)利要求】
1.一種低壓差線性穩(wěn)壓電路，其特征在于，包括差分放大器、P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管、第一分壓電阻、第二分壓電阻和源隨電路，其中: 所述差分放大器的反相輸入端配置為用于接收基準(zhǔn)電壓信號(hào)，所述差分放大器電壓輸入端作為所述低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸入電壓接收端，所述差分放大器輸出端用于連接所述P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，所述差分放大器正相輸入端用于分別連接所述第一分壓電阻的一端、所述第二分壓電阻的一端； 所述第一分壓電阻的另一端分別與所述源隨電路的輸入端、所述P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接； 所述第二分壓電阻的另一端接地； 所述P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的源極與所述輸入端相連接； 所述源隨電路的輸出端用于作為所述低壓差線性穩(wěn)壓電路的電壓輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的低壓差線性穩(wěn)壓電路，其特征在于，所述源隨電路包括N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管和恒流源，其中: 所述N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連接，所述N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接，所述N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管源極與所述恒流源的電流輸出端相連接； 所述恒流源的另一端接地，所述電流輸出端作為所述電壓輸出端。
3.如權(quán)利要求1或2所述的低壓差線性穩(wěn)壓電路，其特征在于，還包括密勒補(bǔ)償電容，其中: 所述密勒補(bǔ)償?shù)碾娙莸囊欢伺c所述差分放大器的輸出端相連接，另一端與所述P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接。
4.一種RS485接口電路，其特征在于，包括如權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的低壓差線性穩(wěn)壓電路； 所述低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸入電壓接收端作為所述RS485接口電路的電壓輸入端；所述低壓差線性穩(wěn)壓電路的電壓輸出端用于向所述RS485接口電路的接收器和發(fā)送器供電。
5.一種RS485芯片，其特征在于，包括如權(quán)利要求4所述的RS485接口電路； 所述RS485芯片的電源輸入端配置為用于連接所述低壓差線性穩(wěn)壓電路的輸入電壓接收端。
6.—種RS485端口，包括如權(quán)利要求5所述的RS485芯片、第一光電稱合電路和第二光電耦合電路，其中: 所述RS485芯片的信號(hào)輸出端與所述第一光電耦合電路的信號(hào)輸入端相連接，所述第一光電耦合電路的信號(hào)輸出端用于連接處理器的信號(hào)輸入端； 所述RS485芯片的兩個(gè)控制端分別與所述第二光電耦合電路的信號(hào)輸出端相連接，所述第二光電耦合電路的信號(hào)輸入端用于連接所述處理器的控制信號(hào)輸出端。
7.如權(quán)利要求6所述RS485端口，其特征在于，所述第二光電耦合驅(qū)動(dòng)電壓配置為從所述RS485芯片的驅(qū)動(dòng)電壓接收端接收電壓。
8.如權(quán)利要求6所述RS485端口，其特征在于，所述RS485芯片的信號(hào)輸入端通過下拉電阻接地。
9.如權(quán)利要求6所述的RS485端口，其特征在于，還包括第三光電耦合電路，其中: 所述第三光電耦合電路信號(hào)輸出端與所述RS485芯片的信號(hào)輸入端相連接，信號(hào)輸入端與所述處理器的信號(hào)輸出端相連接。
10.如權(quán)利要求6~9任一項(xiàng)所述的RS485端口，其特征在于，所述RS485的電壓輸入端配置為用于連接未穩(wěn)壓電源。
【文檔編號(hào)】G08C19/36GK103970176SQ201410226603
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】林玲, 鐘書鵬, 譚年熊 申請(qǐng)人:萬高(杭州)科技有限公司