一種輸出隨著控制電壓均衡升高的電流源的制作方法
【專利摘要】一種輸出隨著控制電壓均衡升高的電流源,能在兩個輸入電壓范圍內(nèi)提供平穩(wěn)的電流轉(zhuǎn)換功能,這樣,該電源就能為需要不止一個電源的電子電路供電。在一個具體實例中,這樣的電源包括一個蓄電池以及一個由交流電源控制的直流電源。這樣的電流源被設(shè)計來提供基準電流。該基準電流根據(jù)來自每根電源線的電流建立鏡像電流,以此來提供所需要的輸出電流。
【專利說明】一種輸出隨著控制電壓均衡升高的電流源
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]圖1是先前技術(shù)中的多發(fā)射極PNP型晶體管100的示意圖。這樣的晶體管可以作為電流控制裝置,為連接在集電極101上的電子電路提供電源,響應(yīng)連接在一個或多個發(fā)射極上的一個或多個電壓源,圖1中展示了其中兩個發(fā)射極102-1和102-N。晶體管100的基極104不是通常的直接接地,例如通過控制電路(圖中沒有展示出電路107的細節(jié))。
[0002]圖1中晶體管100的一個典型作用是給個人電腦或是任何使用外部直流電源的電子設(shè)備供電,調(diào)整來自電源線或電池的交流電。例如,經(jīng)過調(diào)整的交流電源電壓Vl加在發(fā)射極102-1上,電池的電壓VN加在發(fā)射極102-N上,電流IP就會由集電極101產(chǎn)生,因為受基極104控制,這樣就會在集電極101處產(chǎn)生穩(wěn)壓。當電壓Vl和VN間存在差值,熱電壓形式為kt/q (27攝氏度時為26毫伏或是更大),集電極101就會產(chǎn)生一個最低量的電流Imin0相反地,當Vl和VN的差值小于熱電壓,例如,當晶體管100的一個使用者需要將發(fā)射極102-1到102-N連接在一起,集電極101就會產(chǎn)生一個大于IP的電流Imax。集電極101的限流用來保護晶體管或是負載。不同于使用與端子101或102-1到102-N串聯(lián)的電阻上的壓降,根據(jù)固有電路的復(fù)雜性,限流功能可以通過基極104獲得,因為在高電流密度下使用晶體管100或者將集電極通過連線105連接至基極端時,晶體管100的電流增益是眾所周知的。
[0003]圖1是一個一般穩(wěn)壓電路的原理圖,該穩(wěn)壓電路使用具有一個或多個電壓的電源工作。如果晶體管100的傳導(dǎo)控制電路“基極驅(qū)動” 107如圖這樣的,只要發(fā)射極102-1到102-N中的一個或多個獲得Vl到VN足夠的電源電壓供應(yīng),晶體管100的集電極101處就是一個穩(wěn)壓節(jié)點。Vl到VN中至少有一個的最小可接受電壓為晶體管的飽和電壓Vsat,例如5.1伏,高于所需要的穩(wěn)壓輸出5伏。使用與發(fā)射極引線102-1到102-N或是與集電極101串聯(lián)的電阻的標準方法是不需要的。如果晶體管100的電流增益是已知的,限流功能就可以通過在基極驅(qū)動100上進行限流獲得。當晶體管100為橫向PNP時,在高電流密度下的電流增益就是已知的。通過增加反饋集電極105,由集電極101和105的傳導(dǎo)比率來確定電流增益,晶體管100的電流增益就更容易獲得。需要注意的是,該反饋在PNP晶體管被獨立柵極器件例如場效應(yīng)管代替時也可以應(yīng)用。
[0004]當102-1到102-N中的一部分發(fā)射極導(dǎo)通時,通常需要提供增加流過晶體管100的基極104的基極電流的端子,因為晶體管100可以更好地控制具有一系列發(fā)射極導(dǎo)通情況下的電源。
[0005]實際的具有隨著控制電壓均衡升高的電流源被作為增加流過圖1中基極104電流的端子,在專門的穩(wěn)壓功能中出現(xiàn)的問題,以及更多需要依靠多電壓電源工作的電子電路中的普遍問題。
【背景技術(shù)】:
[0006]本發(fā)明涉及到電子電路,尤其是用于產(chǎn)生輸出隨著控制電壓均衡升高的電流源。
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0007]—種新穎的電路,能在兩個輸入電壓范圍內(nèi)提供平穩(wěn)的電流轉(zhuǎn)換功能,這樣,該電源就能為需要不止一個電源的電子電路供電。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0009]在一個具體實例中,這樣的電源包括一個蓄電池以及一個由交流電源控制的直流電源。這樣的電流源被設(shè)計來提供基準電流。該基準電流根據(jù)來自每根電源線的電流建立鏡像電流,以此來提供所需要的輸出電流。一個進一步的改進就是要理解,當電源Vl到VN間并聯(lián)更多的電源時,晶體管就可以處理更多的電流,在使用者具有較少不同電源的情況下,就可以在任何特定晶體管中建立起獨立的發(fā)射極。當電源電壓Vl到VN中的兩個或是更多均衡的時候,限流就會增加。本發(fā)明的電路用來在電壓對均衡時增加限流。需要理解的是,本發(fā)明的電路限流方面有更廣泛的用途,這里只舉了一個簡單的例子。
[0010]對比專利文獻:CN202043055U輸出電流源201120124461.1
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0011]圖1展示了先前技術(shù)中適用于電流控制設(shè)備的多發(fā)射極PNP晶體管的示意圖;
[0012]圖2展示了本發(fā)明的一個具體實例的原理圖,該實例從一個或多個多輸入電源中提供一個輸出電流;
[0013]圖3描繪了能夠根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
產(chǎn)生所需要的轉(zhuǎn)換功能的一個例子曲線圖;
[0014]圖4展示了根據(jù)本發(fā)明原理制造的一個實例電路的原理圖;
[0015]圖5展示了本發(fā)明一個可選實例的原理圖。
【具體實施方式】:
[0016]如圖3所示,我們需要在一定電壓范圍內(nèi)(VI和V2)提供平滑連續(xù)的電流轉(zhuǎn)換功能,圖3展示了一個根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的能夠產(chǎn)生所需要電流轉(zhuǎn)換功能的例子。圖3中所示的電流轉(zhuǎn)換功能表明,IP大致等于兩倍的Imin,并且轉(zhuǎn)換功能的鐘形曲線與晶體管對的有效飽和電流成比例,晶體管對中的兩組晶體管依靠相同的控制電壓工作。自然地,其他電流強度的IP以及其他形狀的轉(zhuǎn)換功能曲線,根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)內(nèi)容,都是可行的。
[0017]圖4為根據(jù)本發(fā)明指導(dǎo)內(nèi)容構(gòu)建的一個實例電路300的原理圖,該電路能提供如圖3所示轉(zhuǎn)換曲線,并且能為圖1中晶體管的基極104提供合適的控制信號。輸入電壓Vl應(yīng)用在電壓總線301上,輸入電壓V2應(yīng)用在電壓總線302上。與正電壓相對的是,晶體管303通過集電極303-1將電流導(dǎo)入地。一個成比例的電流通過集電極303-2流入電流源306。晶體管304與集電極303-2中的電流鏡像對稱,并且晶體管305又將晶體管304中的電流鏡像對稱至輸出端307。在相同的形式下,與正電壓V2相對的是,晶體管313通過集電極313-1將電流導(dǎo)入地。一個成比例的電流通過集電極313-2流入電流源316。晶體管314與集電極313-2中的電流鏡像對稱,并且晶體管315又將晶體管314中的電流鏡像對稱至輸出端307。
[0018]在首選實例中,晶體管303、304、305、313、314和315的飽和電流是相等的,并且為了方便裝配,這些晶體管所有的發(fā)射極的尺寸都是相同的。這時,輸出電流1ut與Iin的比值(由電流源306和316產(chǎn)生的電流)一定是幾個不連續(xù)值中的一個。[0019]輸出電流1ut可以表示為:.........1L (N)
【權(quán)利要求】
1.一種輸出隨著控制電壓均衡升高的電流源,其特征是:電路包括:第一極性的第一電源輸入引線;上述第一極性的第二電源輸入引線;第二極性的第三電源輸入引線;提供輸出電流的輸出引線;第一電流鏡電路包括:一個第一晶體管,其第一電流傳輸引線耦合在上述第一電源引線上,第二電流傳輸引線耦合在上述第三電源引線上,第三電流傳輸引線耦合在上述第三電源引線上,控制引線耦合在上述第三電流傳輸引線上;第二晶體管,其第一電流傳輸引線耦合在上述第二電源引線上,第二電流傳輸引線耦合在上述第一晶體管的控制引線上,控制引線耦合在上述第一晶體管的控制引線上;一個第三晶體管,其第一電流傳輸引線耦合在上述第二電源引線上,第二電流傳輸引線耦合在上述輸出引線上,控制引線耦合在上述第一晶體管的控制引線上;第二電流鏡電路包括:一個第四晶體管,其第一電流傳輸引線耦合在上述第二電源引線上,第二電流傳輸引線耦合在上述第三電源引線上,第三電流傳輸引線耦合在上述第三電源引線上,控制引線耦合在上述第三電流傳輸引線上;一個第五晶體管,其第一電流傳輸引線耦合在上述第一電源引線上,第二電流傳輸引線耦合在上述第一晶體管的控制引線上,控制引線耦合在上述第四晶體管的控制引線上;一個第六晶體管,其第一電流傳輸端耦合在上述第一電源引線上,第二電流傳輸引線耦合在上述輸出引線上,控制引線耦合在上述第四晶體管的控制引線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸出隨著控制電壓均衡升高的電流源,其特征是:電路包括:第一極性的第一電源輸入引線;上述第一極性的第二電源輸入引線;第二極性的第三電源輸入引線;提供輸出電流的輸出引線;第一電流鏡電路包括:用于建立第一電流的第一端子,第一電流從上述第一電源引線流至上述第三電源引線,第一端子的控制引線具有與上述第一電流相關(guān)的控制電壓;將來自上述第一電源引線的電流反射至上述第三電源引線的端子,其控制引線耦合在上述第一端子的控制引線上;將來自上述第二電源引線的電流反射至上述第三電源引線的端子,其控制引線耦合在上述第一端子的控制引線上;將來自上述第二電源引線的電流反射至上述輸出端,其控制引線耦合在上述第一端子的控制引線上;第二電流鏡端子包括:用于建立第二電流的第二端子,第一電流從上述第二電源引線流至上述第三電源引線,第二端子的控制引線具有與上述第二電流相關(guān)的控制電壓;將來自上述第一電源引線的電流反射至上述第三電源引線的端子,其控制引線耦合在上述第二端子的控制引線上;將來自上述第二電源引線的電流反射至上述第三電源引線的端子,其控制引線耦合在上述第二端子的控制引線上;將來自上述第一電源引線的電流反射至上述輸出端,其控制引線耦合在上述第二端子的控制引線上。
【文檔編號】G05F1/56GK103616915SQ201310607994
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:蘇州貝克微電子有限公司