CN104393760A - 具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路，包括正电压输出低压差调整电路和负电压输出低压差调整电路，这两部分电路结构相同，电压正负对称；每一部分电路中均利用运算放大器和三极管构成负反馈放大电路，运算放大器输出端与三极管基极相连，通过运算放大器的输出电压控制三极管的工作状态，三极管集电极作为输出电压连接至用电设备，同时通过反馈电阻与运算放大器输入端相连。本发明的电路，一旦发生短路，必须重新上电才能继续输出电压；输出电压能在小范围内迅速调整；输出电压精度高；有效保护用电设备。

Description

具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路
 
技术领域
本发明属于电路领域，是一种具有短路保护功能的正负输出电压调整电路，可应用于多种需短路保护的电路中，尤其是用电设备短时间内出现重复短路现象的电路。
背景技术
目前同类电源电路在短路解除后仍能输出电压，用电设备可能因重复发生短路而导致损坏。本发明的短路保护在用电设备短路后停止电压输出，短路解除后仍停止电压输出，必须重新上电后才能再次输出电压，有效解决了用电设备因重复短路而造成的损坏现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路，给用电设备提供正负输出低压差电压的同时解决因用电设备重复短路而造成的损坏问题。
本发明的技术方案： 
一种具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路，其特征是，包括正电压输出低压差调整电路和负电压输出低压差调整电路，这两部分电路结构相同，电压正负对称；每一部分电路中均利用运算放大器和三极管构成负反馈放大电路，运算放大器输出端与三极管基极相连，通过运算放大器的输出电压控制三极管的工作状态，三极管集电极作为输出电压连接至用电设备，同时通过反馈电阻与运算放大器输入端相连。
所述正电压输出低压差调整电路包括第一运算放大器、第一三极管；
电源正输入VIN+通过第一电阻限流和第一稳压二极管稳压，第一稳压二极管的稳压值接入第一运算放大器的负输入端，第一稳压二极管的稳压值经分压后输入至第一运算放大器的正输入端，第一运算放大器输出端连接至第一三极管的基极；第一三极管的集电极连接至输出电压VOUT+；输出电压VOUT+经第五电阻反馈到第一运算放大器的正输入端。
所述负电压输出低压差调整电路包括第二运算放大器、第三三极管；
电源负输入VIN-通过第八电阻限流和第二稳压二极管稳压，第二稳压二极管的稳压值接入第二运算放大器的负输入端，第二稳压二极管的稳压值经分压后输入至第二运算放大器的正输入端，第二运算放大器输出端连接至第三三极管的基极；第三三极管的集电极连接至输出电压VOUT-；输出电压VOUT-经第十二电阻反馈到第二运算放大器的正输入端。
所述正电压输出低压差调整电路的输出电压VOUT+、所述负电压输出低压差调整电路的输出电压VOUT-均通过一电容接地。
所述正电压输出低压差调整电路中还包含第二三极管，第二三极管的基极与第一运算放大器正输入端连接，第二三极管的集电极与第一三极管的集电极连接。
所述负电压输出低压差调整电路中还包含第四三极管，第四三极管的基极与第二运算放大器正输入端连接，第四三极管的集电极与第三三极管的集电极连接。 
第一稳压二极管的稳压值经第三电阻接入第一运算放大器的负输入端，第一稳压二极管的稳压值经第二电阻、第四电阻分压后输入至第一运算放大器的正输入端；第二电阻、第三电阻、第四电阻的阻值使第一运算放大器的负输入端电压小于第一运算放大器的正输入端电压。
第二稳压二极管的稳压值经第九电阻接入第一运算放大器的负输入端，第二稳压二极管的稳压值经第十电阻、第十一电阻分压后输入至第一运算放大器的正输入端；第九电阻、第十电阻、第十一电阻的阻值使第一运算放大器的负输入端电压小于第一运算放大器的正输入端电压。
本发明具有以下几点创新性：
1、一旦发生短路，必须重新上电才能继续输出电压；
2、输出电压能在小范围内迅速调整。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
1、输出电压精度高；
2、有效保护用电设备。
附图说明
图1是具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的最佳实施作进一步详细描述：
如图1所示：图中所示是具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路原理图。该电路具体分为两部分：具有短路保护功能的正电压输出低压差调整电路和具有短路保护功能的负电压输出低压差调整电路。两部分电路结构相同，电压正负对称。本发明主要利用运算放大器和三极管构成一个负反馈放大电路：运算放大器输出端与三极管基极相连，通过运算放大器的输出电压控制三极管的工作状态，三极管输出端通过反馈电阻与运算放大器输入端相连。当用电设备发生短路时输出电压被拉低，此时输出端通过反馈切断电压输出，起到短路保护的作用；当短路解除时，三极管仍处于截止状态，必须重新上电才能恢复电压输出。
以具有短路保护功能的正电压输出低压差调整电路为例：电路上电时，电源正输入VIN+通过电阻R1限流和稳压二极管Q1稳压，电压VD1等于稳压二极管Q1的稳压值,运算放大器U1B的负输入端电压等于电压VD1，运算放大器U1B的正输入端电压等于电压VD1经电阻R2、R4分压后在电阻R4的分压，所以运算放大器U1B输出负电压，三极管Q3导通，三极管Q3的集电极输出电压VOUT+经电阻R5反馈到运算放大器U1B的正输入端，由公式VOUT+＝VD1*(1+R5/R4)可计算出输出电压VOUT+的值。
用电设备使用时，输出电压VOUT+会在小范围内变化，当VOUT+变大时，运算放大器U1B的正输入端电压变大，运算放大器U1B输出正电压，当U1B的输出电压大到一定值时，运算放大器U1B输出高电平，三极管Q3关断，电容C3放电，输出电压VOUT+变小；当VOUT+变小时，运算放大器U1的正输入端电压变小，运算放大器U1B输出负电压，三极管Q3导通，输出电压VOUT+变大。因为运算放大器的开环增益很大，所以输出电压VOUT+一发生微弱变化，即刻通过三极管Q3实现输出电压的低压差调整功能。
当用电设备短路时，输出电压VOUT+被拉低，此时三极管Q2导通，运算放大器U1B的负输入端电压被拉低，运算放大器U1B输出正电压，立刻关闭三极管Q3，输出电压VOUT+降低到0V，起到短路保护的作用；当短路解除时，三极管Q2仍然导通，此时运算放大器U1B的正输入端电压等于电压VD1在电阻R4上的压降，运算放大器U1B的负输入端电压等于电压VD1在用电设备输入电阻上的压降，合理选择电阻R2、R3、R4的值使运算放大器U1B的负输入端电压小于运算放大器U1B的正输入端电压，三极管Q3关断，输出电压VOUT+仍然无输出；只有重新上电，输出电压VOUT+才能重新输出所需电压。
具有短路保护功能的负电压输出低压差调整电路原理分析同上，不作赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路，其特征是，包括正电压输出低压差调整电路和负电压输出低压差调整电路，这两部分电路结构相同，电压正负对称；每一部分电路中均利用运算放大器和三极管构成负反馈放大电路，运算放大器输出端与三极管基极相连，通过运算放大器的输出电压控制三极管的工作状态，三极管集电极作为输出电压连接至用电设备，同时通过反馈电阻与运算放大器输入端相连。
2.根据权利要求1所述的具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路，其特征是，所述正电压输出低压差调整电路包括第一运算放大器、第一三极管；
电源正输入VIN+通过第一电阻限流和第一稳压二极管稳压，第一稳压二极管的稳压值接入第一运算放大器的负输入端，第一稳压二极管的稳压值经分压后输入至第一运算放大器的正输入端，第一运算放大器输出端连接至第一三极管的基极；第一三极管的集电极连接至输出电压VOUT+；输出电压VOUT+经第五电阻反馈到第一运算放大器的正输入端。
3.根据权利要求1所述的具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路，其特征是，所述负电压输出低压差调整电路包括第二运算放大器、第三三极管；
电源负输入VIN-通过第八电阻限流和第二稳压二极管稳压，第二稳压二极管的稳压值接入第二运算放大器的负输入端，第二稳压二极管的稳压值经分压后输入至第二运算放大器的正输入端，第二运算放大器输出端连接至第三三极管的基极；第三三极管的集电极连接至输出电压VOUT-；输出电压VOUT-经第十二电阻反馈到第二运算放大器的正输入端。
4.根据权利要求1所述的具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路，其特征是，所述正电压输出低压差调整电路的输出电压VOUT+、所述负电压输出低压差调整电路的输出电压VOUT-均通过一电容接地。
5.根据权利要求2所述的具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路，其特征是，所述正电压输出低压差调整电路中还包含第二三极管，第二三极管的基极与第一运算放大器正输入端连接，第二三极管的集电极与第一三极管的集电极连接。
6.根据权利要求3所述的具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路，其特征是，所述负电压输出低压差调整电路中还包含第四三极管，第四三极管的基极与第二运算放大器正输入端连接，第四三极管的集电极与第三三极管的集电极连接。
7.根据权利要求2所述的具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路，其特征是，第一稳压二极管的稳压值经第三电阻接入第一运算放大器的负输入端，第一稳压二极管的稳压值经第二电阻、第四电阻分压后输入至第一运算放大器的正输入端；第二电阻、第三电阻、第四电阻的阻值使第一运算放大器的负输入端电压小于第一运算放大器的正输入端电压。
8.根据权利要求3所述的具有短路保护功能的正负输出低压差调整电路，其特征是，第二稳压二极管的稳压值经第九电阻接入第一运算放大器的负输入端，第二稳压二极管的稳压值经第十电阻、第十一电阻分压后输入至第一运算放大器的正输入端；第九电阻、第十电阻、第十一电阻的阻值使第一运算放大器的负输入端电压小于第一运算放大器的正输入端电压。
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