CN1760782A - 主机板直流线性稳压电源 - Google Patents

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Abstract

一种主机板直流线性稳压电源，包括由放大器及调整管构成的一反馈电路，所述放大器的其中之一输入端接收一参考电压，另一输入端接收由调整管所输出的反馈电压，并由其输出端输出一调整电压至调整管，并在所述调整管的输出端上连接一负载，其中，所述调整管由并联连接的第一场效应管(FET)与第二场效应管所构成，即所述第一场效应管的栅极、源极和漏极分别与第二场效应管的栅极、源极和漏极相连接。本发明主机板直流线性稳压电源以两个并联连接的场效应管作为调整管，其大大提高了带负载的能力。

Description

主机板直流线性稳压电源
【技术领域】
本发明是关于一种直流线性稳压电源，特别是指一种具有改进型调整管的主机板直流线性稳压电源。
【背景技术】
目前在主机板的设计中，电源设计的好坏至关重要，许多低压电源都采用线性稳压电源来设计，其可输出稳定的电压，且电路设计成本较低。
请参考图1中，为现有技术所公开的一种直流低压线性稳压电源，其包括参考电压产生电路1、稳压电路2及降压电路3。参考电压产生电路1接收如3.3V的电源电压VCC，输出如2.5V的稳定电压，以作为第一输入电压U1提供至降压电路3的输入端；并经由分压电阻R1和R2以提供约为1.5V的第二输入电压U2至稳压电路2的输入端。稳压电路2包括由第一放大器21和第一金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS管)23构成的一反馈电路。稳压电路2的输入端，即第一放大器21的同向输入端接1.5V的第二输入电压U2，其输出端与第一MOS管23的栅极G相连接。第一MOS管23的源极S连接至第一放大器21的反向输入端，其源极S与栅极G之间串接一电阻R3，且此源极S可连接一负载RL。因此，在此稳压电路中，作为调整管的第一MOS管23与第一放大器21构成一反馈电路，其可提供约1.5V的稳定电压U2至负载RL。降压电路3包括有第二放大器31和第二MOS管33，其与上述稳压电路2相类似设置，第二放大器31的同向输入端接收如2.5V的输入电压U1，其反向输入端可经由一电容C接地。第二MOS管33的漏极D接如3.3V的电源电压VCC，而此第二MOS管33的源极S连接至第一MOS管23的漏极D，也就是说，第一MOS管23与第二MOS管33是相互串接的。在此低压线性稳压电源中，由于第一MOS管23不能完全承担负载RL的功率，故通过降压电路3中的第二MOS管33来分担负载RL的剩余功率。然而，由于第一MOS管23与第二MOS管33是相互串接的，且因不同型号的MOS管各自具有所允许通过的最大极限电流，故串接的第一MOS管23与第二MOS管33所允许通过的最大电流受制于具有较小最大极限电流的那个MOS管，例如第一MOS管23所允许的最大极限电流为6A，第二MOS管33所允许的最大极限电流为8A，则两者串接时所允许的最大电流为6A。而负载RL是连接在第一MOS管23及第二MOS管33所在线路上的，则整个线性稳压电源带负载的能力取决于具有较小最大极限电流的那个MOS管，从而，此种线性稳压电源的带负载能力因受到上述的限制而变得相对较差。
此外，也因通过第一MOS管23与第二MOS管33的电流为其中一个MOS管的较小电流，有可能使得作为调整管的第一MOS管23可承担的最大负载功率受到限制，从而潜在地降低了元器件的利用率。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种可提高带负载能力的主机板直流线性稳压电源。
本发明的另一目的在于提供一种可提高输出功率的用于主机板直流线性稳压电源的调整管。
根据本发明的主要目的提供一种主机板直流线性稳压电源，其包括由放大器及调整管构成一反馈电路，所述放大器的其中之一输入端接收一参考电压，另一输入端接收由调整管所输出的反馈电压，并由其输出端输出一调整电压至调整管，并在所述调整管的输出端上连接一负载，其中，所述调整管由并联连接的第一场效应管(FET)与第二场效应管所构成。
本发明中第一场效应管及第二场效应管可进一步为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS管)。
在本发明的一实施例中，当所述调整管中的第一场效应管及第二场效应管为N沟道场效应管时，所述放大器的同向输入端接收参考电压，其反向输入端接收反馈电压，所述第一场效应管的栅极、源极和漏极分别与第二场效应管的栅极、源极和漏极相连接，所述漏极接一电源电压，所述栅极与放大器的输出端相连，所述栅极和源极之间串接一电阻，所述源极连接至放大器的反向输入端，且在所述源极上连接一负载。
在本发明的另一实施例中，当所述调整管中的第一场效应管及第二场效应管为P沟道场效应管时，所述放大器的反向输入端接收参考电压，，其同向输入端接收反馈电压，所述第一场效应管的栅极、源极和漏极分别与第二场效应管的栅极、源极和漏极相连接，所述源极接一电源电压，所述栅极与放大器的输出端相连，所述栅极和源极之间串接一电阻，所述漏极连接至放大器的同向输入端，且在所述漏极上连接一负载。
根据本发明的另一目的提供一种用于主机板直流线性稳压电源的调整管，其包括第一场效应管(FET)，其具有栅极、源极和漏极；及第二场效应管，其具有栅极、源极和漏极，所述第二场效应管的栅极、源极和漏极分别与第一场效应管的栅极、源极和漏极相连接。
在本发明一实施例中，所述第一及第二场效应管可为N沟道场效应管；而在本发明另一实施例中，所述第一及第二场效应管为P沟道场效应管。
其中，N沟道场效应管或P沟道场效应管可进一步为金属氧化物半导体场效应晶体管。
因此，相较于现有技术，采用本发明的主机板直流线性稳压电源可大大提高其带负载的能力，更灵活地满足不同的电路规格的要求。且采用本发明的用于主机板直流线性稳压电源的调整管，除可输出更大电流以提高其带负载能力之外，也提高了所述调整管可承担的最大负载功率，达到元器件的有效使用。
【附图说明】
图1是现有技术的低压线性稳压电源的电路结构图。
图2是本发明中第一实施例主机板直流线性稳压电源的电路结构图。
图3是本发明中第二实施例主机板直流线性稳压电源的电路结构图。
【具体实施方式】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
请参照图2及图3，为本发明主机板直流线性稳压电路的第一实施例和第二实施例，其包括参考电压产生电路10、放大器20、调整管30(30’)及负载RL，由放大器20及调整管30(30’)构成一反馈电路，所述放大器20的其中之一输入端接收一参考电压UREF2，另一输入端接收由调整管30(30’)所输出的反馈电压U1，并由其输出端输出一调整电压U2至调整管30(30’)，并在所述调整管30(30’)的输出端上连接一负载RL，其中，所述调整管30(30’)由并联连接的第一场效应管(FET)301(301’)与第二场效应管303(303’)所构成，所述第一场效应管301(301’)及第二场效应管303(303’)可为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS管)。如图2，在本发明的第一实施例中，所述第一场效应管301及第二场效应管303为N沟道场效应管；如图3，在本发明的第二实施例中，所述第一场效应管301’及第二场效应管303’可为P沟道场效应管。此外，在本发明的其他一些实施例中，第一场效应管及第二场效应管也可为晶体三极管(未图示)。
请参照图2，以下将详细说明本发明第一实施例主机板直流线性稳压电路。其中，所述调整管30中的第一场效应管301及第二场效应管303为N沟道场效应管。
所述参考电压产生电路10可为合适的电路，其接如3.3V的电源端VCC，输出如2.5V的参考电压UREF1，可经由相互串接的分压电阻R1和R2，在电阻R1与R2之间的节点提供如1.5V的电压UREF2至放大器20的同向输入端；电阻R2的另一端接地。
所述放大器20具有同向输入端、反向输入端和输出端，其同向输入端接收由参考电压产生电路10所提供的1.5V的参考电压UREF2，其反向输入端连接调整管30的输出端，所述放大器20的输出端连接至调整管30的输入端，以下将详述。
所述调整管30是由并联连接的第一N沟道场效应管301及第二N沟道场效应管303所构成，即第一N沟道场效应管301的栅极G、源极S和漏极D分别连接至第二N沟道场效应管303的栅极G、源极S和漏极D，也就是，所述调整管30具有共同的栅极G’、源极S’和漏极D’，所述共同的漏极D’可接如3.3V的电源电压VCC，所述共同的栅极G’作为调整管30的输入端与所述放大器20的输出端连接，所述栅极G’和源极S’之间串接一电阻R3，且所述源极S’作为调整管30的输出端连接至所述放大器20的反向输入端，在所述源极S’上，也就是在所述放大器20的反向输入端连接有负载RL。
因此，由于第一N沟道场效应管301和第二N沟道场效应管303是并联连接的，故第一及第二N沟道场效应管301、303构成的调整管30的输出端，即同时连接有负载RL处，允许通过的最大电流将大大提高，例如，若所述调整管30中第一N沟道场效应管301本身所允许通过的最大极限电流为6A，第二N沟道场效应管303本身所允许通过的最大极限电流为6A，则整个调整管30输出端所允许通过的最大电流为12A，由于所述主机板直流线性稳压电路带负载的能力取决于整个调整管30的最大输出电流，从而，本发明主机板直流线性稳压电路，相对于现有技术而言，其带负载能力将大大提高。
而且，也因为所述调整管30中第一N沟道场效应管301和第二N沟道场效应管303是并联设置的，每一N沟道场效应管都可通过各自所允许的最大极限电流，可避免现有技术中因MOS管串联设置所产生的电流相互受牵制的情形，从而提高了整个调整管30可承担的最大负载功率，达到元器件的有效使用。
本发明主机板直流线性稳压电路的工作过程如下：当负载RL变大，其两端的负载电压U0瞬间将变大，使得输入至放大器20反向输入端的反馈电压U1升高，经过与放大器20的同向输入端的参考电压UREF2比较之后，在所述放大器20输出端的调整电压U2将下降，导致整个调整管30的栅源极电压UGS’也相对下降，结果使得调整管30的输出端电流，即IS’变小，导致负载RL端的电流及负载电压ΔU0也相对变小，从而将先前变大的负载电压U0调整回到某一稳定电压值，如1.5V的电压。反之，当负载RL变小时，整个主机板直流线性稳压电源经由放大器20与调整管30构成的反馈电路，仍可将负载电压U0稳定在某一预定电压值。因此，本发明经由两个并联设置的场效应管301、303所形成的调整管30，使得所述调整管30的最大输出电流为两个场效应管的最大极限电流值的总和，从而，本发明的主机板直流线性稳压电源在提供某一稳定电压的情况下，大大提高了其带负载的能力，如此可满足不同的电路规格要求。
请参照图3，为本发明第二实施例的主机板直流线性稳压电路，与本发明第一实施例所不同的是，所述调整管30’中第一场效应管301’及第二场效应管303’为P沟道场效应管，从而所述调整管30’中第一P沟道场效应管301’及第二P沟道场效应管303’的共同的栅极G’作为调整管30’的输入端与所述放大器20的输出端连接，所述共同的源极S’可接如3.3V的电源电压VCC，在所述栅极G’和源极S’之间串接一电阻R3，且所述共同的漏极D’作为调整管30’的输出端连接至所述放大器20的同向输入端，且在所述漏极D’端上，也就是在所述放大器20的同向输入端上连接有一负载RL。而所述放大器20的反向输入端则接收由参考电压产生电路10所提供的1.5V的参考电压UREF2。
本发明的主机板直流线性稳压电源主要适用于主机板上，即其接收3.3V的电源电压VCC，以提供1.5V的稳定电压，也可根据需要应用于适当的场合，如接收6V的电源电压VCC，提供3V的稳定电压，在此并非有所限制，惟需注意的是，通过场效应管的栅源电压UGS必须大于其门阀电压。
此外，本发明中由两个场效应管并联设置所形成的调整管可应用在其他一些稳压电路中，在此并非有所限制。

Claims (10)

1.一种主机板直流线性稳压电源，包括由放大器及调整管构成一反馈电路，所述调整管包括第一场效应管，所述放大器的其中之一输入端接收一参考电压，另一输入端接收由第一场效应管所输出的反馈电压，并由其输出端输出一调整电压至第一场效应管，并在所述调整管的输出端连接一负载，其特征在于：所述调整管还包括第二场效应管，所述第二场效应管与第一场效应管并联连接。
2.如权利要求1所述主机板直流线性稳压电源，其特征在于：所述第一及第二场效应管为金属氧化物半导体场效应晶体管。
3.如权利要求2所述主机板直流线性稳压电源，其特征在于：当所述调整管中的第一场效应管及第二场效应管为N沟道场效应管时，所述放大器的同向输入端接收参考电压，其反向输入端接收反馈电压，所述第一场效应管的栅极、源极和漏极分别与第二场效应管的栅极、源极和漏极相连接，所述漏极接一电源电压，所述栅极与放大器的输出端相连，所述栅极和源极之间串接一电阻，所述源极连接至放大器的反向输入端，且在所述源极上连接一负载。
4.如权利要求2所述主机板直流线性稳压电源，其特征在于：当所述调整管中的第一场效应管及第二场效应管为P沟道场效应管时，所述放大器的反向输入端接收参考电压，，其同向输入端接收反馈电压，所述第一场效应管的栅极、源极和漏极分别与第二场效应管的栅极、源极和漏极相连接，所述源极接一电源电压，所述栅极与放大器的输出端相连，所述栅极和源极之间串接一电阻，所述漏极连接至放大器的同向输入端，且在所述漏极上连接一负载。
5.如权利要求1所述主机板直流线性稳压电源，其特征在于：所述参考电压为1.5伏。
6.如权利要求1所述主机板直流线性稳压电源，其特征在于：所述电源电压为3.3伏。
7.一种用于主机板直流线性稳压电源的调整管，其包括第一场效应管，其具有栅极、源极和漏极；及第二场效应管，其具有栅极、源极和漏极，所述第二场效应管的栅极、源极和漏极分别与第一场效应管的栅极、源极和漏极相连接。
8.如权利要求7所述主机板直流线性稳压电源的调整管，其特征在于：所述第一场效应管及第二场效应管为N沟道场效应管。
9.如权利要求7所述主机板直流线性稳压电源的调整管，其特征在于：所述第一场效应管及第二场效应管为P沟道场效应管。
10.如权利要求8或9所述主机板直流线性稳压电源的调整管，其特征在于：所述第一场效应管及第二场效应管是金属氧化物半导体场效应晶体管。
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