TW200818101A - Voltage stabilizing circuit - Google Patents

Description

200818101 冬、發明說明·· 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種穩壓電路，特別係一種用於液晶顯 示器之穩壓電路。 ” 【先前技術】 目前，液晶顯示器需要多種不同電平之電壓供給其電 路板上各部份之電路。由於該電路板上各部份電路對供電 要求較高，故均會利用一穩壓電路來保證供電系統之穩定 性。 ^ 請參閱圖1，係一種先前技術穩壓電路之電路示意 圖。該穩壓電路1包括一直流電壓輸入端1〇、一直流電壓 輸出端11、一雙極性NPN型電晶體12'一運算放大器13、 一穩壓二極體14、一限流電阻R及依序串聯之一電阻Ri、 一可變電阻R2及一電阻R3。 忒運异放大器13包括一同相輸入端131、一反相輸入 端132及一運放輸出端133。該同相輸入端依序經由 該穩壓二極體14之陰極（未標示）、陽極（未標示）接地，亦 經^該限流電阻R連接至該直流電壓輸入端1〇。該反相輸 入端132依序經由該可變電阻&及該電阻&接地，亦經 由該電阻I連接至直流電壓輸出端u。該運放輸出端 連接至該雙極性NPN型電晶體12之基極121。該雙極性 NPN型電晶體12之射極122連接至該直流電壓輸出端 11，集極123連接至該直流電壓輸入端1〇。 該穩壓電路1之穩壓原理如下： 200818101 當該直流電壓輸出端11之電壓因負載（圖未示）減小而 降低時，該運算放大器13之反相輸入端132之電壓亦降 低，同相輸入端131之電壓在該穩壓二極體14之作用下保 持穩定，故該同相輸入端131與該反相輸入端132之間之 電壓差增大，使該運放輸出端133之電壓升高，亦使流向 該雙極性NPN型電晶體12基極121之電流增大，從而使 該集極123與射極122之間之電壓差減小，該直流電壓輸 出端11之電壓得以升高。 當該直流電壓輸出端11之電壓因負載（圖未示）增大而 升高時，該運算放大器13之反相輸入端132之電壓亦升 高，同相輸入端131之電壓在該穩壓二極體14之作用下保 持穩定，故該同相輸入端131與該反相輸入端132之間之 電壓差減小，使該運放輸出端133之電壓降低，亦使流向 該雙極性NPN型電晶體12基極121之電流減小，從而使 該集極123與射極122之間之電壓差增大，該直流電壓輸 出端11之電壓得以降低。 視該運算放大器13及該雙極性NPN型電晶體12為一 放大調整電路（未標示），該放大調整電路之電壓增益A滿 足公式（1): Λ- U〇 U〇 n、

Ua-Ub Ur-Ub ⑴ 其中，U0表示該直流電壓輸出端11之電壓，ua表示 該同相輸入端131之電壓，Ur表示該穩壓二極體14之穩 壓值，Ub表示該反相輸入端132之電壓。 8 200818101 •視該依序串聯之電阻Ri、可變電阻R2及電阻r3為一 反饋電路（未標示），該反饋電路之反饋係數F滿足公式 (2) ·· '

F U_ιΓ

__R 2 + R3 Rl + R2 + R (2) 由公式（1)及公式（2)可推導出公式（3):

U AU · (3)

AF u。滿很大時，該直流電壓輸出端11之電壓

Ri u0«lu (4) f Γ Τ^ν~^υΓ(1 + 2 + R3 R, + r 通常該穩壓二極體14之穩壓值仏係可知的， ==很大時’藉由設定RlUR3之大小可以：該穩 :路1之直流電壓輸出端11輸出-需要之電壓U 在實際應用該穩壓電路i眸，甘士 4 I ϋ0。惟， 通常不會很高，則電壓心:’A、k電壓輸出端11之電壓 公式⑷並不能精確料；會彳w利用上述 υ〇，即藉由設定Rl、r2及 電路，1需要輸出之電壓 1之直流電壓輸出端u2精確3幹之大j、並不能使該穩壓電路 壓電路1之電壓輸出不精確。而要之電壓ϋ〇 ’故該穩 【發明内容】 有鑑於此，提供一種於 -種穩壓電路，其包^較精確之穩壓電路實為必需。 電壓輸入端、一電壓輸出端、 200818101 二第一電晶體、一恒流電路及一反饋控制電路。該第一電 晶體係NPN型電晶體，其射極連接至該電壓輸出端，集極 連接至該電壓輸入端。該反饋控制電路包括一第一電阻、 二分壓支路、一穩壓單元及一第二電晶體。該分壓支路之 一$接地，另一端連接至該電壓輸出端。該分壓支路包括 一第二電阻及一可變電阻。該第二電晶體係NPN型電晶 -，/、基極連接於該第二電阻及該可變電阻之間，射極依 序經由該穩壓單元接地，亦經由該第一電阻連接至該電壓 輸出端，集極連接至該第一電晶體之基極。該恒流 於為該第一電晶體之基極及該第二電晶體之集極提供電 流。 々一種穩壓電路，其包括一電壓輸入端、一電壓輸出端、 苐電Ba體、一丨旦流電路及一反饋控制電路。第一電晶 體係N溝道場效應電晶體，其源極連接至該電壓輸出端， 汲極連接至該電壓輸入端。該反饋控制電路包括一第一電 阻 刀壓支路、一穩壓單元及一第二電晶體。該分壓支 路之一端接地，另一端連接至該電壓輸出端。該分壓支路 ^括一第二電阻及一可變電阻。該第二電晶體係NpN型電 晶體，其基極連接於該第二電阻及該可變電阻之間，射極 依序經由該穩壓單元接地，亦經由該第一電阻連接至該電 壓輸出端，集極連接至該第—電晶體之閘極。該恒流電: 用於為該第一電晶體之閘極及該第二電晶體之集極提供電 >7tl ° 八 相較於先前技術，該穩壓電路之電壓輸出端之電壓可 200818101 藉由一計算公式精確計算，即藉由設定該第二電阻及該可 變電阻之電阻值，該電壓輸出端可精確輸出需要之電壓。 因此，該穩壓電路之電壓輸出較精確。 【實施方式】 請參閱圖2,係本發明穩壓電路第一實施方式之電路 示意圖。該穩壓電路2包括一直流電壓輸入端20、一直流 電壓輸出端21、一第一電晶體22、一恒流電路23及一反 饋控制電路24。 該第一電晶體22係NPN型電晶體，其射極222連接 至該直流電壓輸出端21，集極223連接至該直流電壓輸入 端20 〇 該恒流電路23包括一第一電阻231、一第二電晶體 232、一第一二極體233、一第二二極體234及一 RC並聯 電路235。 該第二電晶體232係雙極性PNP型電晶體，其基極 2321經由該RC並聯電路235接地，亦依序經由該第二二 % 極體234之陰極（未標示）、陽極（未標示）及該第一二極體 233之陰極（未標示）、陽極（未標示）連接至該直流電壓輸入 端21 ;射極2322經由該第一電阻231連接至該直流電壓 輸入端20;集極2323連接至該第一電晶體22之基極221。 該反饋電路24包括一第三電晶體241、一穩壓二極體 242、一電容243、一第二電阻244及依序串聯之一第三電 阻245、一第四電阻246及一可變電阻247。 該第三電晶體241係NPN型晶體，其基極2411經由 11 200818101 該第三電阻245連接至該直流電壓輸出端21，亦經由該第 四電阻246及該可變電阻247接地；射極2412經由該第二 電阻244連接至該直流電壓輸出端21，並依序經由該第二 電阻244及該電容243連接至該第二電晶體232之集極 2323，亦依序經由該穩壓二極體242之陰極（未標示）、陽 極（未標示）接地；集極2413連接至該第一電晶體之基極 221 ° 該第一電晶體221可為NPN型達林頓（Darlington)電 晶體。該穩壓二極體242可為齊納二極體（Zener diode)。 該穩壓電路2之穩壓原理如下： 當該直流電壓輸出端21之電壓因負載（圖未示）增大而 升高時，該第三電晶體241之基極2411電壓亦升高，使流 向該基極2411之電流亦增大，從而使流向該第三電晶體 241之集極2413之電流減小。由於該第二電晶體232之集 極2323為該第一電晶體22之基極221及該第三電晶體241 之集極2413提供電流，該第三電晶體241之集極2413之 、 電流減小使該第一電晶體22之基極221電流增大，從而使 該第一電晶體22之集極223與射極222之間之電壓差變 大，該直流電壓輸出端21之電壓得以降低。 當該直流電壓輸出端21之電壓因負載（圖未示）減小而 降低時，該第三電晶體241之基極2411電壓亦降低，使流 向該基極2411之電流亦減小，從而使流向該第三電晶體 241之集極2413之電流增大。由於該第二電晶體232之集 極2323為該第一電晶體22之基極221及該第三電晶體241 12 200818101 之集極2413提供電流，該第三電晶體241之集極2413之 電f增大使該第—電晶體22之基極221電流減小，從而使 該第一電晶體22之集極223與射極222之間之電壓差變 小’該直流電壓輸出端21之電壓得以升高。 該直流電壓輸出端21之電壓U〇滿足公式（1) ·· u0 = I(R3 + r4 + Rx) ⑴ 其中，R3、R4、RX分別表示該第三電阻245、第四電 阻246及該可變電阻247之電阻值，τ表示流過該第三電 阻245、第四電阻246及該可變電阻247之電流，豆滿足 公式（2) ·· 〃 —Vb R4 + Rx vr + vbe R4 + Rx R4 + Rx ⑺ 其中，Vb表示該第三電晶體241之基極2411之電壓，

Vr表示該穩壓二極體242之穩壓值，Vbe表示該第三電曰 體241之基極2411與射極2412之間之電壓差。 曰曰 ^由於該穩壓二極體242之穩壓值係可知的，故藉由設 定該第三電阻245、第四電阻246及該可變電阻24^之^ 阻值R3、114及Rx’可精確計算出該直流電壓輸出端Η之 電壓。因此，該穩壓電路2之電壓輸出較精確。 一請參閱圖3，係本發明穩壓電路第二實施方式之電路 示意圖。該穩壓電路3與第—實施方式之穩壓電路2大致 相同，其主要區別在於：該穩壓電路3進一步包括一第一 電解電容31、-第二電解電容32、一第一貼片電容μ及 —第二貼片電容34。該第—電解電容31及該第一貼片電 13 200818101 夸33均一端接地，另一端連接至該直流電壓輸入端3〇。 該第一電解電容31用於儲存該直流電壓輸入端3〇輸入之 電壓并濾除該輪入電壓之低頻干擾。該第一貼片電容33 用於濾除該輸入電壓之高頻干擾。該第二電解電容32及該 第一貼片電容34均一端接地，另一端連接至該直流電壓輸 出端35。該第二電解電容32用於儲存該直流電壓輸出端 35輸出之電壓并濾除該輸出電壓％之低頻干擾。該第二 貼片電容34用於濾除該輸出電壓u〇之之高頻干擾。 本發明之穩壓電路亦可具其他多種變更設計，如：在 第實施方式之穩壓電路2中，該反饋控制電路24之穩壓 二極體242亦可為其它穩壓單元；該第一電晶體以可為“一 N溝道金屬氧化物半導體場效應電晶體（N_cha⑽a

Metal-Oxide-Semiconductor Field^Effect Transistor ^ N-MOSFET)，其閘極連接至該第二電晶體232之集極，源 極連接至該直流電壓輸出端21，汲極連接至該直流電壓輸 入端20 〇 綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法 f出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方 L ’本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟習本 =技藝=人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化， 白應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係一種先前技術穩壓電路之電路示咅圖。 圖2係本發明穩壓電路第—實施方式^路示意圖。 14 200818101 辱3係本發明穩壓電路第二實施方式之電路示意圖。 【主要元件符號說明】 穩壓電路 2、3 直流電壓輸入端 20、30 直流電壓輸出端 21、35 第一電晶體 22 恒流電路 23 反饋控制電路 24 第一電解電容 31 第二電解電容 32 第一貼片電容 33 第二貼片電容 34 基極 221、 2321 、 2411 射極 222、 2322 、 2412 集極 223、 2323 、 2413 第一電阻 231 第二電晶體 232 第一二極體 233 第二二極體 234 RC並聯電路 235 第三電晶體 241 穩壓二極體 242 電容 243 第二電阻 244 第三電阻 245 第四電阻 246 可變電阻 247 15

Claims (1)

1. 200818101 十、申請專利範圍 1·一種穩壓電路，其包括： 一電壓輸入端； 一電壓輸出端； 一第一電晶體，係NPN型電晶體，其射極連接至該電 壓輸出端，集極連接至該電壓輸入端； 一反饋控制電路，其包括一第一電阻、一分壓支路、 一穩壓單兀及一第二電晶體，該分壓支路之一端接 地，另一端連接至該電壓輸出端，該分壓支路包括一 第二電阻及一可變電阻，該第二電晶體係NPN型電晶 體，其基極連接於該第二電阻及該可變電阻之間，射 極依序經由該穩壓單元接地，亦經由該第一電阻連接 至該電壓輸出^，集極連接至該第—電晶體之基極； -恒流電路，其用於為該第—電晶體之基極及該第二 電晶體之集極提供電流。 2·如申請專利範圍i所沭 π迅之％壓電路，其中，該穩壓單 元為穩壓二極體。 3 ·如申請專利範圍2所诚夕释两 W返之穩壓電路，其中，該穩壓二 極體係齊納二極體。 4·如申請專利範圍1所述 路包括一第一 Κ %壓電路，其中，該恒流電 第一二極體、一第二二極體 一 RC並聯電路及一第— 電日日體，該第二電晶體，係 ΡΝΡ型電晶體，1其扠〆， 〆、土極！由該RC並聯電路接地，亦 16 200818101 .依序經由該第二二極體之陰極、陽極及該第一二極體 之陰極、陽極連接至該電壓輸入端，射極經由該第一 電阻連接至該電壓輸入端，集極連接至該第一電晶體 之基極。 5·如申請專利範圍i所述之穩壓電路，其進一步包括一 電谷其連接於該第一電晶體之基極及該電壓輸出端 之間。 6·^申請專利範圍i所述之穩壓電路，其進—步包括一 電解電容，其-端接地，另_端連接至該電壓輸入端。 •如申請專利範圍6所述之穩壓電路，其進一步包括一 貼片電谷，其一端接地，另一端連接至該電壓輸入端。 •如申請專利範圍1所述之穩壓電路，其進一步包括一 電解電*，其-端接地，另—端連接至該電壓輸出端。 •如申請專利範圍8所述之穩壓電路，其進一步包括一 貼片端接地’另_端連接至該電壓輸出端。 说如申請專利範圍！所述之穩壓電路，其中，該第一電 晶體係達林頓電晶體。 如:明專利犯圍1所述之穩壓電路，其中，該電壓輸 =為直流電壓輸人端，該電壓輸出端為直流電壓輸 出端。 12·一種穩壓電路，其包括·· 一電壓輸入端； 一電壓輸出端； 17 200818101 ^ 一第一電晶體，係N溝道場效應電晶體，其源極連接 電壓輸&端’ &極連接至該電壓輸入端； 反=控制電路，其包括一第一電阻、一分壓支路、 一穩壓單元及一第二電晶體，該分壓支路之一端接 $，另一端連接至該電壓輸出端，該分壓支路包括一 第二電阻及一可變電阻，該第二電晶體係NPN型電晶 體，其基極連接於該第二電阻及該可變電阻之間，射 極依序經由該穩壓單元接地，亦經由該第一電阻連接 至該電壓輸出端，集極連接至該第-電晶體之間極； 一恒流電路，其用於為該第一電晶體之閘極及該第二 電晶體之集極提供電流。 13·如申請專利範圍12所述之穩壓電路，其中，該穩壓 單元為穩壓二極體。 14. 如申請專利範圍13所述之穩壓電路’其中，該穩壓 二極體係齊納二極體。 15. 如申請專利範圍12所述之穩壓電路，其中，該恒流 電路包括一第一電阻、一第一二極體、一第二二極 體、一 RC並聯電路及一第二電晶體，該第二電晶體， 係PNP型電晶體，其基極經由該Rc並聯電路接地， 亦依序經由該第二二極體之陰極、陽極及該第一二極 體之陰極、陽極連接至該電壓輸入端，射極經由該第 一電阻連接至該電壓輸入端，集極連接至該第一電晶 體之閘極。 18 200818101 穩壓電路，其進一步包括 晶體之閘極及該電壓輸出 • 16·如申請專利範圍I]所述 一電容，其連接於該第一電 端之間。 17·如申請專利範圍 一電解電容，其一 端0 山所述之穩壓電路，其進一步包括 端接地，另一端連接至該電壓輸入 18·如甲請專利範圍17所 貼 片雷…二 穩壓電路，其進-步包括 谷-端接地，另一端連接至該電壓輸入 端0 穩壓電路，其進一步包括 另一端連接至該電壓輸出 19·如申凊專利範圍12所述之 一電解電容，其一端接地， 端0 20·如申凊專利範目19所述之穩麼冑路，其進一步包括 一貼片電谷，其一端接地，另一端連接至該電壓輸出 端0 21·如申請專利範圍12所述之穩壓電路，其中，該電壓 輸入端為直流電壓輸入端，該電壓輸出端為直流電壓 輸出端。 19