[发明专利]一种瞬时受保护的隔离器

说明书

技术领域：

本发明涉及稳压器，尤其是那些打算在自动应用中使用的稳压器。在一定的条件下，将需要一个自动稳压器来提供多个输出，使几个独立的装置可以提供一个稳定的电压。这些输出各自采用一个隔离级，允许独立或隔离的负载电源。

背景技术：

一个自动系统的主要特点之一，是各部分的机壳接地来呈现不同的电位的倾向。在自动领域内，这是一个众所周知的事实。不同的机壳接地可能会形成多达+4伏的差分。因此，当一个输出变为短路到地时，它可以低至-4伏，另一个问题，就是稳压器输出会短路到高于正常的正电位。例如，高达26伏的电压可以在不经意间与输出端子相关联。其结果是，在不利的条件下的自动稳压输出，可能会在26伏至-4伏的范围内变化。期望的是稳压器在这样的极端条件下幸存下来而且没有损害，对于多个输出端，应用到一个输出上的故障条件，将不会对其它输出产生不利影响。

另一种稳压器的特征涉及其输出阻抗。如果电路中的导通晶体管是PNP极性，这是常有的情况，集电极连接到输出端子。这是高阻抗的晶体管元件，并就此产生的不稳定性，需要相对较大的旁路电容来解决。通常情况下，使用一个PNP输出晶体管将需要一个至少为10微法的旁路电容。最好是钽电容。在本发明中，采用的NPN输出晶体管，要求低阻抗的发射极端子连接到输出端子。该配置允许使用一个相对较小的0.06的微法电容。虽然使用一个小电容在一个单一的稳压器中没有很大的经济意义，多个输出设备可能需要使用一些比较昂贵的电容。这可能是有意义的。

随着进一步的考虑，当稳压器是以一个单片集成电路（IC）的形式制作时，芯片面积基本上被输出晶体管占据。当使用NPN型的输出晶体管时，我们已经发现，相对于使用PNP型，这需要少得多的芯片面积。因此，本发明还产生一个IC的区域经济。

发明内容：

本发明的一个目的是提供一个电压调节器，具有多个隔离的输出级，它们可以提供多个稳定的电压源，在一个单一的参考源中共同操作，并基本上相互隔离。

本发明的再一个目的是提供一个稳压器的输出级，可以承受，而不会损坏，负载瞬变上升时基本高于稳压输出，下降时基本低于地面电位。

本发明的进一步目的是采用单片IC的结构形式，并采用一个NPN输出晶体管，来生成一个芯片面积经济，减少稳定的并联电容器的大小。

本发明的技术解决方案：

这些和其它的目的是在按照如下方法配置的电路中实现的。该稳压器电路包括一个参考电压发生器，形成一个恒定电位下的温度补偿源。这个温度补偿源通常操作多个瞬时受保护的隔离器输出级（TPIOS），其中每一个TPIOS产生一个不同的稳定电压。每个TPIOS电路包括一个NPN导通晶体管，其导通是由一个高增益负反馈回路控制的，通过晶体管的操作来控制相对于参考电压源的输出。每个TPIOS电路还包括一种装置，允许输出端基本上被拉到低于地面，以及基本上高于负载电源电压，而不会在电路元件上产生任何多余的压力。

此外，NPN输出导通晶体管致力于将功率晶体管的发射极连接到输出端子。这种低阻抗连接使稳压器稳定下来，并允许使用一个相对较小的旁路电容。

对比专利文献：CN2652014Y锂离子电池组安全充放电控制器200320112013.5

附图说明：

图1是一个使用PNP输出晶体管的传统的现有技术设备的原理方框图。

图2是本发明的基本电路的原理方框图。

图3是一个自动的多个输出稳压器的方框图。

图4是根据本发明的一个TPIOS的原理方框图。

图5是一个优选集成电路TPIOS的示意图。

具体实施方式：

图1示出了典型的现有技术的稳压器。该电路的运行是从V_电源（典型的自动电池和充电电源）接+到端子10，接-到接地端子11。一个较大面积的功率PNP晶体管12，将端子10耦合到提供一个稳定电位的输出端子13上。通常情况下，端子13上的电压约8伏。晶体管12的基极被电路14驱动，已知的电路提供给电路14一个温度稳定的电压，并施加到参考端子15上。电阻器16和17形成一个分压器，将代表稳压输出电压的一小部分的反馈电压，施加到运行中的驱动器电路上。应注意的是，晶体管12的集电极连接到输出端子13上。由于这种电极是一个高阻抗节点，旁路电容器19必须有实质性的值，以提供一个低电源端子阻抗。通常情况下，电容器19将是一个10微法的钽电容器，该电容器在传统的电源线路频率中具有适当低的阻抗。