[發明專利]一種高溫DC/DC電源模塊

有效

• 申請號: 201410077697.2
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103904890A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 徐國才;游志福
• 申請（專利權）人: 深圳市千行電子有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 深圳市弘拓知識產權代理事務所(普通合伙) 44320
• 代理人: 李新梅

技術領域

本發明涉及電子電路中的電源領域，尤其涉及一種能在0~200℃溫度范圍下下正常工作的DC/DC電源模塊。

背景技術

DC/?DC?電源模塊，是一種運用半導體開關器件實現DC/?DC?變換的開關電源。它廣泛應用于遠程及數據通信、計算機、辦公自動化設備、工業儀器儀表、軍事、航天等領域，?涉及到國民經濟的各行各業，?并在遠程和數字通信領域有著廣闊的應用前景。

隨著電子技術的高速發展，?高溫DC/?DC電源的應用領域越來越廣泛，?所工作的環境也越來越惡劣，?統計資料表明，?電子元器件溫度每升高2℃，?可靠性下降10%?,?溫升為50℃時的壽命只有溫升25?℃時的1/?6。而且隨著溫度的升高元器件的性能也會變差。

現有的高溫DC/?DC?電源模塊原理圖如圖1所示。圖中所使用的核心器件U1通常為TI品牌的TPS40200-HT。TPS40200-HT有8個引腳，按引腳順序1~8分別為：RC引腳、SS引腳、COMP引腳、FB引腳、GND引腳、GDRV引腳、ISNS引腳以及VDD引腳。引腳的具體作用和性能可以參考TI公司的數據手冊，不在這里具體介紹。TPS40200-HT除了能滿足在高溫下工作外，它與一般的DC/DC芯片類似。U1的詳細工作原理不作敘述，具體可以參考TI公司的數據手冊。?

雖然高溫下所有器件都能正常工作，但是現有的高溫DC/?DC?電源模塊存在以下缺點：

一，利用內置的二極管正向壓降作為保證輸出穩壓的基準。而二極管的正向壓降隨溫度變化而變化是固有特性，因此，該電路的輸出穩壓精度（溫度特性）有限，在0到200℃范圍內實測只能做到5%；

二，關于輸出濾波電容C6的選取。由于其要求容量較大，更重要的是要耐高溫、耐沖擊、耐潮濕，所以鋁電解首先被排除，通常選用鉭電解電容。而這種符合條件的鉭電解體積大、價格高不說，其耐壓與容量之間的矛盾通常導致選材不易。

發明內容

為解決傳統高溫DC/?DC?電源模的溫度基準的精度差以及因為輸出濾波電容的選取帶來的體積、價格、耐壓和容量的問題，本發明提供一種高溫DC/DC電源模塊，它在0~200℃溫度范圍下能正常工作。它能能解決上述問題，成本低且實現簡單。

本發明的解決方案如下：

一種高溫DC/DC電源模塊，包括芯片U1、電容C2~C5以及C7、電阻R1~R5，電感L1、PMOS管Q1、整流二極管D1以及輸出VO。所述核心芯片U1能在高溫下工作；所述高溫DC/DC電源模塊還包括外接基準模塊11，誤差放大器模塊12，所述外接基準模塊11產生基準電壓Vi給誤差放大器模塊12供電；所述誤差放大器模塊12還包括連接端A和連接端B；所述核心芯片U1的管腳4接誤差放大器模塊12的A端，所述電阻R4和電阻R5相連接的一端接誤差放大器模塊12的B端。

???所述DC/DC電源模塊還包括電容模塊13，所述電容模塊13接輸出VO。

???所述DC/DC電源模塊的工作溫度為0~200℃。

???所述外接基準模塊11包括芯片U2和電阻R11，所述芯片U2的管腳4和管腳2接地，所述芯片U2的管腳3接電源VIN以及電阻R11的一端，所述芯片U2的管腳1接電阻R11的另一端且輸出作為基準信號Vi；所述外接基準模塊11的基準信號Vi的電壓為7V。

???所述芯片U2為耐高溫且溫度性能好的芯片。

???所述誤差放大器模塊包括芯片U3，電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10和電容C8；所述芯片U3包括放大器；所述芯片U3中放大器的正向輸入端與電阻R8的一端、電阻R9的一端和電容C8的一端相連；所述芯片U3中放大器的反向輸入端與電阻R6的一端相連；所述芯片U3中放大器的反向輸入端作為誤差放大器模塊B連接端；電阻R6的另一端與電阻R9的另一端都接地；電阻R8的另一端接外接基準模塊的基準信號Vi；所述芯片U3中放大器的輸出端接電容C8的另一端和電阻R10的一端。電阻R10的另一端接電阻R7的一端；電阻R10的另一端作為誤差放大器模塊A；電阻R7的另一端接地。

????所述芯片U3為具有良好的高溫性能的芯片。

????所述電容模塊13中的為高溫陶瓷貼片電容。

所述電容模塊13中高溫陶瓷貼片電容采用并聯的方式，所述電容模塊13里的并聯電容的一端接輸出VO，另一端接地。