[發(fā)明專利]開關變換器的輸出電壓反饋電路及溫度補償電路

在審

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• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN108933517A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發(fā)明（設計）人: 金若愚;王小亮;梁宇正
• 申請（專利權）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種開關變換器的輸出電壓反饋電路，包括二極管D5和穩(wěn)壓二極管ZD1，二極管D5的陽極與輸出電壓正端連接，穩(wěn)壓二極管ZD1的陽極作為輸出電壓反饋電路的輸出端，用于連接控制芯片的FB腳，還包括溫度補償電路，溫度補償電路包括與穩(wěn)壓二極管ZD1的溫度變化特性互補的補償器件，溫度補償電路串入二極管D5與穩(wěn)壓二極管ZD1之間，即溫度補償電路的一端與二極管D5的陰極連接，溫度補償電路的另一端與穩(wěn)壓二極管ZD1的陰極連接。本發(fā)明方案相對于傳統(tǒng)穩(wěn)壓反饋電路，在高溫環(huán)境下具有更穩(wěn)定的電壓精度。

技術領域

本發(fā)明適用于開關變換器的電子電路設計領域。由于受溫度影響，高溫下穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓值發(fā)生改變，導致在高溫下開關變換器輸出電壓存在漂升問題。針對這種現(xiàn)象本方案提出一種用以改善開關變換器輸出電壓穩(wěn)定性問題的溫度補償電路。

背景技術

目前電源行業(yè)發(fā)展前景朝著體積更小，集成度更高，成本更低的方向快速發(fā)展。面對行情對體積和集成度提出更高技術要求的背景下，使用集成IC做主控制芯片逐漸成為設計產(chǎn)品的主流方案。

高集成的IC芯片精簡外圍電路的同時又給產(chǎn)品設計帶來新的挑戰(zhàn)。比如反饋環(huán)路設計和電壓精度的問題尤為突出。芯片的反饋模式可以分為電流型反饋模式與電壓型反饋模式兩種，其中電流型反饋模式相比電壓型反饋模式具有響應速度更快以及電壓精度更高的優(yōu)勢。因此在選用集成芯片時也常選用電流型反饋模式IC作產(chǎn)品的控制芯片。

如圖1示出應用集成控制IC的典型非隔離的開關變換器的原理圖。其中集成控制ICU1 (以下簡稱為芯片U1)內置高壓啟動電路，啟動時輸入電壓端Vin+輸入的交流電壓AC從芯片U1的DRAIN端通過高壓啟動恒流源對VDD端外置的電容C1充電。芯片U1內部集成開關MOS管，MOS管源極對應SOURCE腳，漏極對應DRAIN腳，通過芯片U1內部PWM 控制信號驅動。外部電路包括：輸入儲能濾波電路，二極管續(xù)流電路，VDD供電電路以及輸出電壓反饋電路。其中Vin+輸入到儲能濾波電容C4的正極，電容C4負極連接到地，電容 C4正極與芯片內部MOS管漏極相連構成輸入儲能濾波電路。儲能電感L1一端與MOS管源極以及續(xù)流二極管D3陰極相連，另一端與輸出儲能電容C5正極以及二極管D5陽極的公共結點相連，再通過儲能電容C5與地的公共結點連接到續(xù)流二極管D3的陽極構成MOS管關斷后的續(xù)流電路。芯片VDD供電回路由輸出結點Vo+連接開關二極管D5陽極，D5陰極與二極管D1陽極相連，通過D1陰極向跨接在VDD腳和SOURCE腳的電容C1供電。輸出電壓反饋回路由輸出正端Vo+經(jīng)開關二極管D5的陽極連接到穩(wěn)壓二極管ZD1陰極，由穩(wěn)壓二極管ZD1陽極進入芯片U1的FB腳(即電壓反饋腳)做反饋控制。

輸出電壓的反饋過程為：當輸出電壓建立大于穩(wěn)壓管Uz時(Uz＝24V)，穩(wěn)壓管開始工作將輸出電壓穩(wěn)定至24V，再通過穩(wěn)壓二極管反向擊穿電流Iz由FB腳向芯片流入反饋電流，調節(jié)輸出占空比以穩(wěn)定輸出電壓。輸出電壓出現(xiàn)波動時，通過FB腳的電流Iz發(fā)生變化，當輸出電壓增大，F(xiàn)B腳的電流Iz增大，通過內部邏輯控制減小占空比降低輸出電壓，當輸出電壓減小，F(xiàn)B腳的電流Iz減小，通過內部邏輯控制增大占空比增高輸出電壓。

而現(xiàn)有技術方案在使用穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定輸出電壓，提供反饋電流的反饋回路設計中存在以下問題：由于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值隨著環(huán)境溫度的改變而改變直接導致了產(chǎn)品在高溫環(huán)境下輸出電壓相比常溫下產(chǎn)品輸出電壓有著較大幅度的變化，電壓精度根本無法得到滿足。

發(fā)明內容

針對上述使用穩(wěn)壓二極管作穩(wěn)壓反饋時輸出電壓精度問題，現(xiàn)提出一種能對穩(wěn)壓二極管進行溫度補償，抵消溫度對穩(wěn)壓管產(chǎn)生的影響，從而提高輸出電壓的穩(wěn)定性的開關變換器的輸出電壓反饋電路，本發(fā)明由此產(chǎn)生。

與此相應，本發(fā)明的另一個目的是提供一種輸出電壓反饋溫度補償電路，為穩(wěn)壓管進行溫度補償從而抵消溫度對穩(wěn)壓管的影響，以提高輸出電壓穩(wěn)定性的。