一种原边反馈变换器的输出整流二极管温度补偿电路.pdf

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410852284.7 (22)申请日 2014.12.31 G05F 1/567(2006.01) (71)申请人 西安电子科技大学 地址 710071 陕西省西安市太白南路 2 号 (72)发明人 朱樟明 吴强 过伟 刘帘曦 杨银堂 (74)专利代理机构 北京银龙知识产权代理有限 公司 11243 代理人 许静 黄灿 (54) 发明名称 一种原边反馈变换器的输出整流二极管温度 补偿电路 (57) 摘要 本发明提供了一种原边反馈变换器的输出整 流二极管温度补偿电路， 包括 ： 单位缓冲器， 与温 度系数成正比的第一电阻， 电流源以。

2、及滤波电路 ； 其中， 单位缓冲器的输入端连接一标准电压源， 输 出端与第一电阻的一端相连， 且单位缓冲器与一 逻辑电源的正极相连 ； 第一电阻的另一端分别与 电流源的正极和滤波电路的一端相连， 电流源的 负极接地， 并与滤波电路的另一端相连， 且滤波电 路设有一用于与原边反馈开关电源控制器的误差 放大器的同相端相连的补偿电压输出端。本发明 的方案应用在原边反馈方式的开关电源系统中， 能够改善输出电压的温度特性。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104460812 A (43)申。

3、请公布日 2015.03.25 CN 104460812 A 1/1 页 2 1.一种原边反馈变换器的输出整流二极管温度补偿电路， 其特征在于， 包括 ： 单位缓 冲器， 与温度系数成正比的第一电阻， 电流源以及滤波电路 ； 其中， 所述单位缓冲器的输入端连接一标准电压源， 输出端与所述第一电阻的一端相 连， 且所述单位缓冲器与一逻辑电源的正极相连 ； 所述第一电阻的另一端分别与所述电流源的正极和滤波电路的一端相连， 所述电流源 的负极接地， 且与滤波电路的另一端相连， 且所述滤波电路设有一用于与原边反馈开关电 源控制器的误差放大器的同相端相连的补偿电压输出端。 2.如权利要求 1 所述的原边。

4、反馈变换器的输出整流二极管温度补偿电路， 其特征在 于， 所述单位缓冲器包括第一运放电路和第二运放电路， 且所述第一运放电路的输入端连 接一标准电压源， 所述第一运放电路的输出端与第二运放电路的输入端相连， 且第二运放 电路与一逻辑电源的正极相连， 第二运放电路的输出端与所述第一电阻的一端相连。 3.如权利要求 2 所述的原边反馈变换器的输出整流二极管温度补偿电路， 其特征在 于， 所述第一运放电路为集成运算放大器， 所述集成运算放大器的同相端连接一标准电压 源， 反相端与所述第一电阻的一端相连， 所述集成运算放大器的输出端与所述第二运放电 路的输入端相连。 4.如权利要求 2 所述的原边反馈。

5、变换器的输出整流二极管温度补偿电路， 其特征在 于， 所述第二运放电路包括第一电容、 第二电阻以及 P 型金属氧化物半导体场效应 MOS 管 ； 其中， 所述第一运放电路的输出端与所述 P 型 MOS 管的栅极相连， 且所述 P 型 MOS 管的 源极与一逻辑电源的正极相连， 所述第一电容与第二电阻串联且并接在 P 型 MOS 管的栅极 和的漏极， 且所述漏极与所述第一电阻的一端相连。 5.如权利要求 1 所述的原边反馈变换器的输出整流二极管温度补偿电路， 其特征在 于， 所述电流源为恒定电流源。 6.如权利要求 1 所述的原边反馈变换器的输出整流二极管温度补偿电路， 其特征在 于， 所述滤波。

6、电路包括第三电阻和第二电容， 且所述第三电阻的一端与所述电流源的正极 相连， 另一端与所述第二电容的一端相连， 所述第二电容的另一端与所述电流源的负极相 连， 且所述第三电阻的另一端为用于与原边反馈开关电源控制器的误差放大器的同相端相 连的补偿电压输出端。 权 利 要 求 书 CN 104460812 A 2 1/4 页 3 一种原边反馈变换器的输出整流二极管温度补偿电路 技术领域 0001 本发明涉及基本电子电路技术领域， 尤其涉及一种原边反馈变换器的输出整流二 极管温度补偿电路。 背景技术 0002 近年来， 随着消费电子产品需求量的大幅增加以及各种电子产品的更新换代， 人 们对电源的要求。

7、也越来越高。 采用原边反馈方式的反激变换器由于其结构简单， 成本低廉， 电气隔离性好， 体积小等优点， 目前被广泛应用在小功率电源中。 采用反激拓扑结构的变换 器， 更容易实现低待机功耗， 这使得它在当今提倡绿色节能型社会的口号下应用越来越广 泛。但是， 由于反馈方式的不同， 在原边反馈的变换器中， 需要对辅助绕组进行采样来得到 反馈电压。在辅助绕组采样得到的电压中包含了输出整流二极管的压降。当温度变化时， 输出二极管的压降会随着温度的变化而变化， 因此导致采样的电压不准确， 而影响输出电 压的精准度。 发明内容 0003 本发明要解决的技术问题是提供一种原边反馈变换器的输出整流二极管温度补 。

8、偿电路， 应用在原边反馈方式的开关电源系统中， 能够改善输出电压的温度效应。 0004 为了解决上述技术问题， 本发明采用如下技术方案 ： 0005 依据本发明的一个方面， 提供了一种原边反馈变换器的输出整流二极管温度补偿 电路， 包括 ： 0006 单位缓冲器， 与温度系数成正比的第一电阻， 电流源以及滤波电路 ； 0007 其中， 所述单位缓冲器的输入端连接一标准电压源， 输出端与所述第一电阻的一 端相连， 且所述单位缓冲器与一逻辑电源的正极相连 ； 0008 所述第一电阻的另一端分别与所述电流源的正极和滤波电路的一端相连， 所述电 流源的负极接地， 且与滤波电路的另一端相连， 且所述滤波。

9、电路设有一用于与原边反馈开 关电源控制器的误差放大器的同相端相连的补偿电压输出端。 0009 其中， 所述单位缓冲器包括第一运放电路和第二运放电路， 且所述第一运放电路 的输入端连接一标准电压源， 所述第一运放电路的输出端与第二运放电路的输入端相连， 且第二运放电路与一逻辑电源的正极相连， 第二运放电路的输出端与所述第一电阻的一端 相连。 0010 其中， 所述第一运放电路为集成运算放大器， 所述集成运算放大器的同相端连接 一标准电压源， 反相端与所述第一电阻的一端相连， 所述集成运算放大器的输出端与所述 第二运放电路的输入端相连。 0011 其中， 所述第二运放电路包括第一电容、 第二电阻以。

10、及 P 型金属氧化物半导体场 效应 (MOS) 管 ； 0012 其中， 所述第一运放电路的输出端与所述 P 型 MOS 管的栅极相连， 且所述 P 型 MOS 说 明 书 CN 104460812 A 3 2/4 页 4 管的源极与一逻辑电源的正极相连， 所述第一电容与第二电阻串联且并接在 P 型 MOS 管的 栅极和的漏极， 且所述漏极与所述第一电阻的一端相连。 0013 其中， 所述电流源为恒定电流源。 0014 其中， 所述滤波电路包括第三电阻和第二电容， 且所述第三电阻的一端与所述电 流源的正极相连， 另一端与所述第二电容的一端相连， 所述第二电容的另一端与所述电流 源的负极相连， 。

11、且所述第三电阻的另一端为用于与原边反馈开关电源控制器的误差放大器 的同相端相连的补偿电压输出端。 0015 本发明的有益效果是 ： 0016 本发明的原边反馈变换器的输出整流二极管温度补偿电路， 包括一个单位缓冲 器， 一个正温度系数的第一电阻和一个电流源以及一个滤波电路。 当温度升高时， 第一电阻 的阻值随温度的升高而增大， 而流经第一电阻的电流不变， 则第一电阻上的电压降增大。 又 因为单位缓冲器将输入的标准电压维持在恒定值， 且本发明的方案中的输出电压等于标准 电压值减去第一电阻上的电压降， 所以可以得出， 本发明的方案中的输出电压随温度的升 高而降低， 以此来补偿输出整流二极管在温度升。

12、高时所引起的检测电压偏低。 同理， 当温度 降低时本发明方案的输出电压会升高来补偿输出整流二极管在温度降低时所引起的检测 电压升高。 附图说明 0017 图 1 表示本发明实施例的原边反馈变换器的输出整流二极管温度补偿电路的原 理图 ； 0018 图 2 表示原边反馈开关电源控制器的反馈环路原理图。 0019 其中图中 ： 101、 单位缓冲器 ； 102、 滤波电路 ； R1、 第一电阻 ； I、 电流源 ； Vref0、 标准 电压源 ； VDD、 逻辑电源的正极 ； Vref、 补偿电压输出端 ； op、 集成运算放大器 ； C1、 第一电容 ； R2、 第二电阻 ； P1、 P 型 M。

13、OS 管 ； G、 栅极 ； S、 源极 ； D、 漏极 ； R3、 第三电阻 ； C2、 第二电容 ； 103、 反馈电压检测电路 ； 104、 误差放大器 ； 105、 逻辑控制单元 ； 106、 反激变压器 ； R6、 第六电阻 ； R7、 第七电阻 ； D1、 输出整流二极管 ； Co、 输出电容 ； R4、 第四电阻 ； R5、 第五电阻。 具体实施方式 0020 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。 虽然附图中显示了本公开 的示例性实施例， 然而应当理解， 可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例 所限制。 相反， 提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开， 。

14、并且能够将本公开的范围 完整的传达给本领域的技术人员。 0021 依据本发明实施例的一个方面， 提供了一种原边反馈变换器的输出整流二极管温 度补偿电路， 如图 1 所示， 该电路包括 ： 单位缓冲器 101， 与温度系数成正比的第一电阻 R1， 电流源 I 以及滤波电路 102 ； 0022 其中， 所述单位缓冲器 101 的输入端连接一标准电压源 Vref0， 输出端与所述第一 电阻 R1 的一端相连， 且所述单位缓冲器 101 与一逻辑电源的正极 VDD 相连 ； 0023 所述第一电阻 R1 的另一端分别与所述电流源 I 的正极和滤波电路 102 的一端相 连， 所述电流源 I 的负极接。

15、地， 且与滤波电路 102 的另一端相连， 且所述滤波电路 102 设有 说 明 书 CN 104460812 A 4 3/4 页 5 一用于与原边反馈开关电源控制器的误差放大器的同相端相连的补偿电压输出端 Vref。 0024 可选地， 电流源 I 为恒定电流源， 能够使得流经第一电阻 R1 中的电流恒定不变。 0025 如图 1 所示， 本发明实施例的原边反馈变换器的输出整流二极管温度补偿电路 中， 单位缓冲器 101 使得第一电阻 R1 一端的电压恒定为标准电压源 Vref0 的电压值 Vi。又 由于补偿电压输出端Vref输出的电压值Vo等于标准电压源Vref0的电压值Vi减去第一电 阻。

16、 R1 的电压降， 即 Vo Vi-r1i， 其中 r1表示第一电阻 R1 的电阻值， i 表示流经第一电阻 R1 的电流值， Vi表示标准电压源 Vref0 的电压值。由于 R1 为正温度系数的电阻， 所以当温 度升高时， r1增大， 从而 Vo 减小 ； 当温度降低时， r 1减小， 从而 Vo 增大。 0026 可选地， 所述单位缓冲器 101 包括第一运放电路和第二运放电路， 且所述第一运 放电路的输入端连接一标准电压源 Vref0， 所述第一运放电路的输出端与第二运放电路的 输入端相连， 且第二运放电路与一逻辑电源的正极 VDD 相连， 第二运放电路的输出端与所 述第一电阻 R1 的。

17、一端相连。 0027 本发明的原边反馈变换器的输出整流二极管温度补偿电路， 应用在原边反馈方式 的开关电源系统中， 将本发明实施例中的补偿电压输出端Vref连接到如图2所示的误差放 大器 104 的正相输入端， 即可改善输出电压的温度特性。 0028 如图 2 所示， 芯片外围， 反馈环路包括了分压电阻， 即第六电阻 R6 和第七电阻 R7， 反激变压器 106， 输出整流二极管 D1 以及输出电容 Co。输出电压 Vout通过反激变换器 106 外接的分压电阻来检测， 则反馈电压 Vfb的计算公式为 ： 0029 0030 其中， r6为第六电阻 R6 的电阻值， r 7为第七电阻 R7 的。

18、电阻值， Naux为反激变压器 106 辅助绕组的匝数， Nsec为反激变压器 106 次级绕组的匝数， Vout为输出电压， Vd1为输出整 流二极管 D1 的导通压降。在上式中， r6、 r7、 Naux、 Naux及 V out均为定值， 所以， 反馈电压 Vfb与 输出整流二极管 D1 的导通压降 Vd1有关。 0031 由于当温度升高时， 输出整流二极管D1的导通压降Vd1会降低， 所以会导致反馈电 压 Vfb降低 ； 当温度降低时， 输出整流二极管 D1 的导通压降 V d1会升高， 所以会导致反馈电 压 Vfb升高。由此可知， 温度的升高或降低， 将导致反馈电压 V fb相应地降。

19、低或升高。 0032 在芯片内部， 包括反馈电压检测电路 103、 误差放大器 104、 逻辑控制单元 105、 第 四电阻R4及第五电阻R5。 芯片根据反馈电压通过内部的误差放大器104来调整输出电压。 在理想情况下反馈电压检测电路 103 的输出电压 Vfb_det等于 Vfb。误差放大器 104 的输出电 压 Vea为 ： 0033 0034 其中， Vref1 表示误差放大器 104 的正相输入端的电压， r4表示第四电阻 R4 的电 阻值， r5表示第五电阻R5的电阻值。 在未采取对输出电压Vout进行温度补偿措施的情况下， 误差放大器 104 的正相输入端连接的为一标准电压源。所以。

20、 Vref1 此时为定值， 由于 r5和 r4也为定值， 因此， 误差放大器 104 的输出电压 V ea与反馈电压 Vfb有关。又因为 Vfb随温度 的升高而减小， 温度的降低而增大， 所以在未采取对输出电压Vout进行温度补偿措施的情况 说 明 书 CN 104460812 A 5 4/4 页 6 下， Vea随温度的升高而减小， 温度的降低而增大。此外， 逻辑控制电路 105 通过误差放大器 104 输出的 Vea的大小来生成调制信号调整输出电压， 当 V ea偏大或偏小时都会引起输出电 压偏离设定值。 0035 当如图 1 所示的本发明实施例的原边反馈变换器的输出整流二极管温度补偿电 。

21、路， 通过补偿电压输出端 Vref 连接到如图 2 所示的误差放大器 104 的正相输入端时， Vref1 等于补偿电压输出端 Vref 的输出电压 Vo， 由于温度的升高引起 Vo 的减小及 Vfb的减小， 则 依据公式 ： 0036 0037 可以得出， 当温度升高时， Vea可保持不变。同理， 当温度降低时， V ea保持不变。 0038 可选地， 如图 1 所示， 所述第一运放电路为集成运算放大器 op， 所述集成运算放大 器 op 的同相端连接一标准电压源 Vref0， 反相端与所述第一电阻 R1 的一端相连， 所述集成 运算放大器 op 的输出端与所述第二运放电路的输入端相连。 0。

22、039 可选地， 如图 1 所示， 所述第二运放电路包括第一电容 C1、 第二电阻 R2 以及 P 型 MOS 管 P1 ； 0040 其中， 所述第一运放电路的输出端与所述P型MOS管P1的栅极G相连， 且所述P型 MOS 管 P1 的源极 S 与一逻辑电源的正极 VDD 相连， 所述第一电容 C1 与第二电阻 R2 串联且 并接在 P 型 MOS 管 P1 的栅极 G 和的漏极 D， 且所述漏极 D 与所述第一电阻 R1 的一端相连。 0041 可选地， 所述滤波电路102包括第三电阻R3和第二电容C2， 且所述第三电阻R3的 一端与所述电流源 I 的正极相连， 另一端与所述第二电容 C2。

23、 的一端相连， 所述第二电容 C2 的另一端与所述电流源I的负极相连， 且所述第三电阻R3的另一端为用于与原边反馈开关 电源控制器的误差放大器的同相端相连的补偿电压输出端 Vref。 0042 当然可以理解的是， 本发明实施例的原边反馈变换器的输出整流二极管温度补偿 电路， 对于第一运放电路、 第二运放电路及滤波电路 102 的具体电路形式， 并不局限于此， 只要能够使得第一运放电路与第二运放电路能够组成单位缓冲器 101， 滤波电路 102 能够 保证补偿电压输出端 Vref 所输出的电压的稳定即可。 0043 以上所述的是本发明的优选实施方式， 应当指出对于本技术领域的普通人员来 说， 在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也在 本发明的保护范围内。 说 明 书 CN 104460812 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104460812 A 7 。