返馳電源轉換器的二次側電路以及穩定返馳電源轉換器輸出電流的方法
2023-05-06 06:13:26
專利名稱：返馳電源轉換器的二次側電路以及穩定返馳電源轉換器輸出電流的方法
技術領域：
本發明涉及一種電源轉換器，具體地說，是一種在返馳電源轉換器的二次側電路 補償溫度效應的電路及方法。
背景技術：
雙極性接面電晶體(BJT)，其基_射極電壓(Vbe) —般為0. 7伏特，但在環境溫度 升高時，Vbe會因為環境溫度的上升而降低，導致系統不穩定，因此只能應用在可容忍大變動 範圍的系統上，在設計需要穩定電流的系統時，會避免在某些電路使用BJT。例如在返馳電 源轉換器中，如果使用BJT反應返馳電源轉換器的輸出電流作輸出回授，則在溫度變動時， 會造成所述輸出電流超越規範以外。使用切換式的架構提供輸出電流控制可以提供較穩定 的輸出電流，但是其使用的組件較多、電路較複雜且控制方式也較困難，成本又較高。因此已知的BJT架構在實現溫度補償能力方面存在著上述種種不便和問題。
發明內容
本發明的目的，在於提出一種在返馳電源轉換器的二次側電路補償溫度效應的電 路及方法。為實現上述目的，本發明的技術解決方案是一種返馳電源轉換器的二次側電路，所述返馳電源轉換器含有電容連接在輸出端 及接地端之間以供應輸出電流，以及變壓器的二次側線圈提供二次側電流對所述電容充 電，其特徵在於所述二次側電路包括電阻網絡，連接在所述輸出電流的路徑上，根據所述輸出電流產生電壓；以及雙極性接面電晶體，具有基極連接所述電阻網絡，接受所述電壓以提供集極信號 作輸出回授；其中，所述電阻網絡具有隨溫度變化的電阻值，以補償所述雙極性接面電晶體的 基_極電壓對所述輸出電流的溫度效應。本發明的返馳電源轉換器的二次側電路還可以採用以下的技術措施來進一步實 現。前述的二次側電路，其中所述電阻網絡包括電流感測電阻，連接在所述接地端與所述電容之間；以及串聯的電阻及熱敏電阻，與所述電流感測電阻並聯。一種穩定返馳電源轉換器的輸出電流的方法，所述返馳電源轉換器含有電容連接 在輸出端及接地端之間以供應所述輸出電流，以及變壓器的二次側線圈提供二次側電流對 所述電容充電，其特徵在於所述方法包括下列步驟第一步驟讓所述輸出電流經過電阻網絡而產生電壓；以及第二步驟將所述電壓施加至雙極性接面電晶體的基極，以提供集極信號作輸出回授；其中，所述電阻網絡具有隨溫度變化的電阻值，以補償所述雙極性接面電晶體的 基_極電壓對所述輸出電流的溫度效應。採用上述技術方案後，本發明的返馳電源轉換器的二次側電路以及穩定返馳電源 轉換器輸出電流的方法具有以下優點1.提供更穩定的定電流輸出。2.可以取代控制方式較複雜、成本較高的交換式架構。
圖1為本發明實施例的示意圖；圖2為未使用溫度補償及使用溫度補償時，輸出電流對環境溫度的曲線圖。圖中，10、二次側電路12、光耦合器14、穩壓器16、定電流電路18、BJT 20、電阻網
具體實施例方式以下結合實施例及其附圖對本發明作更進一步說明。現請參閱圖1，圖1是本發明的實施例的示意圖。如圖所示，所述方塊10是返馳電 源轉換器的二次側電路。返馳電源轉換器的一次側電路包含控制器切換功率開關而控制變 壓器Tx的一次側電流，因而產生二次側電流對電容C充電，進而供應電流Io給負載。輸出 回授通過光耦合器12提供，其偏壓點是通過穩壓器(shimtregulator) 14設定。定電流電 路16包含電流感測電阻Rsense連接在返馳電源轉換器的接地端GND及變壓器Tx的二次 側線圈之間，藉以產生電壓施加到BJT 18的基極，BJT 18的集極連接到光耦合器12，以提 供集極信號調整光耦合器12偏壓點。為了補償BJT 18的基射極電壓Vbe因為溫度變化而 產生的變動效應，將串聯的電阻Rl及熱敏電阻Rntc並聯電流感測電阻Rsense，構成的電阻 網絡20具有等效電阻值Rtotal = (R1+RNTC)//Rsense, 式 1因此Vbe = Io X Rtotal。式 2熱敏電阻Rntc具有負溫度係數，在環境溫度升高時，電壓Vbe會下降，但電阻RT·因 為Rntc的下降而下降，因此電流Io = Vbe+ Rtotal 式 3保持穩定。換言之，在Vbe因為溫度變化而改變時，Rtotal相應改變而補償了 Io因 為Vbe的變動所導致的變動。在環境溫度變動時，熱敏電阻Rntc的阻值下降的速度過快，因此本實施例增加電阻 Rl與其串聯，再和電阻Rsense並聯，以獲得較線性的補償及過補償。在其它實施例中，可以 將熱敏電阻Rntc與電流感測電阻Rsense串聯，或使用其它配置組成電阻網絡20，使得電阻 網絡20的等效電阻RTQm與溫度成負相關，以補償電壓Vbe對溫度的負相關效應。表1是比較未使用溫度補償及使用溫度補償的實驗結果，圖2是根據此實驗結果 繪出輸出電流Io對溫度的關係圖。在室溫(25°C)時，電阻Rsense為2Ω，電阻Rl設為4. 3 Ω，熱敏電阻Rntc為10 Ω。表1的數據和圖2的曲線明顯顯示，使用熱敏電阻Rntc提供 溫度補償，獲得較穩定的輸出電流Ιο。以工作溫度90°C為例，不使用Rntc獲得的輸出電流 Io比標準狀況下跌約20. 3% ；使用Rntc者，輸出電流Io只下跌了 6. 5%，亦即，將下跌了約 20%的輸出電流Io提升約14%。表 權利要求
一種返馳電源轉換器的二次側電路，所述返馳電源轉換器含有電容連接在輸出端及接地端之間以供應輸出電流，以及變壓器的二次側線圈提供二次側電流對所述電容充電，其特徵在於所述二次側電路包括電阻網絡，連接在所述輸出電流的路徑上，根據所述輸出電流產生電壓；以及雙極性接面電晶體，具有基極連接所述電阻網絡，接受所述電壓以提供集極信號作輸出回授；其中，所述電阻網絡具有隨溫度變化的電阻值，以補償所述雙極性接面電晶體的基 極電壓對所述輸出電流的溫度效應。
2.如權利要求1所述的二次側電路，其特徵在於，所述電阻網絡包括 電流感測電阻，連接在所述接地端與所述電容之間；以及串聯的電阻及熱敏電阻，與所述電流感測電阻並聯。
3.一種穩定返馳電源轉換器的輸出電流的方法，所述返馳電源轉換器含有電容連接在 輸出端及接地端之間以供應所述輸出電流，以及變壓器的二次側線圈提供二次側電流對所 述電容充電，其特徵在於所述方法包括下列步驟第一步驟讓所述輸出電流經過電阻網絡而產生電壓；以及第二步驟將所述電壓施加至雙極性接面電晶體的基極，以提供集極信號作輸出回授；其中，所述電阻網絡具有隨溫度變化的電阻值，以補償所述雙極性接面電晶體的 基_極電壓對所述輸出電流的溫度效應。
全文摘要
一種返馳電源轉換器的二次側電路，所述返馳電源轉換器含有電容連接在輸出端及接地端之間以供應輸出電流，以及變壓器的二次側線圈提供二次側電流對所述電容充電，其特徵在於所述二次側電路包括電阻網絡，連接在所述輸出電流的路徑上，根據所述輸出電流產生電壓；以及雙極性接面電晶體，具有基極連接所述電阻網絡，接受所述電壓以提供集極信號作輸出回授；其中，所述電阻網絡具有隨溫度變化的電阻值，以補償所述雙極性接面電晶體的基-極電壓對所述輸出電流的溫度效應。本發明的返馳電源轉換器的二次側電路以及穩定返馳電源轉換器輸出電流的方法具有提供更穩定的定電流輸出，可取代控制方式較複雜、成本較高的交換式架構的優點。
文檔編號H02M7/12GK101997433SQ20091005634
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月13日 優先權日2009年8月13日
發明者周可志, 黃培倫 申請人:上海立隆微電子有限公司