輸入電壓採樣的補償電路的製作方法

2023-11-02 23:49:47 1

輸入電壓採樣的補償電路的製作方法
【專利摘要】一種輸入電壓採樣的補償電路，包括ESD電阻壓降補償的第一電阻、零電位溫度補償三極體、運算放大器、用於偏置或限流的第二電阻、箝位三極體、前饋電流鏡像電流鏡和採樣觸發埠，補償三極體的發射極接地，基極和集電極連接後接第一電阻一端；第一電阻另一端分別接工作電源和運算放大器的同相輸入端，運算放大器的輸出端經第二電阻連接箝位三極體的基極，該基極連接採樣觸發埠的輸出端，其發射極用於連接外部的ESD電阻，集電極連接前饋電流鏡像電流鏡的輸入端；前饋電流鏡像電流鏡的電源端連接工作電源，其補償電流輸出端連接所述第一電阻另一端。本發明能補償ESD電阻上的壓降並且具有溫度自補償，不受ESD電阻的影響，不受溫度的影響。
【專利說明】輸入電壓採樣的補償電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種補償電路，特別是一種輸入電壓採樣的補償電路。
【背景技術】
[0002]由於反激式變換器具有結構簡單，並且成本低廉的優良特點，從而成為很多電源工程師的首選方案。但是反激式的變換器多為副邊反饋控制，即通過TL431和光耦形成的跨導放大器將輸出電壓反饋到變換器的原邊。然而，TL431和光耦都需要較大的靜態工作電流，直接影響著小功率和微功率開關變換器的效率和空載功耗，並且光耦容易老化，導致電源的壽命受到限制。所以，近幾年流行一種通過原邊反饋輸出電壓的控制方式，只需在變壓器輔助繞組採樣輸出電壓，不需要TL431和光耦反饋，從而具有體積小、效率高、成本低的突出優點。如圖1所示，是原邊反饋反激式變換器的原理圖，圖2是輔助繞組的電壓波形圖。基本工作原理是:功率MOS管開通時變壓器勵磁(tl時段)，此時變壓器次邊繞組和輔助繞組的非接「地」端為負電壓，負電壓的大小與變壓器主邊繞組上的電壓成正比，比例係數為次邊繞組和輔助繞組各自與主邊繞組的匝比。MOS管導通時它的漏端電壓很小，相對於電源的輸入電壓來說可以忽略不計，那麼此時主邊繞組上的壓降約等於輸入電壓，從而輔助繞組非接「地」埠處·的負電壓與輸入電壓是比例係數為匝比的比例關係；功率MOS管關斷時變壓器消磁，圖2中t2時間段為消磁時間段，此時輔助繞組的電壓與次邊繞組的電壓之比等於它們之間的匝比，所以檢測輔助繞組的電壓就反映輸出電壓的大小，稱為原邊反饋。
[0003]現在的電源控制晶片大多集成了過功率保護或最大電流限定功能，一般通過設定採樣電阻的最大閾值電壓來實現，當採樣電阻上的電壓到達該閾值電壓時晶片內的比較器翻轉而發出過流信號，關斷功率MOS管或進行相應的保護。然而，由於電流控制環路存在延時，也就是從採樣電阻上的電壓達到設定的最大閾值電壓時開始直到功率管真正關斷這一過程需要時間，導致實際的最大閾值電壓比晶片設定的值要大，並且在不同的輸入電壓下實際的峰值電壓值不一樣。如圖3所示，是在不同輸入電壓下圖1中採樣電阻1^上的電壓波形，Vh是指在高輸入電壓下最大峰值電流的實際值，'是指在低輸入電壓下最大峰值電流的實際值。Vre是晶片內部設定的過流保護的閾值電壓，Td是晶片CS埠的電壓達到Vqc時開始直到功率MOS關斷為止所產生的延時時間，對於同一款晶片來說Td基本是常數。正是因為這個延時的存在以及R?上的電壓斜率不一樣(該斜率k=Vin/L，Vin是電源輸入電壓，L是變壓器主邊電感量)，導致在相同的延遲時間內Rcs上升的時間不一樣。過流時Rcs上的實際電壓為:
[0004]Vscs = Voc +-^- TdRcs........................................(I)
[0005]可見，輸入電壓越高，採樣電阻Res上的最大峰值電壓實際值越高，導致在不同輸入電壓下最大輸出電流不一樣。為了保證在不同輸入電壓下檢測電阻R?上的過流點一致，常採用圖4所示的前饋電路。通過接輸入電壓的電阻Rin引入前饋電流，它在Ru上產生一個小的補償電壓，由於Rcs相對於I和Rin來說可以忽略不計，因此補償電壓約為:[0006]
【權利要求】
1.一種輸入電壓採樣的補償電路，其特徵在於:包括ESD電阻壓降補償的第一電阻、零電位溫度補償三極體、運算放大器、用於偏置或限流的第二電阻、箝位三極體、前饋電流鏡像電流鏡和採樣觸發埠，補償三極體的發射極接地，補償三極體的基極和集電極連接後接第一電阻一端，第一電阻另一端分別接工作電源和運算放大器的同相輸入端，運算放大器的輸出端經第二電阻連接箝位三極體的基極，箝位三極體的基極連接採樣觸發埠的輸出端，箝位三極體的發射極用於連接外部的ESD電阻，箝位三極體的集電極連接前饋電流鏡像電流鏡的輸入端，前饋電流鏡像電流鏡的電源端連接工作電源，前饋電流鏡像電流鏡的ESD電阻壓降的補償電流輸出端連接所述第一電阻另一端。
2.根據權利要求1所述的一種輸入電壓採樣的補償電路，其特徵在於:所述採樣觸發埠包括第一 N型溝道MOS管和第一邏輯非門，第一 N型溝道MOS管的源極接箝位三極體的基極，其漏極接地，其柵極接第一邏輯非門的輸出端，第一邏輯非門的輸入端接入觸發驅動信號，觸發驅動信號採用變換器中功率MOS管的驅動信號。
3.根據權利要求1或2所述的一種輸入電壓採樣的補償電路，其特徵在於:所述運算放大器的輸出端與第二電阻之間還連接傳輸門，第一邏輯非門的輸出端還第二邏輯非門，傳輸門Tl的選擇輸入負端接第一邏輯非門的輸出端，傳輸門Tl的選擇輸入正端接第二邏輯非門的輸出端，第二邏輯非門的輸入端接第一邏輯非門的輸出端。
4.根據權利要求3所述的一種輸入電壓採樣的補償電路，其特徵在於:所述零電位溫度補償三極體和箝位三極體選用NPN型三極體。
5.根據權利要求4所述的一種輸入電壓採樣的補償電路，其特徵在於:所述箝位三極體上並聯至少一個相同的三極體。
6.根據權利要求1所述的一種輸入電壓採樣的補償電路，其特徵在於:所述零電位溫度補償三極體和箝位三極體選用N型溝道MOS管。
7.根據權利要求1所述的一種輸入電壓採樣的補償電路，其特徵在於:所述前饋電流鏡像電流鏡中的工作電源接入端連接來自晶片外部高壓電源VDD，或者晶片內部低壓電源VCC。
8.根據權利要求1所述的一種輸入電壓採樣的補償電路，其特徵在於:所述第一電阻與工作電源之間連接偏置電流源。
【文檔編號】H02M3/28GK103427650SQ201310301104
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年7月16日 優先權日:2013年7月16日
【發明者】唐盛斌 申請人:廣州金昇陽科技有限公司