[发明专利]开关变换器的输出电压反馈电路及温度补偿电路

说明书

本发明提供一种开关变换器的输出电压反馈电路，包括二极管D5和稳压二极管ZD1，二极管D5的阳极与输出电压正端连接，稳压二极管ZD1的阳极作为输出电压反馈电路的输出端，用于连接控制芯片的FB脚，还包括温度补偿电路，温度补偿电路包括与稳压二极管ZD1的温度变化特性互补的补偿器件，温度补偿电路串入二极管D5与稳压二极管ZD1之间，即温度补偿电路的一端与二极管D5的阴极连接，温度补偿电路的另一端与稳压二极管ZD1的阴极连接。本发明方案相对于传统稳压反馈电路，在高温环境下具有更稳定的电压精度。

技术领域

本发明适用于开关变换器的电子电路设计领域。由于受温度影响，高温下稳压管的稳定电压值发生改变，导致在高温下开关变换器输出电压存在漂升问题。针对这种现象本方案提出一种用以改善开关变换器输出电压稳定性问题的温度补偿电路。

背景技术

目前电源行业发展前景朝着体积更小，集成度更高，成本更低的方向快速发展。面对行情对体积和集成度提出更高技术要求的背景下，使用集成IC做主控制芯片逐渐成为设计产品的主流方案。

高集成的IC芯片精简外围电路的同时又给产品设计带来新的挑战。比如反馈环路设计和电压精度的问题尤为突出。芯片的反馈模式可以分为电流型反馈模式与电压型反馈模式两种，其中电流型反馈模式相比电压型反馈模式具有响应速度更快以及电压精度更高的优势。因此在选用集成芯片时也常选用电流型反馈模式IC作产品的控制芯片。

如图1示出应用集成控制IC的典型非隔离的开关变换器的原理图。其中集成控制ICU1 (以下简称为芯片U1)内置高压启动电路，启动时输入电压端Vin+输入的交流电压AC从芯片U1的DRAIN端通过高压启动恒流源对VDD端外置的电容C1充电。芯片U1内部集成开关MOS管，MOS管源极对应SOURCE脚，漏极对应DRAIN脚，通过芯片U1内部PWM 控制信号驱动。外部电路包括：输入储能滤波电路，二极管续流电路，VDD供电电路以及输出电压反馈电路。其中Vin+输入到储能滤波电容C4的正极，电容C4负极连接到地，电容 C4正极与芯片内部MOS管漏极相连构成输入储能滤波电路。储能电感L1一端与MOS管源极以及续流二极管D3阴极相连，另一端与输出储能电容C5正极以及二极管D5阳极的公共结点相连，再通过储能电容C5与地的公共结点连接到续流二极管D3的阳极构成MOS管关断后的续流电路。芯片VDD供电回路由输出结点Vo+连接开关二极管D5阳极，D5阴极与二极管D1阳极相连，通过D1阴极向跨接在VDD脚和SOURCE脚的电容C1供电。输出电压反馈回路由输出正端Vo+经开关二极管D5的阳极连接到稳压二极管ZD1阴极，由稳压二极管ZD1阳极进入芯片U1的FB脚(即电压反馈脚)做反馈控制。

输出电压的反馈过程为：当输出电压建立大于稳压管Uz时(Uz＝24V)，稳压管开始工作将输出电压稳定至24V，再通过稳压二极管反向击穿电流Iz由FB脚向芯片流入反馈电流，调节输出占空比以稳定输出电压。输出电压出现波动时，通过FB脚的电流Iz发生变化，当输出电压增大，FB脚的电流Iz增大，通过内部逻辑控制减小占空比降低输出电压，当输出电压减小，FB脚的电流Iz减小，通过内部逻辑控制增大占空比增高输出电压。

而现有技术方案在使用稳压二极管稳定输出电压，提供反馈电流的反馈回路设计中存在以下问题：由于稳压二极管的稳压值随着环境温度的改变而改变直接导致了产品在高温环境下输出电压相比常温下产品输出电压有着较大幅度的变化，电压精度根本无法得到满足。

发明内容

针对上述使用稳压二极管作稳压反馈时输出电压精度问题，现提出一种能对稳压二极管进行温度补偿，抵消温度对稳压管产生的影响，从而提高输出电压的稳定性的开关变换器的输出电压反馈电路，本发明由此产生。

与此相应，本发明的另一个目的是提供一种输出电压反馈温度补偿电路，为稳压管进行温度补偿从而抵消温度对稳压管的影响，以提高输出电压稳定性的。