輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路的制作方法
【專利摘要】一種輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路，包括ESD電阻壓降補(bǔ)償?shù)牡谝浑娮?、零電位溫度補(bǔ)償三極管、運(yùn)算放大器、用于偏置或限流的第二電阻、箝位三極管、前饋電流鏡像電流鏡和采樣觸發(fā)端口，補(bǔ)償三極管的發(fā)射極接地，基極和集電極連接后接第一電阻一端；第一電阻另一端分別接工作電源和運(yùn)算放大器的同相輸入端，運(yùn)算放大器的輸出端經(jīng)第二電阻連接箝位三極管的基極，該基極連接采樣觸發(fā)端口的輸出端，其發(fā)射極用于連接外部的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(bǔ)償電流輸出端連接所述第一電阻另一端。本發(fā)明能補(bǔ)償ESD電阻上的壓降并且具有溫度自補(bǔ)償，不受ESD電阻的影響，不受溫度的影響。
【專利說明】輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種補(bǔ)償電路，特別是一種輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路。
【背景技術(shù)】
[0002]由于反激式變換器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且成本低廉的優(yōu)良特點(diǎn)，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(dǎo)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(tài)工作電流，直接影響著小功率和微功率開關(guān)變換器的效率和空載功耗，并且光耦容易老化，導(dǎo)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采樣輸出電壓，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(yōu)點(diǎn)。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(shí)變壓器勵(lì)磁(tl時(shí)段)，此時(shí)變壓器次邊繞組和輔助繞組的非接“地”端為負(fù)電壓，負(fù)電壓的大小與變壓器主邊繞組上的電壓成正比，比例系數(shù)為次邊繞組和輔助繞組各自與主邊繞組的匝比。MOS管導(dǎo)通時(shí)它的漏端電壓很小，相對(duì)于電源的輸入電壓來說可以忽略不計(jì)，那么此時(shí)主邊繞組上的壓降約等于輸入電壓，從而輔助繞組非接“地”端口處·的負(fù)電壓與輸入電壓是比例系數(shù)為匝比的比例關(guān)系；功率MOS管關(guān)斷時(shí)變壓器消磁，圖2中t2時(shí)間段為消磁時(shí)間段，此時(shí)輔助繞組的電壓與次邊繞組的電壓之比等于它們之間的匝比，所以檢測(cè)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(xiàn)在的電源控制芯片大多集成了過功率保護(hù)或最大電流限定功能，一般通過設(shè)定采樣電阻的最大閾值電壓來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)采樣電阻上的電壓到達(dá)該閾值電壓時(shí)芯片內(nèi)的比較器翻轉(zhuǎn)而發(fā)出過流信號(hào)，關(guān)斷功率MOS管或進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。然而，由于電流控制環(huán)路存在延時(shí)，也就是從采樣電阻上的電壓達(dá)到設(shè)定的最大閾值電壓時(shí)開始直到功率管真正關(guān)斷這一過程需要時(shí)間，導(dǎo)致實(shí)際的最大閾值電壓比芯片設(shè)定的值要大，并且在不同的輸入電壓下實(shí)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中采樣電阻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(shí)際值，'是指在低輸入電壓下最大峰值電流的實(shí)際值。Vre是芯片內(nèi)部設(shè)定的過流保護(hù)的閾值電壓，Td是芯片CS端口的電壓達(dá)到Vqc時(shí)開始直到功率MOS關(guān)斷為止所產(chǎn)生的延時(shí)時(shí)間，對(duì)于同一款芯片來說Td基本是常數(shù)。正是因?yàn)檫@個(gè)延時(shí)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(dǎo)致在相同的延遲時(shí)間內(nèi)Rcs上升的時(shí)間不一樣。過流時(shí)Rcs上的實(shí)際電壓為:
[0004]Vscs = Voc +-^- TdRcs........................................(I)
[0005]可見，輸入電壓越高，采樣電阻Res上的最大峰值電壓實(shí)際值越高，導(dǎo)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(cè)電阻R?上的過流點(diǎn)一致，常采用圖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(chǎn)生一個(gè)小的補(bǔ)償電壓，由于Rcs相對(duì)于I和Rin來說可以忽略不計(jì)，因此補(bǔ)償電壓約為:[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路，其特征在于:包括ESD電阻壓降補(bǔ)償?shù)牡谝浑娮?、零電位溫度補(bǔ)償三極管、運(yùn)算放大器、用于偏置或限流的第二電阻、箝位三極管、前饋電流鏡像電流鏡和采樣觸發(fā)端口，補(bǔ)償三極管的發(fā)射極接地，補(bǔ)償三極管的基極和集電極連接后接第一電阻一端，第一電阻另一端分別接工作電源和運(yùn)算放大器的同相輸入端，運(yùn)算放大器的輸出端經(jīng)第二電阻連接箝位三極管的基極，箝位三極管的基極連接采樣觸發(fā)端口的輸出端，箝位三極管的發(fā)射極用于連接外部的ESD電阻，箝位三極管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(bǔ)償電流輸出端連接所述第一電阻另一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路，其特征在于:所述采樣觸發(fā)端口包括第一 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管的基極，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(fā)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)信號(hào)采用變換器中功率MOS管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路，其特征在于:所述運(yùn)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(fù)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(jù)權(quán)利要求3所述的一種輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路，其特征在于:所述零電位溫度補(bǔ)償三極管和箝位三極管選用NPN型三極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路，其特征在于:所述箝位三極管上并聯(lián)至少一個(gè)相同的三極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路，其特征在于:所述零電位溫度補(bǔ)償三極管和箝位三極管選用N型溝道MOS管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路，其特征在于:所述前饋電流鏡像電流鏡中的工作電源接入端連接來自芯片外部高壓電源VDD，或者芯片內(nèi)部低壓電源VCC。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸入電壓采樣的補(bǔ)償電路，其特征在于:所述第一電阻與工作電源之間連接偏置電流源。
【文檔編號(hào)】H02M3/28GK103427650SQ201310301104
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月16日
【發(fā)明者】唐盛斌 申請(qǐng)人:廣州金升陽(yáng)科技有限公司