CN104539152A - 一种具有温度补偿的dc/dc转换电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有温度补偿的DC/DC转换电路,属于便携式设备应用领域。所述的具有温度补偿的DC/DC转换电路包括一温度补偿电路，一误差放大器，一振荡器，一驱动电路，一斜坡补偿电路，一比较器，一功率管，一电流采样电阻，一第一反馈电阻，一第二反馈电阻，一电感，一续流二极管，一输出滤波电容；一补偿电容和一触发器。工作过程中，如果负载电流过大或外部环境温度过高而导致集成电路温度升高到所设定的限定值时，控制输出电压随温度进一步升高而逐渐减小，从而使得输出电流也会随温度进一步升高而逐渐减小，在保护集成电路不被高温所损坏的同时，避免传统过温保护方式导致的芯片不断反复开关问题。

Description

一种具有温度补偿的DC/DC转换电路
技术领域
本发明属于便携式设备应用领域，特别涉及一种具有温度补偿的DC/DC转换电路。
背景技术
图1是具有传统过温保护电路的DC/DC转换电路,工作时,芯片会控制FB电压等于VREF电压，输出电压公式如下：
VOUT = R 1 + R 2 R 1 × VREF = VREF + R 2 R 1 VREG ;
当负载电流过大或者环境温度过高而导致集成电路内部温度达到所设定的过温保护值时，过温保护电路THSD输出高电平而关断芯片输出，这样芯片停止工作，温度开始下降，当温度下降到所设定的系统恢复温度值时，过温保护电路THSD输出由高电平变为低电平，芯片重新开始工作，如果引起过温保护的条件没有改变，那么在工作一段时间后又会触发过温保护而使芯片停止工作，这样周而复始，使负载在工作状态和停止工作状态不停变化，严重影响负载的工作。
发明内容
本发明针对现有技术的弊端，首要目的在于提供一种具有温度补偿的DC/DC转换电路，当负载电流过大或者环境温度过高而导致集成电路内部温度达到所设定的温度时，温度补偿电路会输出一个随温度进一步升高而增大的补偿电流到反馈电阻R1，这样输出电压就会随温度进一步升高而降低，相应的负载电流也会降低，通过温度反馈确保集成电路始终工作在所设定的限定温度以下，在保护集成电路不被高温损坏的情况下，也避免了负载在工作状态和停止工作状态不停变化而严重影响负载的工作。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种具有温度补偿的DC/DC转换电路，包括：一温度补偿电路，一误差放大器EA，一振荡器OSC，一驱动电路DRIVER，一斜坡补偿电路SLOPE，一比较器PWM，一功率管MN1，一电流采样电阻RS1，一第一反馈电阻R1，一第二反馈电阻R2，一电感L1，一续流二极管D1，一输出滤波电容C1；一补偿电容和一触发器；所述温度补偿电路的输出接第一反馈电阻R1与第二反馈电阻R2的连接端FB，连接端FB同时接误差放大器EA的反相输入端，所述误差放大器EA的同相输入端接参考电压VREF，所述误差放大器EA的输出COMP接补偿电容到地，同时输出COMP接比较器PWM的反相输入端，所述斜坡补偿电路SLOPE发出的斜坡补偿信号与电流采样电阻RS1发出的电感电流采样信号相加后接入到比较器PWM的同相输入端，所述比较器PWM的输出接触发器的复位端，所述振荡器OSC的输出接触发器的置位端，所述触发器的输出接驱动电路DRIVER的输入，所述驱动电路DRIVER的输出接功率管MN1的栅极，所述功率管MN1的漏极SW接电感L1的一端，同时漏极SW接续流二极管D1的正极，所述续流二极管D1的负极接输出滤波电容C1的正极和第一反馈电阻R1的一端。
所述温度补偿电路包括一pnp型三极管，一运算放大器OP，一跟随器MN2，一第三反馈电阻R3，一二极管D2；一第一恒流源I1，一第二恒流源I2；所述pnp型三极管的集电极与基极接地，所述pnp型三极管的发射极接第一恒流源I1，同时pnp型三极管发射极接运算放大器OP的同相输入端，所述运算放大器OP的输出接跟随器MN2的栅极，所述第三反馈电阻R3的一端接地，另一端接跟随器MN2的源极和运算放大器OP的反相输入端，所述跟随器MN2的漏极接第二恒流源I2和二极管D2的正极，所述二极管D2的输出为补偿电流Ic。
所述温度补偿电路可以应用到升压转换电路或降压转换电路。
工作过程中，如果负载电流过大或外部环境温度过高而导致集成电路温度升高到所设定的限定值时，温度补偿电路输出一个补偿电流Ic到反馈电阻R1，随着温度进一步升高，Ic会增大，输出电压就会降低，从而使得输出电流也会随温度进一步升高而逐渐减小，通过温度反馈确保集成电路始终工作在所设定的限定温度以下。
本发明与现有技术相比，本发明采用温度补偿的方式，当检测到温度大于所设定的限定值时，开始输出补偿电流，通过温度反馈确保驱动集成电路始终工作在所设定的限定温度以下，在保护集成电路不被高温所损坏的同时，避免了传统过温保护所导致的芯片不断反复工作与停止工作的问题。
附图说明
图1是具有传统温度保护的DC/DC转换电路图；
图2是本发明实施例1所述具有温度补偿的DC/DC转换电路图；
图3是本发明实施例1所述的温度补偿电路的具体实施例图。
具体实施方式
图2是本发明所述具有温度补偿的DC/DC转换电路，下面结合图2和图3对本发明作进一步详细地描述。
如图2所示，本发明提供了一种具有温度补偿的DC/DC转换电路包括：一种具有温度补偿的DC/DC转换电路，包括：一温度补偿电路，一误差放大器EA，一振荡器OSC，一驱动电路DRIVER，一斜坡补偿电路SLOPE，一比较器PWM，一功率管MN1，一电流采样电阻RS1，一第一反馈电阻R1，一第二反馈电阻R2，一电感L1，一续流二极管D1，一输出滤波电容C1；一补偿电容和一触发器；所述温度补偿电路的输出接第一反馈电阻R1与第二反馈电阻R2的连接端FB，连接端FB同时接误差放大器EA的反相输入端，所述误差放大器EA的同相输入端接参考电压VREF，所述误差放大器EA的输出COMP接补偿电容到地，同时输出COMP接比较器PWM的反相输入端，所述斜坡补偿电路SLOPE发出的斜坡补偿信号与电流采样电阻RS1发出的电感电流采样信号相加后接入到比较器PWM的同相输入端，所述比较器PWM的输出接触发器的复位端，所述振荡器OSC的输出接触发器的置位端，所述触发器的输出接驱动电路DRIVER的输入，所述驱动电路DRIVER的输出接功率管MN1的栅极，所述功率管MN1的漏极SW接电感L1的一端，同时漏极SW接续流二极管D1的正极，所述续流二极管D1的负极接输出滤波电容C1的正极和第一反馈电阻R1的一端。
工作过程中，如果负载电流过大或外部环境温度过高而导致集成电路温度升高到所设定的限定值时，温度补偿电路输出一个补偿电流Ic到反馈电阻R1，这样输出电压的公式为：
VOUT = VREF + ( VREF R 1 - Ic ) × R 2 = VREF + R 2 R 1 VREF - Ic × R 2
这样随着温度进一步升高，Ic会增大，输出电压VOUT就会降低，从而使得输出电流也会随温度进一步升高而逐渐减小，通过温度反馈确保驱动集成电路始终工作在所设定的限定温度以下。
如图3所示为本发明所述的温度补偿电路的具体实施例，所述温度补偿电路包括一pnp型三极管，一运算放大器OP，一跟随器MN2，一第三反馈电阻R3，一二极管D2；一第一恒流源I1，一第二恒流源I2；所述pnp型三极管的集电极与基极接地，所述pnp型三极管的发射极接第一恒流源I1，同时pnp型三极管发射极接运算放大器OP的同相输入端，所述运算放大器OP的输出接跟随器MN2的栅极，所述第三反馈电阻R3的一端接地，另一端接跟随器MN2的源极和运算放大器OP的反相输入端，所述跟随器MN2的漏极接第二恒流源I2和二极管D2的正极，二极管D2的输出为补偿电流Ic。
在OP的作用下，OP的反相输入端电压等于VEB，所以补偿电流Ic满足下面公式：
Ic = I 2 - VEB R 3
当温度没有超过所设定温度值时，I2小于VEB/R3，二极管D2处于截止状态，补偿电流Ic为0。在I1一定的情况下，Q1的EB结电压VEB随着温度的升高而降低，当温度升高到使得I2大于VEB/R3时，温度补偿模式开始，输出补偿电流Ic大于0，且Ic随着温度的进一步升高而增大，输出电压VOUT就会降低，从而使得输出电流也会随温度进一步升高而逐渐减小，通过温度反馈确保驱动集成电路始终工作在所设定的限定温度以下。
所述温度补偿电路可以应用到升压转换电路或降压转换电路。
以上实施例仅是本发明的一个特定的实施方式，而非对本发明的限制，凡本领域的技术人员依据本发明的构思做出一些调整和改变，仍为本发明的要义所在，皆因在本发明的范围之内。

Claims (3)

1.一种具有温度补偿的DC/DC转换电路，其特征在于：包括：一温度补偿电路，一误差放大器EA，一振荡器OSC，一驱动电路DRIVER，一斜坡补偿电路SLOPE，一比较器PWM，一功率管MN1，一电流采样电阻RS1，一第一反馈电阻R1，一第二反馈电阻R2，一电感L1，一续流二极管D1，一输出滤波电容C1；一补偿电容和一触发器；所述温度补偿电路的输出接第一反馈电阻R1与第二反馈电阻R2的连接端FB，连接端FB同时接误差放大器EA的反相输入端，所述误差放大器EA的同相输入端接参考电压VREF，所述误差放大器EA的输出COMP接补偿电容到地，同时输出COMP接比较器PWM的反相输入端，所述斜坡补偿电路SLOPE发出的斜坡补偿信号与电流采样电阻RS1发出的电感电流采样信号相加后接入到比较器PWM的同相输入端，所述比较器PWM的输出接触发器的复位端，所述振荡器OSC的输出接触发器的置位端，所述触发器的输出接驱动电路DRIVER的输入，所述驱动电路DRIVER的输出接功率管MN1的栅极，所述功率管MN1的漏极SW接电感L1的一端，同时漏极SW接续流二极管D1的正极，所述续流二极管D1的负极接输出滤波电容C1的正极和第一反馈电阻R1的一端。
2.如权利要求1所述的具有温度补偿的DC/DC转换电路，其特征在于：所述温度补偿电路包括一pnp型三极管，一运算放大器OP，一跟随器MN2，一第三反馈电阻R3，一二极管D2；一第一恒流源I 1，一第二恒流源I2；所述pnp型三极管的集电极与基极接地，所述pnp型三极管的发射极接第一恒流源I 1，同时pnp型三极管发射极接运算放大器OP的同相输入端，所述运算放大器OP的输出接跟随器MN2的栅极，所述第三反馈电阻R3的一端接地，另一端接跟随器MN2的源极和运算放大器OP的反相输入端，所述跟随器MN2的漏极接第二恒流源I2和二极管D2的正极，所述二极管D2的输出为补偿电流Ic。
3.如权利要求1或2所述的具有温度补偿的DC/DC转换电路，其特征在于：所述温度补偿电路应用到升压转换电路或降压转换电路。
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