专利名称：隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路及方法
技术领域：
本发明涉及一种电源转换器，特别是关于一种电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路及方法。
背景技术：
隔离式电源转换器需要回授系统反映输出信息给控制器。二次侧回授系统使用稳压器(shunt regulator TL431)、光耦合器以及外围的电阻与电容等零件，需要较高的成本。一次侧回授系统是直接侦测辅助线圈的电压信号当作二次侧输出的回授信号，因此可以降低成本，但是二次侧的温度效应可能造成输出电压产生误差。如图1所示，二次侧线圈的匝数和感应电压分别为Ns及Ns，因此辅助线圈Naux的感应电压
、，NauxVaux = Vs--[公式 ι]
Ns ,其被分压器电阻Rfbl及Rfb2分压为回授电压Vdetect给控制器10，控制器10参考回授电压Vdetect控制一次侧线圈Np的串联开关SW，以稳定输出电压Vo。然而输出端 Vo与二次侧线圈Ns之间有整流用的输出二极管D1，其顺向偏压Vdl与温度有关，所以输出电压Vo = Vs-Vdl (T)，[公式 2]其中T表示温度，会因为温度的不同而有差异。当系统操作在高温与低温的环境下，顺向偏压Vdl因为温度不同而造成的差异无法反映在回授电压Vdetect中，因此输出电压Vo会随着温度而变化，其大小可能超出设定的规格范围。
发明内容
本发明的目的在于提出一种一次侧回授系统的温度补偿电路及方法，以解决隔离式电源转换器因为环境温度而产生输出电压不同的问题。根据本发明，一种隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路，包含回授电路连接该隔离式电源转换器的辅助线圈，从该辅助线圈的感应电压产生回授电压在回授端，以及补偿二极管连接于该辅助线圈与该回授端之间，或该回授端与接地端之间。该补偿二极管和该隔离式电源转换器的输出二极管具有相同的温度特性，因此因为该补偿二极管随着温度改变的顺向偏压调整该感应电压，而抵消该输出二极管随着温度改变的顺向偏压造成的输出电压的变化。根据本发明，一种隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿方法，包含从该隔离式电源转换器的辅助线圈产生的感应电压产生回授电压，以及因应温度的改变而调整该感应电压，以抵消该隔离式电源转换器的输出二极管随着温度改变的顺向偏压造成的输出电压的变化。该方法是利用与该输出二极管具有相同温度特性的补偿二极管随着温度改变的顺向偏压来调整该感应电压。
图1是 现有的一次侧回授系统；图2是根据本发明的实施例；图3是从图1的电源转换器测得的输出电压对输出电流的曲线图；以及图4是从图2的电源转换器测得的输出电压对输出电流的曲线图。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式
做详细描述。图2是根据本发明的实施例。回授电路使用电阻分压器将辅助线圈Naux的感应电压Vaux分压而在回授端Vdetect产生回授电压Vdetect，该电阻分压器包含电阻Rfb2连接于辅助线圈Naux与回授端Vdetect之间，以及电阻Rfbl连接于回授端Vdetect与接地端之间。补偿二极管D2连接于辅助线圈Naux及回授端Vdetect之间，较佳者，其具有和输出二极管Dl相同的温度特性，例如两二极管Dl和D2的顺向偏压Vdl和Vd2均具有负温度系数，例如每上升I0C, Vdl和Vd2各自下降2mV。从公式2可知，在高温环境下，由于Vdl下降使得输出电压Vo上升，但是补偿二极管D2的顺向偏压Vd2也因为高温而下降，辅助线圈Naux为了要保持回授电压Vdetect不变，因此感应电压Vaux将下降，使得Vs依匝数比等比例同步降低，如公式1所示，因而抵消输出二极管Dl的顺向偏压Vdl受温度影响造成的输出电压Vo的变动。在低温环境下则是与前述相反的情形，同样可达到温度补偿的效果。如图2所示，该偏压电路包含电阻Rx与补偿二极管D2串联于辅助线圈Naux及回授端Vdetect之间，以及电阻Ry连接于回授端Vdetect及接地端之间。电阻Rx和Ry的电阻值可以从电阻Rfbl、Rfb2的电阻值以及线圈匝数Ns、Naux计算出来。以Vdetect = 2. 5V 为例，从温度补偿电路可知
「 η Vaux-Vdl(T)-2.5 Vaux-2.5 Rfil+ Ry「八』η-^-+"^~=2‘5.^Γ^τ,[公式3]将公式1与公式2代入公式3得到丄x i[Vo + vdm\ — _ Vdl(T) 一 2.5} Rx {NsJ
_ +忐+—)].訾-斗仏徵，[公式4]将公式4对温度T偏微分得到— χ [^L χ「1. Vd\{T)\ -「丄· Vd2(T)\ 1 Rx \ Ns L^」1_邡JJ+^γΧ^χΓ^·Vdl{T)] = °[公式 5]
Rfil Ns IdT」。因为二极管Dl及D2具有相同的温度特性，例如将
“β 「δ_
-Vdl(T) = --Vdl(T)代入公式 5，因而得到
οι」L⑴_
权利要求
1.一种隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路，该电源转换器含有二次侧线圈连接输出二极管以提供输出电压，以及辅助线圈产生感应电压，该输出二极管具有第一顺向偏压随着温度改变，其特征在于，该温度补偿电路包含回授电路连接该辅助线圈，从该感应电压产生回授电压在回授端；以及补偿二极管连接于该辅助线圈与该回授端之间，或该回授端与接地端之间，其具有第二顺向偏压随着温度改变。
2.如权利要求1所述的隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路，其特征在于，该补偿二极管和该输出二极管具有相同的温度特性。
3.如权利要求1所述的隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路，其特征在于，该第一及第二顺向偏压具有相同的温度系数。
4.如权利要求1所述的隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路，其特征在于，该补偿二极管包含一般二极管。
5.如权利要求1所述的隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路，更包含偏压电路连接该补偿二极管，以提供其偏压电流。
6.如权利要求5所述的隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路，其特征在于，该偏压电路包含电阻与该补偿二极管串联于该辅助线圈及该回授端之间。
7.如权利要求5所述的隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路，其特征在于，该偏压电路包含第一电阻与该补偿二极管串联于该辅助线圈及该回授端之间；以及第二电阻连接于该回授端与该接地端之间。
8.如权利要求1所述的隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路，其特征在于，该回授电路包含第一电阻连接于该辅助线圈与该回授端之间；以及第二电阻连接于该回授端与接地端之间。
9.如权利要求8所述的温度补偿电路，其特征在于，更包含第三电阻与该补偿二极管串联于该辅助线圈及该回授端之间。
10.如权利要求9所述的隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路，其特征在于，该第三电阻的电阻值由该第一电阻的电阻值以及该二次侧线圈对该辅助线圈的匝数比决定。
11.如权利要求8所述的隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路，其特征在于，更包含第三电阻与该补偿二极管串联于该辅助线圈及该回授端之间；以及第四电阻连接于该回授端与接地端之间。
12.如权利要求11所述的隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路，其特征在于，该第三电阻的电阻值由该第一电阻的电阻值以及该二次侧线圈对该辅助线圈的匝数比决定。
13.一种隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿方法，该电源转换器含有二次侧线圈连接输出二极管以提供输出电压，以及辅助线圈产生感应电压，其特征在于，该温度补偿方法包含从该感应电压产生回授电压；以及因应温度的改变而调整该感应电压。
14.如权利要求13所述的隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿方法，其特征在于，该从该感应电压产生回授电压的步骤包含将该感应电压分压而产生该回授电压。
15.如权利要求13所述的隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿方法，其特征在于，该因应温度的改变而调整该感应电压的步骤包含根据该输出二极管的顺向偏压对温度的特性调整该感应电压。
16.如权利要求13所述的隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿方法，其特征在于，该因应温度的改变而调整该感应电压的步骤包含以维持该回授电压不变而调整该感应电压。
17.如权利要求13所述的隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿方法，其特征在于，该因应温度的改变而调整该感应电压的步骤包含以补偿二极管随着温度而改变其顺向偏压；以及因应该顺向偏压的改变而调整该感应电压；其中，该补偿二极管和该输出二极管具有相同的温度特性。
全文摘要
本发明公开一种隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路及方法，利用与输出二极管具有相同温度特性的补偿二极管随着温度改变的顺向偏压调整辅助线圈的感应电压，以抵消该输出二极管随着温度改变的顺向偏压造成的输出电压的变化。
文档编号H02M1/32GK102255483SQ201010175379
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者林梓诚, 陈昇华, 黄培伦 申请人:日隆电子股份有限公司