一种电源输出电压补偿调节电路及其控制方法与流程

1.本发明涉及电源领域，特别涉及一种电源输出电压补偿调节电路及其控制方法。


背景技术：

2.传统ldo相比，芯片内部的带隙基准受温度影响较大导致三温范围内输出电压波动较大，在输出电压精度要求较高的领域需进行温度补偿。
3.在某些特定领域，通常需要输出电压可以实时微调，而通常情况下基于现有的电源控制芯片难以实现该功能。
4.在某些特定领域，为了实现小型化，开环控制的隔离型dc/dc变换器通常部分作为辅助电源使用，但副边的二极管或同步整流mos管压降呈现负温度系数或正温度系数，无法实现较高精度的电压输出及实时可调的输出电压。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提出一种电源输出电压补偿调节电路，包括第一反馈电阻、第二反馈电阻、第一负调节电阻、第二负调节电阻、第一正调整电阻、第二正调节电阻、负温度系数二极管、正温度系数二极管、负温度调节比例电阻、正温度调节比例电阻以及运算放大器，负温度系数二极管与，另一端与负温度调节比例电阻并联后一端与第一外部电压连接，另一端与第二负调节电阻的一端连接，第二负调节电阻的另一端、第一负调节电阻的一端、运算放大器的反相输入端连接在一起，第一负调节电阻与运算放大器的输出端、反相输入端连接在一起，负载的输出电压通过第一反馈电阻和第二反馈电阻分压后连接至第一正调节电阻的一端，第一正调节电阻的另一端连接至运算放大器同相输入端以及第二一正调节电阻的一端；正温度系数二极管与正温度调节比例电阻并联后的一端与第二正调节电阻的另一端连接、另一端与第二外部电压连接。
6.本发明提供一种电源输出电压补偿调节电路的控制方法，对上述一种电源输出电压补偿调节电路进行控制，通过改变第一反馈电阻、第二反馈电阻以及第一外部输入电压的值调低输出电压的值；通过改变第一负调节电阻、第二负调节电阻以及第二外部输入电压的值调高输出电压的值。
7.本发明还提供一种电源输出电压补偿调节电路的控制方法，对上述一种电源输出电压补偿调节电路进行控制，通过控制负温度系数二极管的值或者禁用负温度系数二极管，将温度系数变更为负数；通过控制正温度系数二极管的值或者禁用正温度系数二极管，将温度系数变更为正数。
8.本发明还提供一种电源输出电压补偿调节电路的控制方法，对上述一种电源输出电压补偿调节电路进行控制，通过控制负温度调节比例电阻的阻值来控制负温度系数比例，阻值和比例为非线性关系，可以通过仿真获取；通过控制正温度调节比例电阻的阻值来控制正温度系数比例，阻值和比例为非线性关系，可以通过仿真获取。
9.本发明可以调节第一反馈电阻、第二反馈电阻、第一负调节电阻的阻值及第一外
部电压以减小输出电压，可以调节第一负调节电阻、第二负调节电阻的阻值及第二外部电压以微调输出电压增加；本发明可以通过调节负温度系数二极管来使输出为负温度系数，可以改变负温度调节比例电阻的阻值来改变负温度系数比例；可以控制正温度系数二极管来控制正温度系数，可以控制正温度系数二极管的阻值来控制正温度系数比例；本发明能够实现输出电压实时微调、输出电压一阶温度补偿、二阶温度补偿，提高输出电压精度。
附图说明
10.图1是本发明一种电源输出电压补偿调节电路的电路原理示意图；
11.图2是本发明一种电源输出电压补偿调节电路的仿真示意图；
12.图3是本发明一种电源输出电压补偿调节电路在一优选实施例中第一外部电压的波形示意图；
13.图4是本发明一种电源输出电压补偿调节电路在一优选实施例中在图2所示第一外部电压下输出电压的示意图；
14.图5是本发明一种电源输出电压补偿调节电路在另一优选实施例中输出电压的示意图；
15.其中，r1、负温度调节比例电阻；r2、第一负调节电阻；r3、第二负调节电阻；r4、第一正调节电阻；r5、第二正调节电阻；r6、正温度调节比例电阻；负温度系数二极管d1、负温度系数二极管；d2、正温度系数二极管；r
up
、第一反馈电阻；r
down
、第二反馈电阻；u1、运算放大器；v1、第一外部电压；v2、第二外部电压；v
out
、输出电压；u2、线性稳压器或者开关电源模块；r
lord
、负载；v
fb
、反馈电压。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.本发明提出一种电源输出电压补偿调节电路，包括第一反馈电阻、第二反馈电阻、第一负调节电阻、第二负调节电阻、第一正调整电阻、第二正调节电阻、负温度系数二极管、正温度系数二极管、负温度调节比例电阻、正温度调节比例电阻以及运算放大器，负温度系数二极管与，另一端与负温度调节比例电阻并联后一端与第一外部电压连接，另一端与第二负调节电阻的一端连接，第二负调节电阻的另一端、第一负调节电阻的一端、运算放大器的反相输入端连接在一起，第一负调节电阻与运算放大器的输出端、反相输入端连接在一起，负载的输出电压通过第一反馈电阻和第二反馈电阻分压后连接至第一正调节电阻的一端，第一正调节电阻的另一端连接至运算放大器同相输入端以及第二一正调节电阻的一端；正温度系数二极管与正温度调节比例电阻并联后的一端与第二正调节电阻的另一端连接、另一端与第二外部电压连接。
18.本发明提供一种电源输出电压补偿调节电路的控制方法，对上述一种电源输出电压补偿调节电路进行控制，通过改变第一反馈电阻、第二反馈电阻以及第一外部输入电压的值调低输出电压的值；通过改变第一负调节电阻、第二负调节电阻以及第二外部输入电
压的值调高输出电压的值。
19.本发明还提供一种电源输出电压补偿调节电路的控制方法，对上述一种电源输出电压补偿调节电路进行控制，通过控制负温度系数二极管的值或者禁用负温度系数二极管，将温度系数变更为负数；通过控制正温度系数二极管的值或者禁用正温度系数二极管，将温度系数变更为正数。
20.本发明还提供一种电源输出电压补偿调节电路的控制方法，对上述一种电源输出电压补偿调节电路进行控制，通过控制负温度调节比例电阻的阻值来控制负温度系数比例；通过控制正温度调节比例电阻的阻值来控制正温度系数比例。
21.如图1和图2，本发明内部包含第一、第二反馈电阻r
up
、r
down
，第一、第二负调节电阻r2、r3，第一、第二正调节电阻r4、r5，负温度系数二极管d1，正温度系数二极管d2，负温度调节比例电阻r1，正温度调节比例r6，运算放大器u1，本发明可配置上述元器件参数达到微调输出电压、实现温度补偿的功能；第一外部电压v1连接至负温度系数二极管d1，负温度系数二极管d1与负温度调节比例电阻r1并联后连接与第二负调节电阻r3串联并连接至运算放大器u1反相输入端，第一负调节电阻r2一端与线性稳压器或者开关电源模块的电压取样点(即set管脚连接)和运算放大器u1的输入端，另一端连接于运算放大器u1的反相输入端，输出电压v
out
通过第一、第二反馈电阻r
up
、r
down
分压后连接至第一正调节电阻r4并连接至运算放大器u1同相输入端，第二外部电压v2连接至正温度系数二极管d2，正温度系数二极管d2与正温度调节比例电阻r6并联后与第二正调节电阻r5串联后连接至运算放大器u1同相输入端，运算放大器u1输出反馈电压v
fb
。
22.作为本发明的进一步改进，本电路硬件中，当无需负温度系数补偿时，可以去除负温度系数二极管d1及负温度调节比例电阻r1，当无需正温度系数补偿时，可以去除正温度系数二极管d2及正温度调节比例电阻r6。
23.作为本发明的进一步改进，本电路硬件中，当无需调节负温度系数补偿比例时，可去除负温度调节比例电阻r1，当无需调节正温度系数补偿比例时，可去除正温度调节比例电阻r6。
24.在图2的电路仿真图的基础上，本实施例提供一种减小输出电压的配置，即将第一外部电压v1配置为方波，模拟输入信号，将负温度调节比例电阻r1设置为0ω(也可以去掉负温度系数二极管d1、负温度调节比例电阻r1)，正温度调节比例电阻r6设置为0ω(也可以去掉正温度系数二极管d2、正温度调节比例电阻r6)，第一负调节电阻r2的阻值设为2.5k，第二负调节电阻r3的阻值设为47.5k，第二正调节电阻r5的阻值为无穷大，配置第一、第二反馈电阻r
up
、r
down
，使输出预设值为2.5v，当外部电压v1从1.2v变为0v时，输出电压如图3所示，输出电压减小比例为r2/(r2+r3)＝5％。
25.在图2的电路仿真图的基础上，本实施例还提供一种增大输出电压的配置，即将第一外部电压v1配置为方波，模拟输入信号，将负温度调节比例电阻r1设置为0ω(也可以去掉负温度系数二极管d1、负温度调节比例电阻r1)，正温度调节比例电阻r6设置为0ω(也可以去掉正温度系数二极管d2、正温度调节比例电阻r6)，第一正调节电阻r4的阻值为2.5k，第二正调节电阻r5的阻值为47.5k，第二负调节电阻的阻值r3的阻值为无穷大，配置第一、第二反馈电阻r
up
、r
down
的阻值，使输出预设值为2.5v，当第一外部电压v1从1.2v变为0v时，输出电压如图3所示，输出电压增大比例为r4/(r4+r5)＝5％。
26.在图2的电路仿真图的基础上，本实施例还提供一种实现一阶负温度系数补偿的配置，即将正温度调节比例电阻r6的阻值设为0ω(作为一种可选的实施方式也可以去掉负温度系数二极管d2、正温度调节比例电阻r6)，将第二正调节电阻r5为无穷大、第一外部电压v1设为为0v(或者接gnd)，将负温度调节比例电阻r1的阻值设为10kω，配置第一、第二反馈电阻r
up
、r
down
的阻值，使输出预设值为2.5v，输出电压如图4所示，通过负温度系数二极管d1能够实现负温度补偿，调节负温度调节比例电阻r1的阻值可以调节补偿比例及补偿曲线。
27.在图2的电路仿真图的基础上，本实施例还提供一种实现一阶正温度系数补偿的配置，即将负温度调节比例电阻r1的阻值设为0ω(也可以去掉正温度系数二极管d2、正温度调节比例电阻r6)，第二负调节电阻r3的阻值设为无穷大，第二外部电压v2设为0v(或者接gnd)，正温度调节比例电阻r6为50kω，配置第一、第二反馈电阻r
up
、r
down
的阻值，使输出预设值为2.5v，输出电压如图5所示，通过负温度系数二极管d1能够实现正温度补偿，调节正温度调节比例r6的阻值可以调节补偿比例及补偿曲线。
28.在图2的电路仿真图的基础上，本实施例还提供一种实现二阶温度补偿的配置，即可以同时配置负温度系数二极管d1、正温度系数二极管d2、及负温度调节比例电阻r1、正温度调节比例阻值r6的值，可以使输出电压-温度曲线叠加，实现二阶温度补偿。
29.以上所举实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。