一种过温保护补偿装置的制作方法

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1.本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种过温保护补偿装置。

背景技术：

2.随着电力电子技术发展，现有的多数电子产品体积随着发展慢慢减小，如： dc/dc变换器等，然而小型化造成的发热问题一直都存在，每年由于使用不当或者安装不当造成过热损坏的电子产品更不在少数，因此大多数电子产品需要过温保护电路，以避免产品在高温工作时，进入异常状态，导致电子产品损坏等问题。传统的过温保护电路大都采用ntc或者温度开关，前者精度差，且在保护时温度回差大，会造成产品在高温工作时，触发过温保护后，无法再次启动，后者体积大而且成本较高。因此需要一种新型过温保护电路，克服上述现有技术中过温保护温度回差大的问题，提供过温保护电路补偿方案，以解决过温保护温度回差太大的问题。

技术实现要素：

3.本实用新型旨在克服上述现有技术中至少一种缺陷，提供一种过温补偿装置，解决现有技术的过温保护电路的温度回差不可控问题，以达到可灵活调节过温保护温度回差的效果。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
5.一方面，提出一种过温保护补偿装置，包括；
6.主控ic、热敏电阻、第一电阻和第二电阻；
7.所述主控ic的第一端分别与所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端连接，第二端与所述第二电阻的第二端连接和用于与外部电源的正极连接；
8.所述第一电阻的第二端与所述热敏电阻的第一端连接；
9.所述热敏电阻的第二端接地；
10.所述主控ic用于检测主控ic的第一端的工作电压，并根据检测到的工作电压输出对应的工作电流至所述第一电阻和所述热敏电阻；
11.所述第二电阻用于引入补偿电流至所述第一电阻和所述热敏电阻，以增大主控ic的第一端的工作电压。
12.优选地，所述工作电流包括第一电流和第二电流，其中，第一电流大于第二电流；所述第一电流和所述第二电流成比例；所述第一电流、第二电流均与所述主控ic的开关频率成正比。
13.优选地，所述热敏电阻为负温度系数电阻。
14.另一方面，提供一种过温保护补偿装置，包括：主控ic、热敏电阻、第一电阻和第二电阻；
15.所述主控ic的第一端与所述第一电阻的第一端连接，第二端与所述第二电阻的第二端连接和用于与外部电源的正极连接；
16.所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端、所述热敏电阻的第一端连接；
17.所述热敏电阻的第二端接地；
18.所述主控ic用于检测主控ic的第一端的工作电压，并根据检测到的工作电压输出对应的工作电流至所述第一电阻和所述热敏电阻；
19.所述第二电阻用于引入补偿电流至所述热敏电阻，以增大主控ic的第一端的工作电压。
20.优选地，所述工作电流包括第一电流和第二电流，其中，第一电流大于第二电流；所述第一电流和所述第二电流成比例；所述第一电流、第二电流均与所述主控ic的开关频率成正比。
21.优选地，所述热敏电阻为负温度系数电阻。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
23.1.通过主控ic根据检测到的电压输出不同电流，配合外部电源和第二电阻提供补偿电流，达到灵活调节过温保护温度回差。
24.2.由于市面上目前热敏电阻ntc最大的阻值为680k(25℃)，本实用新型通过外接电源和第二电阻接入补偿电流至热敏电阻ntc中，增大热敏电阻ntc 两端的电压，因此在同一要求下可以选取阻值更小的热敏电阻ntc，减小热敏电阻ntc选型的限制。
25.3.配合外接电源和第二电阻接入补偿电流后，可进一步减小主控ic的开关频率，开关频率降低后，产品主功率损耗减低，提升产品效率，减小产品发热。
附图说明
26.图1为现有过温保护原理图。
27.图2为本实用新型实施例一过温保护原理图。
28.图3为本实用新型实施例二过温保护原理图。
具体实施方式
29.下面结合实施例及其附图对本实用新型进行详细说明，以帮助本领域的技术人员更好的理解本实用新型的实用构思，但本实用新型权利要求的保护范围不限于下述实施例，对本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型之实用新型构思的前提下，没有做出创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围，以下结合附图对实施方式进行详细说明。
30.如图1所示，为现有过温保护电路的电路原理图，现有过温保护电路由脉冲宽度控制芯片ic1、热敏电阻ntc和第一电阻r1组成，所述第一电阻r1的一端连接脉冲宽度控制芯片ic1的otp引脚，第一电阻r1另一端连接在所述热敏电阻ntc的一端，热敏电阻ntc另一端连接在负输入端gnd。这个热敏电阻ntc 是负温度系数电阻。
31.现有的过温保护电路的工作原理如下：
32.脉冲宽度控制芯片ic1的otp引脚输出一个电流i_otp，流经第一电阻r1 和热敏电阻ntc，产生一个负温度系数的工作电压，脉冲宽度控制芯片ic1通过 otp引脚对该工作电压进行检测，并将该工作电压与芯片内部设定的过温保护阈值进行比较，当检测到的工作
电压低于过温保护阈值v_otp后，脉冲宽度控制芯片ic1内部输出过温保护信号，产品触发过温保护。脉冲宽度控制芯片ic1内部有过温保护回差设计，当产品未触发过温保护时，脉冲宽度控制芯片ic1的 otp引脚输出第一电流i_otp1，当产品触发过温保护后，脉冲宽度控制芯片ic1 的otp引脚输出第二电流i_otp2，其中，i_otp2＝0.88*i_otp1。
33.第一电流i_otp1的电流值较小时，需要选取较大阻值的热敏电阻ntc和电阻r1，而市面上目前最大的热敏电阻ntc为680k(25℃)，此时需要第一电阻r1阻值较大，而第一电阻r1阻值越大，会造成产品过温保护回差越大，原理如下：
34.当产品触发过温保护和退出过温保护时，脉冲宽度控制芯片ic1的otp引脚过温保护阈值v_otp不变。
35.v_otp＝i_otp1*(r1+ntc)＝0.88*i_otp1(r1+ntc+
△
ntc)
36.(1-0.88)i_otp1*(r1+ntc)＝0.88*i_otp1*
△
ntc
37.上式中
△
ntc为热敏电阻ntc在触发过温保护时与过温保护恢复时两个不同温度下的阻值变化量，ntc为热敏电阻ntc的阻值，r1为第一电阻r1的阻值， i_otp1为第一电流i_otp1的电流值，i_otp2为第二电流i_otp2的电流值。
38.从上式得出，当r1增大时，
△
ntc增大，意味着过温保护温度点回差增大，然而，当过温保护温度回差增大到一定值后，会造成产品在高温工作时，触发过温后，无法再次启动。
39.为了克服上述现有技术中过温保护温度回差大的问题，本实施例提供过温保护电路补偿方案，以解决过温保护温度回差太大的问题。
40.第一实施例
41.如图2所示，为本实施例过温保护补偿装置的电路示意图，过温保护方案与图1现有过温保护的电路原理图所示电路方案的不同之处在于：过温保护控制电路增设第二电阻r2，对脉冲宽度控制芯片ic1进行电流补偿。
42.在本实施例中，提供一种过温保护补偿装置，包括：
43.主控ic、热敏电阻ntc、第一电阻r1和第二电阻r2；
44.主控ic的第一端分别与第一电阻r1的第一端、第二电阻r2的第一端连接，第二端与第二电阻r2的第二端连接和用于与外部电源的正极连接；
45.第一电阻r1的第二端与热敏电阻ntc的第一端连接；
46.热敏电阻ntc的第二端接地；
47.主控ic用于检测主控ic的第一端的工作电压，并根据检测到的工作电压输出对应的工作电流至第一电阻r1和热敏电阻ntc；
48.第二电阻r2用于引入补偿电流至第一电阻r1和热敏电阻ntc，以增大主控ic的第一端的工作电压。
49.具体的，工作电流包括第一电流i_otp1和第二电流i_otp2，其中，第一电流i_otp1大于第二电流i_otp2；主控ic根据检测到的工作电压输出对应的工作电流至第一电阻r1和热敏电阻ntc，包括：
50.主控ic将检测到的工作电压与内部设定的过温保护阈值v_otp进行比较；
51.当判定工作电压大于过温保护阈值v_otp时，保持输出第一电流i_otp1；
52.当判定工作电压小于过温保护阈值v_otp时，开启保护模式并输出第二电流i_
otp2。
53.具体的，主控ic为脉冲宽度控制芯片ic1，主控ic的第一端为otp引脚，第二端为vcc引脚；第二电阻r2的第一端连接脉冲宽度控制芯片ic1的vcc引脚，第二电阻r2的第二端与第一电阻r1的第一端相连接；其中，主控ic的第一端的工作电压为第一电阻r1两端的电压与热敏电阻ntc两端的电压之和。
54.具体的，第一电流i_otp1和第二电流i_otp2成比例；第一电流i_otp1、第二电流i_otp2均与主控ic的开关频率成正比。
55.当外部电源实时向第二电阻r2流入补偿电流时，此时补偿电流i_com电流值为其中，vcc为外部电源的电压值。
56.过温保护电路的工作原理如下：
57.脉冲宽度控制芯片ic1的otp引脚输出第一电流i_otp1，流经第一电阻r1 和热敏电阻ntc，产生一个负温度系数的工作电压，也即otp引脚的工作电压，脉冲宽度控制芯片ic1通过otp引脚对该工作电压进行检测，并将该工作电压与芯片内部设定的过温保护阈值v_otp进行比较，当检测到的工作电压低于过温保护阈值v_otp后，脉冲宽度控制芯片ic1内部输出过温保护信号，产品触发过温保护，脉冲宽度控制芯片ic1从otp引脚输出第二电流i_otp2；可以理解的是，当脉冲宽度控制芯片ic1的otp引脚流出第一电流i_otp1或第二电流i_otp2后，脉冲宽度控制芯片ic1的内部可以实时检测otp引脚的工作电压，也即otp引脚的工作电压是由电流流过第一电阻ri和热敏电阻ntc形成的。
58.本实施的外部电源实时给主控ic供电和通过第二电阻r2向第一电阻r1和热敏电阻ntc提供补偿电流，此时由于补偿电流与第一电流i_otp1或第二电流 i_otp2叠加，增大了流经第一电阻r1和热敏电阻ntc总的电流，从而可以有效减小第一电阻r1阻值，灵活调试过温保护的保护点以及过温保护回差。
59.具体的，由于产品触发过温保护和退出过温保护时，脉冲宽度控制芯片ic1 的otp引脚过温保护阈值v_otp不变，因此，当产品触发过温保护时，补偿电流i_com与第二电流i_otp1叠加后：
60.v_otp＝(i_otp2+i_com)*(r1+ntc)
61.当产品退出过温保护时，补偿电流i_com与第一电流i_otp1叠加后：
62.v_otp＝(i_otp1+i_com)*(r1+ntc)
63.当补偿电流i_com叠加在第一电流i_otp1上后，为达到相同脉冲宽度控制芯片ic1的otp引脚的过温保护阈值v_otp的电压值，此时第一电阻r1可取的电阻值比现有技术中第一电阻r1的阻值小，即
△
ntc阻值变化量也越小，产品过温保护温度回差减小。
64.同时，当补偿电流i_com叠加在第一电流i_otp1上后，在同样的产品过温保护回差下，可适当减小第一电流i_otp1，即可减小脉冲宽度控制芯片ic1的开关频率，脉冲宽度控制芯片ic1开关频率降低后，可减小产品损耗，提高效率。
65.具体的，现使用该实施例中图2的电路拓扑，做成样品进行测试；为了说明本实用新型第一实施例的过温保护补偿装置的有益效果，用作对比的现有技术的过温保护电路采用了相同的电路参数：包括热敏电阻ntc、触发过温保护点温度。
66.如表1所示为采用本实施例和现有技术过温回差电路的过温回差及效率的对比试
验结果，从表1中的对比测试数据可以明显看出：当热敏电阻ntc的阻值、触发过温保护点温度相同时，与现有技术相比而言，使用本实施例的过温保护补偿装置，则可采用阻值更小的第一电阻r1，从而
△
ntc阻值变化量也越小，产品过温保护温度回差减小；同时也可降低脉冲宽度控制芯片ic1的开关频率，减小产品损耗，提高产品效率。
67.表1为采用本实用新型和现有技术过温回差及效率的对比试验结果
[0068][0069][0070]
第二实施例
[0071]
如图3所示，与第一实施例不同的是，在本实施例中，第二电阻r2的第一端连接脉冲宽度控制芯片ic1的vcc引脚，第二电阻r2的第二端与热敏电阻ntc 的第一端、第一电阻r1的第二端相连接；
[0072]
具体的，第一电流和第二电流成比例；第一电流、第二电流均与主控ic的开关频率成正比。
[0073]
当外部电源实时向第二电阻r2流入补偿电流时，此时补偿电流i_com的电流值为
[0074]
当产品触发过温保护和退出过温保护时，脉冲宽度控制芯片ic1的otp引脚过温保护阈值v_otp不变。当产品触发过温保护时，补偿电流叠加在第二电流 i_otp2上后：
[0075]
v_otp＝i_otp2*r1+(i_otp2+i_com)*ntc
[0076]
当产品退出过温保护时，补偿电流叠加在第一电流i_otp1上后：
[0077]
v_otp＝i_otp1*r1+(i_otp1+i_com)*ntc
[0078]
因此，当补偿电流i_com叠加在第一电流i_otp1上后，为达到相同脉冲宽度控制芯片ic1的otp引脚过温保护阈值v_otp电压值，此时第一电阻r1可取值比原方案小，即
△
ntc阻值变化量也越小，产品过温保护温度回差减小。
[0079]
同时，当补偿电流i_com叠加在第一电流i_otp1上后，在同样的产品过温保护回差下，可适当减小第二电流i_otp2，即可减小脉冲宽度控制芯片ic1的开关频率，脉冲宽度控制芯片ic1开关频率降低后，可减小产品损耗，提高效率。
[0080]
本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术
知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。

技术特征：

1.一种过温保护补偿装置，其特征在于，包括：主控ic、热敏电阻、第一电阻和第二电阻；所述主控ic的第一端分别与所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第一端连接，第二端与所述第二电阻的第二端连接和用于与外部电源的正极连接；所述第一电阻的第二端与所述热敏电阻的第一端连接；所述热敏电阻的第二端接地；所述主控ic用于检测主控ic的第一端的工作电压，并根据检测到的工作电压输出对应的工作电流至所述第一电阻和所述热敏电阻；所述第二电阻用于引入补偿电流至所述第一电阻和所述热敏电阻，以增大主控ic的第一端的工作电压。2.根据权利要求1所述的过温保护补偿装置，其特征在于，所述工作电流包括第一电流和第二电流，其中，第一电流大于第二电流；所述第一电流和所述第二电流成比例。3.根据权利要求2所述的过温保护补偿装置，其特征在于，所述第一电流、第二电流均与所述主控ic的开关频率成正比。4.根据权利要求1-3任一项所述的过温保护补偿装置，其特征在于，所述主控ic为脉冲宽度控制芯片。5.根据权利要求1-3任一项所述的过温保护补偿装置，其特征在于，所述热敏电阻为负温度系数电阻。6.一种过温保护补偿装置，其特征在于，包括：主控ic、热敏电阻、第一电阻和第二电阻；所述主控ic的第一端与所述第一电阻的第一端连接，第二端与所述第二电阻的第二端连接和用于与外部电源的正极连接；所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端、所述热敏电阻的第一端连接；所述热敏电阻的第二端接地；所述主控ic用于检测主控ic的第一端的工作电压，并根据检测到的工作电压输出对应的工作电流至所述第一电阻和所述热敏电阻；所述第二电阻用于引入补偿电流至所述热敏电阻，以增大主控ic的第一端的工作电压。7.根据权利要求6所述的过温保护补偿装置，其特征在于，所述工作电流包括第一电流和第二电流，其中，第一电流大于第二电流；所述第一电流和所述第二电流成比例。8.根据权利要求7所述的过温保护补偿装置，其特征在于，所述第一电流、第二电流均与所述主控ic的开关频率成正比。9.根据权利要求6-8任一项所述的过温保护补偿装置，其特征在于，所述主控ic为脉冲宽度控制芯片。10.根据权利要求6-8任一项所述的过温保护补偿装置，其特征在于，所述热敏电阻为负温度系数电阻。

技术总结

本实用新型公开了一种过温保护补偿装置，包括主控IC、热敏电阻、第一电阻和第二电阻；主控IC的第一端分别与第一电阻的第一端、第二电阻的第一端连接，第二端与第二电阻的第二端连接和用于与外部电源的正极连接；第一电阻的第二端与热敏电阻的第一端连接；热敏电阻的第二端接地；主控IC用于检测主控IC的第一端的工作电压，并根据检测到的工作电压输出对应的工作电流至第一电阻和热敏电阻；第二电阻用于引入补偿电流至第一电阻和热敏电阻，以增大主控IC的第一端的工作电压。本实用新型通过第二电阻引入补偿电流，可灵活调节过温保护温度回差，主控IC的开关频率选择不受限，NTC电阻取值不受限，可灵活选择，电路简单。电路简单。电路简单。