一种自带温度补偿的整流稳压电路制造技术

本发明专利技术公开了无线充电领域内的一种自带温度补偿的整流稳压电路，包括连接在非理想电压源输出端的DC/DC电源转换器，非理想电压源与DC/DC电源转换器之间设有补偿高阻抗反馈网络，补偿高阻抗反馈网络由串联的电阻R5、电阻R6、肖特基二极管Dc组成，电阻R5的一端接非理想电压源的输出正极，电阻R5的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端经肖特基二极管Dc接地，电阻R5和电阻R6之间的节点接DC/DC电源转换器的参考电压点，肖特基二极管Dc用以补偿温度变化对非理想电压源带来的影响，本发明专利技术保证了DC/DC电源转换器实现最大效率转换，可用于物联网无线充电中。

A rectifier voltage regulator with temperature compensation

【技术实现步骤摘要】
一种自带温度补偿的整流稳压电路
本专利技术涉及一种可无线充电的穿戴设备，特别涉及一种穿戴设备的充电电路。
技术介绍
随着支持物联网的无线传感器或者生物医疗可穿戴设备应用的迅速发展，针对无线低功率设备而定制的小型化、高效率电源转换器的需求也随之增加。特别是针对无线能量传输和射频能量采集应用中，高效转化接收射频功率，尽可能减少功率损耗，以满足微控制器或者传感器所需的直流功率。针对高效率能量转换的需求，带有最大效率点追踪功能的升压/降压型DC/DC电源转换器能够提供无线传感器和便携式电子设备所需的卓越的低功率性能和电源灵活性。一般商用的带有最大效率点追踪的DC/DC升压/降压型转换器，如凌力(LinearTechnology)公司的DC-DC电源转换器LTC3129-1芯片，具有超低的静态电流，能够实现射频能量采集系统应用中能量高效率转化。图1是凌力(LinearTechnology)公司的DC-DC电源转换器LTC3129-1芯片的工作原理图。一般而言，基于太阳能光伏发电应用系统，最大效率点一般发生在升压/降压型DC/DC电源转换器的输入电压等于太阳能电池板开路电压的75％左右。电阻R5和R6所构成的高阻抗反馈分压器电阻网络，实现对整流电路输出电压的分压提取，并通过芯片内部的电压比较器和电流控制器对芯片输入电流进行调控，进而实现对输入电压Vin的调控。R5和R6构成的高阻抗反馈分压网络的阻抗超高，一般MΩ级别，所以流经反馈分压网络的电流I3超低，对应的R5和R6上电阻的功率损耗超低，从而可以实现对非理想电压源的最大功率提取，即实现最大效率点追踪的目的。带有最大效率点追踪功能的DC/DC电源转换器，例如凌力(LinearTechnology)公司LTC3129-1芯片通过R5和R6构成高阻抗反馈分压器实现对非理想电压源输出电流I2和输出电压Vin(非理想电压源的输出电压即芯片LTC3129-1的输入电压Vin)的调控，从而实现对非理想电压源负载的调控，以实现最佳负载。根据高阻抗反馈分压器，R5和R6实现对非理想电压源的开路电压按一定比例分压调控，一般非理想电压源的最大功率输出对应的输出电压是非理想电压源开路电压的75％，从而实现对非理想电压源输入功率的最大效率提取。类似于太阳能光伏发电，射频无线能量传输或者能量采集应用中的整流电路也是一种非理想电压源。相关研究表明，基于肖特基二极管整流电路的最大功率传输点发生在负载电阻是该输入功率条件下的对应的结电阻Rj的1.2～1.3倍，所以针对物联网应用中的无线能量传输和射频能量采集系统中，也需要通过带有最大效率点追踪功能的DC/DC电源转换器来实现对非理想电压源直流功率的最大效率提取。物联网或者生物医疗可穿戴应用中，通常采用基于肖特基二极管整流电路实现对天线或者线圈采集的到射频功率进行射频到直流的能量转化。然而，在极端环境温度变化条件下(-55℃～+85℃)，肖特基二极管的饱和电流Is的温度敏感性极大，不同的环境温度下，在极端温度环境下肖特基二极管的性能差异化变大，从而导致不同温度条件下，相同输入功率条件下，最大功率传输下对应的整流电路的输出电压随之改变。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种自带温度补偿的整流稳压电路，解决现有技术中环境温度对整流稳压电路的影响，保证整流稳压电路最大效率进行能量转化。本专利技术的目的是这样实现的：一种自带温度补偿的整流稳压电路，包括连接在非理想电压源输出端的DC/DC电源转换器，非理想电压源与DC/DC电源转换器之间设有补偿高阻抗反馈网络，所述非理想电压源的输出正极接DC/DC电源转换器输入端，非理想电压源的输出负极接地，所述补偿高阻抗反馈网络的一端接非理想电压源的输出正极，另一端接地，所述补偿高阻抗反馈网络由串联的电阻R5、电阻R6、肖特基二极管Dc组成，电阻R5的一端接非理想电压源的输出正极，电阻R5的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端经肖特基二极管Dc接地，电阻R5和电阻R6之间的节点接DC/DC电源转换器的参考电压点，所述肖特基二极管Dc用以补偿温度变化对非理想电压源带来的影响。作为本专利技术的进一步限定，所述肖特基二极管Dc的结电阻Rj满足：其中，Iso是室温下测量得到的肖特基二极管的饱和电流，TO为室温等于270°K(开尔文)，q是基本电荷常量，k是玻尔兹曼常数，T为绝对温度，ψ是势垒高度，n是半导体相关常量，I3为流过补偿高阻抗反馈网络的电流。作为本专利技术的进一步限定，所述DC/DC电源转换器对应的最大效率点输入电压V’IN(MPPC)满足：作为本专利技术的进一步限定，所述补偿高阻抗反馈网络中电阻R5和电阻R6选用MΩ级别。作为本专利技术的进一步限定，所述肖特基二极管Dc的负极接地，正极接电阻R6。作为本专利技术的进一步限定，所述肖特基二极管Dc的正极接地，负极接电阻R6。作为本专利技术的进一步限定，所述非理想电压源包括同向串联的两肖特基二极管D1、D2，D1和D2之间的电极点经电容C1接功率源，串联的两肖特基二极管D1、D2输出端接有滤波电容C2。作为本专利技术的进一步限定，所述DC/DC电源转换器选用LinearTechnology公司的LTC3129-1DC/DC升压/降压型转换器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，本专利技术通过在高阻抗反馈网络中增加一个肖特基二极管，从而通过该肖特基二极管来适配非理想电压源在极端温度环境下受到的影响，并将该影响抵消，从而保证了DC/DC电源转换器实现最大效率转换。本专利技术可用于物联网应用的无线充电中，能够有效解决环境极端温度对设备性能造成的影响，实现温度变化下无线能量传输效率的稳定性。附图说明图1为现有技术中DC-DC电源转换器LTC3129-1芯片的工作原理图。图2为LTC3129-1芯片在无线能量传输和射频采集应用中原理图。图3为本专利技术中实施例1电路原理图。图4为本专利技术中实施例2电路原理图。具体实施方式实施例1如图3所示的一种自带温度补偿的整流稳压电路，包括连接在非理想电压源输出端的DC/DC电源转换器，非理想电压源包括同向串联的两肖特基二极管D1、D2，D1和D2之间的电极点经电容C1接功率源，串联的两肖特基二极管D1、D2输出端接有滤波电容C2，DC/DC电源转换器选用LinearTechnology公司的LTC3129-1DC/DC升压/降压型转换器，非理想电压源与DC/DC电源转换器之间设有补偿高阻抗反馈网络，非理想电压源的输出正极接DC/DC电源转换器电源输入端，非理想电压源的输出负极接地，补偿高阻抗反馈网络的一端接非理想电压源的输出正极，另一端接地，补偿高阻抗反馈网络由串联的电阻R5、电阻R6、肖特基二极管Dc组成，补偿高阻抗反馈网络中电阻R5和电阻R6选用MΩ级别，电阻R5的一端接非理想电压源的输出正极，电阻R5的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端经肖特基二极管Dc接地，肖特基二极管Dc的负极接地，正极接电阻R6，电阻R5和电阻R6之间的节点接DC/DC电源转换器的参考电压点，肖特基二极管Dc用以补偿温度变化对非理想电压源带来的影响；肖特基二极管Dc的结电阻Rj满足：其中，Iso是室温下测量得到的肖特基二极管的饱和电流，TO为室温等于270°K(开尔文)，q是基本电荷常量，k本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自带温度补偿的整流稳压电路，其特征在于，包括连接在非理想电压源输出端的DC/DC电源转换器，非理想电压源与DC/DC电源转换器之间设有补偿高阻抗反馈网络，所述非理想电压源的输出正极接DC/DC电源转换器输入端，非理想电压源的输出负极接地，所述补偿高阻抗反馈网络的一端接非理想电压源的输出正极，另一端接地，所述补偿高阻抗反馈网络由串联的电阻R5、电阻R6、肖特基二极管Dc组成，电阻R5的一端接非理想电压源的输出正极，电阻R5的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端经肖特基二极管Dc接地，电阻R5和电阻R6之间的节点接DC/DC电源转换器的参考电压点，所述肖特基二极管Dc用以补偿温度变化对非理想电压源带来的影响。

【技术特征摘要】
1.一种自带温度补偿的整流稳压电路，其特征在于，包括连接在非理想电压源输出端的DC/DC电源转换器，非理想电压源与DC/DC电源转换器之间设有补偿高阻抗反馈网络，所述非理想电压源的输出正极接DC/DC电源转换器输入端，非理想电压源的输出负极接地，所述补偿高阻抗反馈网络的一端接非理想电压源的输出正极，另一端接地，所述补偿高阻抗反馈网络由串联的电阻R5、电阻R6、肖特基二极管Dc组成，电阻R5的一端接非理想电压源的输出正极，电阻R5的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端经肖特基二极管Dc接地，电阻R5和电阻R6之间的节点接DC/DC电源转换器的参考电压点，所述肖特基二极管Dc用以补偿温度变化对非理想电压源带来的影响。2.根据权利要求1所述的一种自带温度补偿的整流稳压电路，其特征在于，所述肖特基二极管Dc的结电阻Rj满足：其中，Iso是室温下测量得到的肖特基二极管的饱和电流，TO为室温等于270°K(开尔文)，q是基本电荷常量，k是玻尔兹曼常数，T为绝对温度，ψ是势垒高度，n是半导体相关常量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，姚鸿，仲正，
申请(专利权)人：扬州芯智瑞电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32