專利名稱：一種開關(guān)穩(wěn)壓電路及其電壓反饋電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種開關(guān)穩(wěn)壓電路及其電壓反饋電路技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型主要涉及開關(guān)電源，更具體地，涉及具有線損補(bǔ)償功能的開關(guān)穩(wěn)壓電 路及其電壓反饋電路。
背景技術(shù)：
[0002]如今，大多數(shù)電子設(shè)備需要開關(guān)電源提供直流電壓來供電。開關(guān)電源對負(fù)載進(jìn)行 供電時，把輸出電壓的采樣作為控制電路的反饋電壓，并對該反饋電壓進(jìn)行誤差放大后，調(diào) 整開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷時間以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的恒定。然而，當(dāng)輸出線較長或者線徑較細(xì)時， 開關(guān)電源與負(fù)載之間的輸出線存在較大的線路電阻(例如充電器方案中)，輸出電流在流 過輸出線時會產(chǎn)生較大的線損壓降。而且，在輸出電流變化較大的情況下，輸出線的線后輸 出電壓也會有較大變化，影響負(fù)載的正常工作。在恒壓輸出模式下，這種變化在某些場合是 不能被接受的。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中的一個或多個問題，本實(shí)用新型的一個目的是提供一種具有線損 補(bǔ)償功能的開關(guān)穩(wěn)壓電路及其電壓反饋電路，通過補(bǔ)償輸出電流流過輸出線時引起的線損 壓降，維持開關(guān)電源向負(fù)載提供的電壓達(dá)到設(shè)定電壓，以保證負(fù)載正常工作。[0004]在本實(shí)用新型一個方面，提出一種用于開關(guān)穩(wěn)壓電路的電壓反饋電路，該開關(guān)穩(wěn) 壓電路包括將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓和輸出電流的開關(guān)電路，該電壓反饋電路包括電 阻分壓電路，采樣輸出電壓；線損檢測電路，在其輸出端提供補(bǔ)償控制信號，該補(bǔ)償控制信 號與輸出電流成正比；受控電流源電路，具有控制端、接地端和輸出端，其中控制端耦接至 線損檢測電路的輸出端以接收補(bǔ)償控制信號，接地端接地，輸出端提供補(bǔ)償電流；以及其中 電阻分壓電路的輸出端與受控電流源電路的輸出端連接在一起以提供代表線后輸出電壓 的反饋電壓。[0005]在一個實(shí)施例中，電壓反饋電路進(jìn)一步包括啟動消隱電路,該啟動消隱電路包括 使能比較器，具有同相輸入端、反相輸入端以及輸出端，其中同相輸入端耦接至反饋電壓， 反相輸入端耦接至使能參考電壓；單觸發(fā)電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至開 關(guān)穩(wěn)壓電路的啟機(jī)信號；第一觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，其中置位端耦接至單 觸發(fā)電路的輸出端，復(fù)位端耦接至使能比較器的輸出端；以及放電開關(guān)管，具有第一端、第 二端和控制端，其中第一端耦接至受控電流源電路的控制端，第二端耦接至地，控制端耦接 至第一觸發(fā)器的輸出端。[0006]在一個實(shí)施例中，受控電流源電路包括運(yùn)算放大器，具有同相輸入端、反相輸入 端和輸出端，其中同相輸入端用作受控電流源電路的控制端耦接至線損檢測電路的輸出 端；第一開關(guān)管，具有第一端、第二端和控制端，其中第二端耦接至運(yùn)算放大器的反相輸入 端，控制端耦接至運(yùn)算放大器的輸出端；補(bǔ)償電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦 接至第一開關(guān)管的第二端，第二端接地；以及電流鏡電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至第一開關(guān)管的第一端，輸出端用作受控電流源電路的輸出端提供補(bǔ)償電流。[0007]在本實(shí)用新型的另一個方面，提出一種具有線損補(bǔ)償功能的開關(guān)穩(wěn)壓電路，包括 開關(guān)電路，包括主開關(guān)管，通過主開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓和輸出 電流；如上所述的電壓反饋電路，采樣開關(guān)電路的輸出電壓，產(chǎn)生代表線后輸出電壓的反 饋電壓；控制電路，基于反饋電壓和基準(zhǔn)參考電壓，產(chǎn)生控制主開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷的控制信 號，使得開關(guān)穩(wěn)壓電路的線后輸出電壓達(dá)到設(shè)定值。[0008]在一個實(shí)施例中，電阻分壓電路I禹接在開關(guān)電路的輸出端與地之間，直接對輸出 電壓進(jìn)行分壓。[0009]在一個實(shí)施例中，線損檢測電路包括輸出電流檢測電路。[0010]在一個實(shí)施例中，線損檢測電路包括開關(guān)頻率檢測電路，在其輸出端產(chǎn)生與開關(guān) 頻率成正比的補(bǔ)償控制信號。[0011]在一個實(shí)施例中，開關(guān)電路包括反激變壓器，具有原邊繞組、副邊繞組以及位于原 邊的與副邊繞組極性相同的輔助繞組，電阻分壓電路耦接在反激變壓器輔助繞組的兩端， 采樣輔助繞組兩端的電壓。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，線損檢測電路包括第一非門，具有輸入 端和輸出端，其中輸入端耦接至控制信號；第一上升沿檢測電路，具有輸入端和輸出端，其 中輸入端I禹接至第一非門的輸出端；第一比較器，具有同相輸入端，反相輸入端以及輸出 端，其中同相輸入端耦接至電阻分壓電路的輸出端，反相輸入端耦接至比較參考信號；第二 非門，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至第一比較器的輸出端；第二上升沿檢測電 路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至第二非門的輸出端；第二觸發(fā)器，具有置位端、 復(fù)位端和輸出端，其中置位端耦接至第一上升沿檢測電路的輸出端，復(fù)位端耦接至第二上 升沿檢測電路的輸出端；緩沖電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至第二觸發(fā)器的 輸出端；第一電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至緩沖電路的輸出端；第二端 耦接至受控電流源電路的控制端；第一電容器，具有第一端和第二端，其中第一端用作線損 檢測電路的輸出端耦接至第一電阻器的第二端，第二端接地。[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，通過在電阻分壓電路的輸出端施加一個負(fù)的補(bǔ)償電 流，補(bǔ)償輸出電流變化與輸出線線路電阻帶來的線損壓降，從而保持開關(guān)穩(wěn)壓電路的線后 輸出電壓恒定。


[0013]為了更好的理解本實(shí)用新型，將根據(jù)以下附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述[0014]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓電路100的框圖；[0015]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的用于說明線損補(bǔ)償功能的電路圖；[0016]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的電壓反饋電路的電路原理圖；[0017]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓電路的應(yīng)用示意圖；[0018]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的圖4中功率管理芯片220的電路原理圖；[0019]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的圖5中線損檢測電路203的電路原理圖；[0020]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的圖6中檢測電路310的基本波形。
具體實(shí)施方式
[0021]下面將詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于 舉例說明，并不用于限制本實(shí)用新型。在以下描述中，為了提供對本實(shí)用新型的透徹理解， 闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是不必采用這些特定細(xì) 節(jié)來實(shí)行本實(shí)用新型。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本實(shí)用新型，未具體描述公知的電路、 材料或方法。[0022]在整個說明書中，對“ 一個實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“ 一個示例”或“示例”的提及意味 著結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本實(shí)用新型至少一個實(shí)施 例中。因此，在整個說明書的各個地方出現(xiàn)的短語“在一個實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個 示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和、或子組合 將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個或多個實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的示圖都是為了說明的目的，并且示圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理 解，當(dāng)稱“元件” “連接到”或“耦接”到另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或 者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在 中間元件。[0023]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的開關(guān)穩(wěn)壓電路100的框圖。如圖1所示，開關(guān) 穩(wěn)壓電路100包括開關(guān)電路101、電壓反饋電路和控制電路105。電壓反饋電路包括電阻分 壓電路102、線損檢測電路103、受控電流源電路104。其中開關(guān)電路101包括主開關(guān)管，通 過控制主開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為輸出電壓Vout和輸出電流lout。開 關(guān)電路101可采用任何交流/直流或者直流/直流變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如同步或非同步的升 壓、降壓變換器，以及正激、反激變換器等等。開關(guān)電路101工作在恒壓模式，為負(fù)載106提 供的電壓應(yīng)等于設(shè)定電壓Vo。[0024]電阻分壓電路102用于采樣輸出電壓Vout。在圖1所示的實(shí)施例中，電阻分壓電 路102耦接至開關(guān)電路101的輸出端，直接對輸出電壓Vout進(jìn)行分壓采樣。在另一個實(shí)施 例中，電阻分壓電路102耦接至開關(guān)電路101中變壓器的輔助繞組兩端，對輔助繞組兩端的 電壓進(jìn)行分壓采樣。在一個實(shí)施例中，電阻分壓電路102包括串聯(lián)連接的第一分壓電阻器 R1和第二分壓電阻器R2，第一分壓電阻器R1和第二分壓電阻器R2的連接點(diǎn)為電阻分壓電路 102的輸出端。[0025]線損檢測電路103用于提供與輸出電流Iout成正比的補(bǔ)償控制信號CC。在一個 實(shí)施例中，線損檢測電路103包括輸出電流Iout的檢測電路，基于輸出電流Iout產(chǎn)生與輸 出電流Iout成正比的補(bǔ)償控制信號CC。補(bǔ)償控制信號CC可以是電壓信號，也可以是電流 信號。在另一個實(shí)施例中，線損檢測電路根據(jù)其他信號來產(chǎn)生與輸出電流Iout成正比的補(bǔ) 償控制信號CC，例如后面實(shí)施例中，線損檢測電路根據(jù)反饋電壓Vfb和主開關(guān)管的控制信號 CTRL來產(chǎn)生與輸出電流Iout成正比的補(bǔ)償控制信號CC。[0026]受控電流源電路104具有控制端、接地端和輸出端，其中控制端耦接至線損檢測 電路103的輸出端，以接收補(bǔ)償控制信號CC，接地端接地，受控電流源電路104在其輸出端 產(chǎn)生與輸出電流Iout成正比的補(bǔ)償電流ICP。受控電流源電路104的輸出端與電阻分壓電 路102的輸出端連接在一起，提供代表線后輸出電壓Voutl的反饋電壓VFB。與補(bǔ)償控制信 號CC相對應(yīng)，受控電流源電路104可以是電壓控制的電流源，也可以是電流控制的電流源。[0027]控制電路105接收反饋電壓Vfb，將反饋電壓Vfb與基準(zhǔn)參考電壓Vref相比較，經(jīng)過誤差放大后，根據(jù)誤差放大的結(jié)果產(chǎn)生控制開關(guān)電路101中主開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷的控制信號，調(diào)整開關(guān)電路101中主開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，使得開關(guān)穩(wěn)壓電路100的線后輸出電壓 Voutl達(dá)到設(shè)定電壓Vo。下面參照圖2來說明根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)線損補(bǔ)償功能的電路原理。[0028]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的用于說明線損補(bǔ)償功能的電路圖。未接入受控電流源電路時，電阻分壓電路102對輸出電壓Vout進(jìn)行分壓，在其輸出端(節(jié)點(diǎn)S)得到代表輸出電壓Vout的第一米樣電壓Vsl [0029]
權(quán)利要求1.一種電壓反饋電路，用于開關(guān)穩(wěn)壓電路，其特征在于，該開關(guān)穩(wěn)壓電路包括將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓和輸出電流的開關(guān)電路，該電壓反饋電路包括 電阻分壓電路，采樣輸出電壓； 線損檢測電路，在其輸出端提供補(bǔ)償控制信號，該補(bǔ)償控制信號與輸出電流成正比； 受控電流源電路，具有控制端、接地端和輸出端，其中控制端耦接至線損檢測電路的輸出端以接收補(bǔ)償控制信號，接地端接地，輸出端提供補(bǔ)償電流；以及 其中電阻分壓電路的輸出端與受控電流源電路的輸出端連接在一起以提供代表線后輸出電壓的反饋電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓反饋電路，其特征在于，進(jìn)一步包括啟動消隱電路，該啟動消隱電路包括 使能比較器，具有同相輸入端、反相輸入端以及輸出端，其中同相輸入端耦接至反饋電壓，反相輸入端耦接至使能參考電壓； 單觸發(fā)電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至開關(guān)穩(wěn)壓電路的啟機(jī)信號； 第一觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，其中置位端耦接至單觸發(fā)電路的輸出端，復(fù)位端耦接至使能比較器的輸出端；以及 放電開關(guān)管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至受控電流源電路的控制端，第二端耦接至地，控制端耦接至第一觸發(fā)器的輸出端。
3.如權(quán)利要求2所述的電壓反饋電路，其特征在于，其中受控電流源電路包括 運(yùn)算放大器，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出端，其中同相輸入端用作受控電流源電路的控制端耦接至線損檢測電路的輸出端； 第一開關(guān)管，具有第一端、第二端和控制端，其中第二端耦接至運(yùn)算放大器的反相輸入端，控制端耦接至運(yùn)算放大器的輸出端； 補(bǔ)償電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一開關(guān)管的第二端，第二端接地；以及 電流鏡電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端I禹接至第一開關(guān)管的第一端，輸出端用作受控電流源電路的輸出端提供補(bǔ)償電流。
4.一種具有線損補(bǔ)償功能的開關(guān)穩(wěn)壓電路，其特征在于，包括 開關(guān)電路，包括主開關(guān)管，通過主開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓和輸出電流； 如權(quán)利要求1 3任一項所述的電壓反饋電路，采樣開關(guān)電路的輸出電壓，產(chǎn)生代表線后輸出電壓的反饋電壓； 控制電路，基于反饋電壓和基準(zhǔn)參考電壓，產(chǎn)生控制主開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷的控制信號，使得開關(guān)穩(wěn)壓電路的線后輸出電壓達(dá)到設(shè)定值。
5.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)穩(wěn)壓電路，其特征在于，其中電阻分壓電路耦接在開關(guān)電路的輸出端與地之間，直接對輸出電壓進(jìn)行分壓。
6.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)穩(wěn)壓電路，其特征在于，其中線損檢測電路包括輸出電流檢測電路。
7.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)穩(wěn)壓電路，其特征在于，其中線損檢測電路包括開關(guān)頻率檢測電路，在其輸出端產(chǎn)生與開關(guān)頻率成正比的補(bǔ)償控制信號。
8.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)穩(wěn)壓電路，其特征在于，其中開關(guān)電路包括 反激變壓器，具有原邊繞組、副邊繞組以及位于原邊的與副邊繞組極性相同的輔助繞組； 電阻分壓電路耦接在反激變壓器輔助繞組的兩端，采樣輔助繞組兩端的電壓。
9.如權(quán)利要求8所述的開關(guān)穩(wěn)壓電路，其特征在于，其中線損檢測電路包括 第一非門，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至控制信號； 第一上升沿檢測電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至第一非門的輸出端；第一比較器，具有同相輸入端，反相輸入端以及輸出端，其中同相輸入端耦接至電阻分壓電路的輸出端，反相輸入端耦接至比較參考信號； 第二非門，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至第一比較器的輸出端； 第二上升沿檢測電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至第二非門的輸出端；第二觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，其中置位端耦接至第一上升沿檢測電路的輸出端，復(fù)位端耦接至第二上升沿檢測電路的輸出端； 緩沖電路，具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦接至第二觸發(fā)器的輸出端； 第一電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至緩沖電路的輸出端；第二端耦接至受控電流源電路的控制端； 第一電容器，具有第一端和第二端，其中第一端用作線損檢測電路的輸出端耦接至第一電阻器的第二端，第二端接地。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種開關(guān)穩(wěn)壓電路及其電壓反饋電路。該開關(guān)穩(wěn)壓電路包括將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓和輸出電流的開關(guān)電路，該電壓反饋電路包括電阻分壓電路，采樣輸出電壓；線損檢測電路，在其輸出端提供補(bǔ)償控制信號，該補(bǔ)償控制信號與輸出電流成正比；受控電流源電路，具有控制端、接地端和輸出端，其中控制端耦接至線損檢測電路的輸出端以接收補(bǔ)償控制信號，接地端接地，輸出端提供補(bǔ)償電流；以及其中電阻分壓電路的輸出端與受控電流源電路的輸出端連接在一起以提供代表線后輸出電壓的反饋電壓。
文檔編號H02M3/335GK202840946SQ20122046791
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者王斯然 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司