線損補(bǔ)償裝置、開關(guān)電源系統(tǒng)和線損補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種線損補(bǔ)償裝置、開關(guān)電源系統(tǒng)和線 損補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子數(shù)碼產(chǎn)品的不斷發(fā)展，對供電電源的要求也不斷提高。為了滿足電子數(shù) 碼產(chǎn)品的多樣性和性能優(yōu)化的需要，電子數(shù)碼產(chǎn)品需要更為穩(wěn)定的供電電源，以確保在各 種情況下能夠穩(wěn)定工作。這就需要供電系統(tǒng)具有線損補(bǔ)償功能，以補(bǔ)償由于在電線上損耗 的電壓對輸出電壓的影響。
[0003] 如圖1、圖2所示分別為現(xiàn)有技術(shù)中初級控制開關(guān)電源充電器應(yīng)用電路圖和原理 框圖。如圖1所示，整個開關(guān)電源系統(tǒng)是通過對三極管Q1的開關(guān)控制來達(dá)到交流電轉(zhuǎn)換為 穩(wěn)定的直流電壓的。當(dāng)三極管Q1開啟時，直流輸入電壓給初級電感（1-4)充電。當(dāng)三極管 Q1關(guān)閉時，初級電感（1-4)上的能量向次級（5-6)傳遞，因而輸出電壓的檢測只能發(fā)生在次 級二極管D7的消磁時間內(nèi)。輸出電壓經(jīng)過變壓器次級繞組（5-6)和輔助繞組（2-3)的耦 合以及R3,R4電阻分壓后送往芯片內(nèi)部，如圖2所示，芯片根據(jù)從反饋端采樣到的輸出電 壓FB，并通過采樣保持輸出，并與基準(zhǔn)電壓信號Vref相比較輸出誤差放大的VEA信號，并 根據(jù)VEA信號和消磁時間TDS輸出PWM(PulseWidthModulation，脈沖寬度調(diào)制）和PFM (PulseFrequencyModulation,脈沖頻率調(diào)制)，進(jìn)而控制三極管Q1的導(dǎo)通時間和工作頻 率，以實現(xiàn)恒定的輸出電壓。
[0004] 上述處理方法存在的缺陷在于，最后得到的輸出電壓是一個恒定量，在滿載和空 載的情況下，會導(dǎo)致提供給下游系統(tǒng)的電源電壓差距太大，導(dǎo)致在整個系統(tǒng)工作過程中輸 出不穩(wěn)定，不利于系統(tǒng)的正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。
[0006] 為此，本發(fā)明的第一個目的在于提出一種線損補(bǔ)償裝置，該裝置將損失在負(fù)載電 路導(dǎo)線上的變量電壓補(bǔ)償在開關(guān)電源的輸出電壓中，使得下游系統(tǒng)的電壓保持穩(wěn)定，完善 了開關(guān)電源系統(tǒng)的負(fù)載調(diào)整。
[0007] 本發(fā)明的第二個目的在于提出一種開關(guān)電源系統(tǒng)。
[0008] 本發(fā)明的第三個目的在于提出一種線損補(bǔ)償方法。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面實施例的線損補(bǔ)償裝置，包括：采樣模塊，用 于采樣所述開關(guān)電源的反饋電壓信號；誤差放大模塊，用于獲取所述反饋電壓信號，并將所 述反饋電壓信號與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較以得到誤差放大的反饋電壓信號；控制模 塊，用于根據(jù)所述誤差放大的反饋電壓信號生成反饋電流信號和開關(guān)信號，所述開關(guān)信號 用于控制所述開關(guān)電源的功率開關(guān)管；消磁時間采樣模塊，用于采樣所述開關(guān)電源的消磁 時間；以及補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)所述消磁時間和所述反饋電流信號生成補(bǔ)償電流信號，并疊 加到所述開關(guān)電源的輸出控制電路進(jìn)行補(bǔ)償。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明實施例的線損補(bǔ)償裝置，通過將損失在負(fù)載電路導(dǎo)線上的變量電壓補(bǔ) 償在開關(guān)電源的輸出電壓中，使得下游系統(tǒng)的電壓保持穩(wěn)定，完善了開關(guān)電源系統(tǒng)的負(fù)載 調(diào)整，補(bǔ)償電壓保持模塊將外置器件內(nèi)置減少外部器件，以起到將補(bǔ)償電壓信號減緩的作 用，解決輸出電壓正反饋對系統(tǒng)穩(wěn)定性造成的影響，減少了系統(tǒng)外圍器件，更加利于系統(tǒng)的 集成化。
[0011] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第二方面實施例的開關(guān)電源系統(tǒng)包括開關(guān)電源和上述 的線損補(bǔ)償裝置。其中，所述線損補(bǔ)償裝置與所述開關(guān)電源相連，所述線損補(bǔ)償裝置將其生 成的所述補(bǔ)償電流信號疊加到所述開關(guān)電源的輸出控制電路進(jìn)行補(bǔ)償。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明實施例的開關(guān)電源系統(tǒng)，通過線損補(bǔ)償裝置能夠?qū)崿F(xiàn)在全負(fù)載范圍內(nèi) 導(dǎo)線壓降的精確補(bǔ)償，從而完善了開關(guān)電源系統(tǒng)的負(fù)載調(diào)整，補(bǔ)償電壓保持模塊將外置器 件內(nèi)置減少外部器件，以起到將補(bǔ)償電壓信號減緩的作用，解決輸出電壓正反饋對系統(tǒng)穩(wěn) 定性造成的影響，減少了系統(tǒng)外圍器件，更加利于系統(tǒng)的集成化，并且使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。
[0013] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第三方面實施例的線損補(bǔ)償方法包括以下步驟：采樣 所述開關(guān)電源的反饋電壓信號；將所述反饋電壓信號與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較以得 到誤差放大的反饋電壓信號；根據(jù)所述誤差放大的反饋電壓信號生成反饋電流信號和開關(guān) 信號，其中，所述開關(guān)信號用于控制所述開關(guān)電源的功率開關(guān)管；采樣所述開關(guān)電源的消磁 時間；以及根據(jù)所述消磁時間和所述反饋電流信號生成補(bǔ)償電流信號，并疊加到所述開關(guān) 電源的輸出控制電路進(jìn)行補(bǔ)償。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明實施例的線損補(bǔ)償方法，通過將損失在負(fù)載電路導(dǎo)線上的變量電壓補(bǔ) 償在開關(guān)電源的輸出電壓中，使得下游系統(tǒng)的電壓保持穩(wěn)定，完善了開關(guān)電源系統(tǒng)的負(fù)載 調(diào)整，補(bǔ)償電壓保持模塊將外置器件內(nèi)置減少外部器件，以起到將補(bǔ)償電壓信號減緩的作 用，解決輸出電壓正反饋對系統(tǒng)穩(wěn)定性造成的影響，減少了系統(tǒng)外圍器件，更加利于系統(tǒng)的 集成化。
[0015] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0016] 本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中 ：
[0017] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中初級控制開關(guān)電源充電器應(yīng)用電路圖；
[0018] 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中初級控制開關(guān)電源充電器原理框圖；
[0019] 圖3 (a)是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的線損補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3 (b)是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的線損補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的消磁信號波形圖；
[0022] 圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的線損補(bǔ)償裝置中的控制模塊和補(bǔ)償電壓生成單元的 電路圖；
[0023] 圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的線損補(bǔ)償裝置中的補(bǔ)償電壓保持單元的電路圖；
[0024] 圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的線損補(bǔ)償裝置中的補(bǔ)償電流生成單元的電路圖；
[0025] 圖8是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的線損補(bǔ)償裝置中的補(bǔ)償電流生成單元的電路 圖；
[0026] 圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的開關(guān)電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的線損補(bǔ)償方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0029] 下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡 化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且 目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重 復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此 夕卜，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到 其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之 "上"的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形 成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0030] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、 "連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可 以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù) 具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0031] 參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實施例的這些和其他方面。在這些描述 和附圖中，具體公開了本發(fā)明的實施例中的一些特定實施方式，來表示實施本發(fā)明的實施 例的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的 實施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。
[0032] 下面參照圖3 (a)至圖8來描述本發(fā)明第一方面實施例的線損補(bǔ)償裝置。
[0033] 圖3 (a)是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的線損補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3 (a)所 示，線損補(bǔ)償裝置包括采樣模塊1〇〇、誤差放大模塊200、控制模塊300、消磁時間采樣模塊 400、補(bǔ)償模塊500。
[0034] 具體地，采樣模塊100用于采樣開關(guān)電源的反饋電壓信號。誤差放大模塊200用于 獲取反饋電壓信號，并與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較以得到誤差放大的反饋電壓信號。 控制模塊300用于根據(jù)誤差放大的反饋電壓信號生成反饋電流信號和開關(guān)信號，開關(guān)信號 用于控制開關(guān)電源的功率開關(guān)管。消磁時間采樣模塊400用于采樣開關(guān)電源的消磁時間。 補(bǔ)償模塊500用于根據(jù)消磁時間和反饋電流信號生成補(bǔ)償電流信號，并疊加到開關(guān)電源的 輸出控制電路進(jìn)行補(bǔ)償。
[0035] 更具體地，采樣模塊100用于采樣開關(guān)電源的反饋電壓信號。其中，采樣模塊100 通過對反饋電壓端（FB端)的反饋信號VFB進(jìn)行檢測，實現(xiàn)對反饋電壓信號的采樣并保持，并 將采樣、保持的信號Vsample提供給后續(xù)誤差放大模塊200處理，其中保持為可選的。
[0036] 誤差放大模塊200用于獲取反饋電壓信號，并與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較以 得到誤差放大的反饋電壓信號VEA，提供給后續(xù)控制模塊300。
[0037] 控制模塊300用于根據(jù)誤差放大的反饋電壓信號生成反饋電流信號和開關(guān)信號， 開關(guān)信號可以用于控制開關(guān)電源的功率開關(guān)管，例如控制開關(guān)電源的功率開關(guān)管的導(dǎo)通時 間、工作頻率或者其它參數(shù)。
[0038] 消磁時間米樣模塊400用于米樣開關(guān)電源的消磁時間TDS。具體地，在本發(fā)明的一 個實施例中，消磁時間TDS可以由電感的電磁感應(yīng)定律和變壓器電流比方程得到。
[0039] 補(bǔ)償模塊500用于根據(jù)消磁時間和反饋電流信號生成補(bǔ)償電流信號，并疊加到開 關(guān)電源的輸出控制電路進(jìn)行補(bǔ)償。具體來講，補(bǔ)償模塊500用于根據(jù)