專利名稱：電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路、補(bǔ)償方法、控制芯片及開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路、補(bǔ)償方法、控制芯片及開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，開關(guān)電源被廣泛的應(yīng)用在計(jì)算機(jī)、電力設(shè)備、儀器儀表、LED照明、醫(yī)療器械、軍工設(shè)備等領(lǐng)域。通常，開關(guān)電源是將外接交流電(如市電220V、380V等)轉(zhuǎn)換成一穩(wěn)定的直流電以供給負(fù)載。請(qǐng)參閱圖1，為恒壓恒流控制的反激式開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)圖，包括控制電路101、整流電路102以及功率級(jí)電路，其中，控制電路101控制功率級(jí)電路中主開關(guān)管Ml的通斷狀態(tài)，進(jìn)而使功率級(jí)電路中的變壓器T的副邊輸出穩(wěn)定的輸出電壓Vo。但在實(shí)際中，所述開關(guān)電源將輸出電壓Vo傳輸至負(fù)載的過(guò)程中，由于傳輸導(dǎo)線存在一定的電阻,如圖1中的傳輸線路等效電阻設(shè)為R?！?，則負(fù)載端實(shí)際的電壓Vo’為Vo’ =Vo-1oXRcable, 1為所述開關(guān)電源的輸出電流。當(dāng)輸出電流1發(fā)生變化時(shí)，如增加時(shí)，傳輸線路的壓降將隨之增加，由此負(fù)載端的電壓Vo’將不能維持原來(lái)的恒定值。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)通常采用在電路中接入補(bǔ)償裝置，如采用一個(gè)或多個(gè)電容器來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流，減小傳輸線路壓降。但電容器的無(wú)功功率與系統(tǒng)供電電壓的平方成正比，若供電電壓低于電容器的額定值，將會(huì)增加電容器的損耗，縮短電容器的使用壽命；此外，電容器的容值為固定值，對(duì)輸出電流的調(diào)節(jié)也有一定的局限性，如使用電容器組，則勢(shì)必會(huì)增加成本和體積，不利于集成電路的設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路、補(bǔ)償方法、控制芯片及開關(guān)電源，以克服現(xiàn)有技術(shù)中采用電容器導(dǎo)致的補(bǔ)償電路體積大、成本高的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:本發(fā)明公開了一種電壓傳輸損耗補(bǔ)償方法，應(yīng)用于開關(guān)電源中，所述開關(guān)電源包括有控制電路，包括以下步驟:S1:接收表征所述開關(guān)電源輸出電流信息的第一米樣信號(hào)；S2:接收所述第一米樣信號(hào),對(duì)其進(jìn)行延時(shí)處理,并將延時(shí)處理后的第一米樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為一補(bǔ)償信號(hào)；S3:根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)調(diào)節(jié)所述開關(guān)電源的輸出電壓，以補(bǔ)償所述開關(guān)電源的輸出電壓傳輸至負(fù)載過(guò)程中的電壓損耗，保證負(fù)載端的電壓與期望電壓一致。優(yōu)選的，在步驟S2中進(jìn)一步包括:接收所述第一采樣信號(hào)，經(jīng)延時(shí)處理后產(chǎn)生一延時(shí)信號(hào)，所述延時(shí)信號(hào)經(jīng)電壓-電流轉(zhuǎn)換處理后轉(zhuǎn)換為一第一電流信號(hào)；利用一分壓電阻網(wǎng)絡(luò)獲得所述開關(guān)電源的輸出電壓反饋信號(hào)；
所述第一電流信號(hào)在所述分壓電阻網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生一壓降以生成所述補(bǔ)償信號(hào)。本發(fā)明在上述公開的一種電壓傳輸損耗補(bǔ)償方法的基礎(chǔ)上，還公開了一種電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路，應(yīng)用于開關(guān)電源中，所述開關(guān)電源包括有一控制電路，所述電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路包括一延時(shí)電路和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，所述延時(shí)電路接收一表征所述開關(guān)電源的輸出電流信息的第一米樣信號(hào)，經(jīng)延時(shí)處理后產(chǎn)生一延時(shí)信號(hào)傳輸至所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路；所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路接收所述延時(shí)信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換后生成一第一電流信號(hào)；并且，所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路與所述控制電路的輸出電壓反饋端連接，以根據(jù)所述第一電流信號(hào)生成一補(bǔ)償信號(hào)；所述控制電路根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)調(diào)節(jié)所述開關(guān)電源的輸出電壓，以補(bǔ)償所述開關(guān)電源的輸出電壓傳輸至負(fù)載過(guò)程中的電壓損耗，保證負(fù)載端的電壓與期望電壓一致。其中，所述延時(shí)電路包括第一電容、第二電容、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管，所述第一采樣信號(hào)通過(guò)串聯(lián)的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管與所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路相連；所述第一電容的第一端接所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的公共連接點(diǎn)，第二端接地；所述第二電容的第一端接所述第二開關(guān)管和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路的公共連接點(diǎn)，第二端接地；其中，所述第二開關(guān)管由一時(shí)鐘信號(hào)控制其開關(guān)狀態(tài)，所述第一開關(guān)管由一與所述時(shí)鐘信號(hào)相反的信號(hào)控制其開關(guān)狀態(tài)。其中，所述延時(shí)電路包括第一電阻和第三電容，所述第一采樣信號(hào)通過(guò)串聯(lián)連接的所述第一電阻和所述第三電容接地，所述第一電阻和所述第三電容的公共連接端作為所述延時(shí)電路的輸出端。其中，所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路包括第一比較器、第三開關(guān)管和第二電阻，所述第一比較器的第一輸入端接收所述延時(shí)信號(hào)，第二輸入端接收一第一電壓信號(hào)，經(jīng)比較后產(chǎn)生第一比較信號(hào)；所述第三開關(guān)管的控制端接收所述第一比較信號(hào)，其第一功率端與所述控制電路的輸出電壓反饋端連接，第二功率端與所述第一電阻串聯(lián)后接地；其中，所述第三開關(guān)管和第二電阻的公共連接點(diǎn)的電壓作為所述第一電壓信號(hào)。本發(fā)明還公開了一種控制芯片，包括一控制電路，還包括上述所述的電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路。本發(fā)明還公開了 一種開關(guān)電源，包括一控制電路和功率級(jí)電路，還包括上述所述的電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路和補(bǔ)償方法，通過(guò)米樣開關(guān)電源的輸出電流信號(hào)以產(chǎn)生一表征輸出電流信息的第一采樣信號(hào)，所述第一采樣信號(hào)經(jīng)延時(shí)和轉(zhuǎn)換處理后生成一第一電流信號(hào)，然后將所述第一電流信號(hào)傳輸至控制電路的輸出電壓反饋端以產(chǎn)生一補(bǔ)償信號(hào)，控制電路接收所述補(bǔ)償信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，以使輸出電壓增加一電壓值，來(lái)抵消傳輸線路的電壓損耗，從而保證負(fù)載端的電壓與期望電壓一致。本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且無(wú)需采用大電容、大電阻等器件，無(wú)需額外增加引腳，并避免了電路損耗大、成本高的問(wèn)題。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中反激式開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為依據(jù)圖2中的延時(shí)電路和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路的具體實(shí)現(xiàn)方式電路圖；圖4為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電壓傳輸損耗補(bǔ)償方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明實(shí)施例的一種電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路應(yīng)用于反激式開關(guān)電源中，本實(shí)施例中的反激式開關(guān)電源為恒壓恒流控制模式，所述開關(guān)電源包括有一控制電路201，這里，所述控制電路201中包括有電壓反饋電路、電流反饋電路、子控制電路以及邏輯和驅(qū)動(dòng)電路等，其各部分電路的具體實(shí)現(xiàn)方式 可參見中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01210047752.4中的技術(shù)方案，其具體結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程不再詳細(xì)闡述。具體地，所述電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路包括延時(shí)電路202和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路203。所述延時(shí)電路202接收一表征所述開關(guān)電源的輸出電流信息的第一米樣信號(hào)VI()，經(jīng)延時(shí)處理后產(chǎn)生一延時(shí)信號(hào)Vd傳輸至所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路203。這里，需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明實(shí)施例所列舉的反激式開關(guān)電源中，所述第一采樣信號(hào)可通過(guò)一采樣電阻Rs與所述控制電路201中的電流反饋電路連接，根據(jù)申請(qǐng)?zhí)枮?01210047752.4的電流反饋電路中的技術(shù)方案，由此可以獲得一第一米樣信號(hào)如式(I)所不:
TsVj0 ^ipXRs(I)
S其中，Ip為所述反激式開關(guān)電源的原邊繞組的峰值電流，Tdis為副邊繞組的放電時(shí)間，Ts為開關(guān)周期，而根據(jù)反激式開關(guān)電源的工作原理，其輸出電流10為:10^XlpXNX^-(2)
2Is式(2)中的N為功率級(jí)電路中變壓器的原邊繞組和副邊繞組的匝數(shù)之比，設(shè)原邊繞組匝數(shù)設(shè)為N1、副邊繞組匝數(shù)設(shè)為N2。根據(jù)式(I)和式(2)的關(guān)系可得出，所述第一采樣信號(hào)表征了所述開關(guān)電源的輸出電流I。的信息。
需要說(shuō)明的是，上述闡述的第一采樣信號(hào)獲得過(guò)程適用于本發(fā)明實(shí)施例中開關(guān)電源，但本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思不限于上述列舉的開關(guān)電源，在其他功率級(jí)電路的開關(guān)電源中，其第一采樣信號(hào)的獲得也可以由其他合適的方式獲得。所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路203接收所述延時(shí)信號(hào)Vd，經(jīng)轉(zhuǎn)換后生成一第一電流信號(hào)I。。；并且，所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路203與所述控制電路的輸出電壓反饋端(FB端)連接，以根據(jù)所述第一電流信號(hào)I。。生成一補(bǔ)償信號(hào)V。。；所述 控制電路201根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)V。。來(lái)調(diào)節(jié)所述開關(guān)電源的輸出電壓V。，以補(bǔ)償所述開關(guān)電源的輸出電壓傳輸至負(fù)載過(guò)程中的電壓損耗，保證負(fù)載端的電壓V?！c期望電壓一致。參考圖3，提供了延時(shí)電路202和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路203的一種具體實(shí)現(xiàn)方式，在該實(shí)施例中，所述延時(shí)電路202包括第一電容C2、第二電容C3、第一開關(guān)管M2、第二開關(guān)管M3，所述第一采樣信號(hào)Vltj通過(guò)串聯(lián)的第一開關(guān)管M2和第二開關(guān)管M3與所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路203相連；所述第一電容C2的第一端接所述第一開關(guān)管M2和第二開關(guān)管M3的公共連接點(diǎn)，第二端接地；所述第二電容C3的第一端接所述第二開關(guān)管M3和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路203的公共連接點(diǎn)，第二端接地；其中，所述第二開關(guān)管M3由一時(shí)鐘信號(hào)CLK控制其開關(guān)狀態(tài)，所述第一開關(guān)管M2由一與所述時(shí)鐘信號(hào)相反的信號(hào)控制其開關(guān)狀態(tài)。在實(shí)際應(yīng)用中，為了保證電壓傳輸線路補(bǔ)償電路的穩(wěn)定性，需控制其補(bǔ)償環(huán)路的帶寬，一般采取降低傳輸線路補(bǔ)償環(huán)路的帶寬，例如將上述的補(bǔ)償電路的時(shí)間常數(shù)設(shè)置為20ms, 一方面使補(bǔ)償環(huán)路的穩(wěn)定性好，另一方面可避免對(duì)系統(tǒng)的帶寬造成干擾。而對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例的延時(shí)電路，其不但可滿足上述要求，并且其電路的成本和體積均大大減小，具體證明如下:所述延時(shí)電路的等效時(shí)間常數(shù)τ 為:Teq=C3XReq(3)其中，C3為第二電容的容值，Req為所述延時(shí)電路的等效電阻。而根據(jù)電路結(jié)構(gòu)有:
_005⑷
權(quán)利要求
1.一種電壓傳輸損耗補(bǔ)償方法，應(yīng)用于開關(guān)電源中，所述開關(guān)電源包括有控制電路，其特征在于，包括以下步驟: S1:接收表征所述開關(guān)電源輸出電流信息的第一采樣信號(hào)； 52:接收所述第一采樣信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行延時(shí)處理，并將延時(shí)處理后的第一采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為一補(bǔ)償信號(hào)； 53:根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)調(diào)節(jié)所述開關(guān)電源的輸出電壓，以補(bǔ)償所述開關(guān)電源的輸出電壓傳輸至負(fù)載過(guò)程中的電壓損耗，保證負(fù)載端的電壓與期望電壓一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓傳輸損耗補(bǔ)償方法，特征在于，在步驟S2中進(jìn)一步包括: 接收所述第一采樣信號(hào)，經(jīng)延時(shí)處理后產(chǎn)生一延時(shí)信號(hào)，所述延時(shí)信號(hào)經(jīng)電壓-電流轉(zhuǎn)換處理后轉(zhuǎn)換為一第一電流信號(hào)； 利用一分壓電阻網(wǎng)絡(luò)獲得所述開關(guān)電源的輸出電壓反饋信號(hào)； 所述第一電流信號(hào)在所述分壓電阻網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生一壓降以生成所述補(bǔ)償信號(hào)。
3.—種電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路，應(yīng)用于開關(guān)電源中，所述開關(guān)電源包括有一控制電路，其特征在于，所述電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路包括一延時(shí)電路和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路， 所述延時(shí)電路接收一表征所述開關(guān)電源的輸出電流信息的第一米樣信號(hào)，經(jīng)延時(shí)處理后產(chǎn)生一延時(shí)信號(hào)傳輸至所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路； 所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路接收所述延時(shí)信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換后生成一第一電流信號(hào)；并且，所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路與所述控制電路的輸出電壓反饋端連接，以根據(jù)所述第一電流信號(hào)生成一補(bǔ)償信號(hào)； 所述控制電路根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)調(diào)節(jié)所述開關(guān)電源的輸出電壓，以補(bǔ)償所述開關(guān)電源的輸出電壓傳輸至負(fù)載過(guò)程中的電壓損耗，保證負(fù)載端的電壓與期望電壓一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路，其特征在于，所述延時(shí)電路包括第一電容、第二電容、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管， 所述第一采樣信號(hào)通過(guò)串聯(lián)的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管與所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路相連； 所述第一電容的第一端接所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的公共連接點(diǎn)，第二端接地； 所述第二電容的第一端接所述第二開關(guān)管和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路的公共連接點(diǎn)，第二端接地； 其中，所述第二開關(guān)管由一時(shí)鐘信號(hào)控制其開關(guān)狀態(tài)，所述第一開關(guān)管由一與所述時(shí)鐘信號(hào)相反的信號(hào)控制其開關(guān)狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路，其特征在于，所述延時(shí)電路包括第一電阻和第三電容， 所述第一采樣信號(hào)通過(guò)串聯(lián)連接的所述第一電阻和所述第三電容接地，所述第一電阻和所述第三電容的公共連接端作為所述延時(shí)電路的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路，其特征在于，所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路包括第一比較器、第三開關(guān)管和第二電阻， 所述第一比較器的第一輸入端接收所述延時(shí)信號(hào) ，第二輸入端接收一第一電壓信號(hào)，經(jīng)比較后產(chǎn)生第一比較信號(hào)；所述第三開關(guān)管的控制端接收所述第一比較信號(hào)，其第一功率端與所述控制電路的輸出電壓反饋端連接，第二功率端與所述第一電阻串聯(lián)后接地； 其中，所述第三開關(guān)管和第二電阻的公共連接點(diǎn)的電壓作為所述第一電壓信號(hào)。
7.一種控制芯片,包括一控制電路，其特征在于，還包括權(quán)利要求3-6中任意一項(xiàng)電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路。
8.一種開關(guān)電源，包括一控制電路和功率級(jí)電路，其特征在于，還包括權(quán)利要求3-6中任意一項(xiàng)電壓傳輸 損耗補(bǔ)償電路。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電壓傳輸損耗補(bǔ)償電路、補(bǔ)償方法、控制芯片及開關(guān)電源，通過(guò)采樣開關(guān)電源的輸出電流信息以獲得一表征所述輸出電流的第一采樣信號(hào)，所述第一采樣信號(hào)經(jīng)延時(shí)和轉(zhuǎn)換處理后獲得一補(bǔ)償信號(hào)，控制電路根據(jù)所述補(bǔ)償信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，以補(bǔ)償所述開關(guān)電源的輸出電壓傳輸至負(fù)載過(guò)程中的電壓損耗，保證負(fù)載端的電壓與預(yù)期電壓一致。本發(fā)明的電路穩(wěn)定性好，且無(wú)需大電阻和大電容，利于電路集成，同時(shí)避免了電路損耗大、成本高的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02M1/42GK103166450SQ201310131758
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者徐孝如, 韓云龍 申請(qǐng)人:矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司