线损补偿装置、开关电源系统和线损补偿方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种线损补偿装置、开关电源系统和线损补偿方法，其中该装置包括：采样模块，用于采样开关电源的反馈电压信号；误差放大模块，用于获取反馈电压信号，并将反馈电压信号与预设的基准电压信号进行比较以得到误差放大的反馈电压信号；控制模块，用于根据误差放大的反馈电压信号生成反馈电流信号和开关信号，开关信号用于控制开关电源的功率开关管；消磁时间采样模块，用于采样开关电源的消磁时间；补偿模块，用于根据消磁时间和反馈电流信号生成补偿电流信号，并叠加到开关电源的输出控制电路进行补偿。该装置完善了开关电源系统的负载调整，将外置器件内置以减少外部器件，解决输出电压正反馈对系统稳定性造成的影响，利于系统集成化。

【技术实现步骤摘要】
线损补偿装置、开关电源系统和线损补偿方法
本专利技术涉及开关电源
，特别涉及一种线损补偿装置、开关电源系统和线损补偿方法。
技术介绍
随着电子数码产品的不断发展，对供电电源的要求也不断提高。为了满足电子数码产品的多样性和性能优化的需要，电子数码产品需要更为稳定的供电电源，以确保在各种情况下能够稳定工作。这就需要供电系统具有线损补偿功能，以补偿由于在电线上损耗的电压对输出电压的影响。如图1、图2所示分别为现有技术中初级控制开关电源充电器应用电路图和原理框图。如图1所示，整个开关电源系统是通过对三极管Q1的开关控制来达到交流电转换为稳定的直流电压的。当三极管Q1开启时，直流输入电压给初级电感（1-4）充电。当三极管Q1关闭时，初级电感（1-4）上的能量向次级（5-6）传递，因而输出电压的检测只能发生在次级二极管D7的消磁时间内。输出电压经过变压器次级绕组（5-6）和辅助绕组（2-3）的耦合以及R3，R4电阻分压后送往芯片内部，如图2所示，芯片根据从反馈端采样到的输出电压FB，并通过采样保持输出，并与基准电压信号Vref相比较输出误差放大的VEA信号，并根据VEA信号和消磁时间TDS输出PWM（PulseWidthModulation，脉冲宽度调制）和PFM（PulseFrequencyModulation，脉冲频率调制），进而控制三极管Q1的导通时间和工作频率，以实现恒定的输出电压。上述处理方法存在的缺陷在于，最后得到的输出电压是一个恒定量，在满载和空载的情况下，会导致提供给下游系统的电源电压差距太大，导致在整个系统工作过程中输出不稳定，不利于系统的正常工作。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种线损补偿装置，该装置将损失在负载电路导线上的变量电压补偿在开关电源的输出电压中，使得下游系统的电压保持稳定，完善了开关电源系统的负载调整。本专利技术的第二个目的在于提出一种开关电源系统。本专利技术的第三个目的在于提出一种线损补偿方法。为了实现上述目的，本专利技术第一方面实施例的线损补偿装置，包括：采样模块，用于采样所述开关电源的反馈电压信号；误差放大模块，用于获取所述反馈电压信号，并将所述反馈电压信号与预设的基准电压信号进行比较以得到误差放大的反馈电压信号；控制模块，用于根据所述误差放大的反馈电压信号生成反馈电流信号和开关信号，所述开关信号用于控制所述开关电源的功率开关管；消磁时间采样模块，用于采样所述开关电源的消磁时间；以及补偿模块，用于根据所述消磁时间和所述反馈电流信号生成补偿电流信号，并叠加到所述开关电源的输出控制电路进行补偿。根据本专利技术实施例的线损补偿装置，通过将损失在负载电路导线上的变量电压补偿在开关电源的输出电压中，使得下游系统的电压保持稳定，完善了开关电源系统的负载调整，补偿电压保持模块将外置器件内置减少外部器件，以起到将补偿电压信号减缓的作用，解决输出电压正反馈对系统稳定性造成的影响，减少了系统外围器件，更加利于系统的集成化。为了实现上述目的，本专利技术第二方面实施例的开关电源系统包括开关电源和上述的线损补偿装置。其中，所述线损补偿装置与所述开关电源相连，所述线损补偿装置将其生成的所述补偿电流信号叠加到所述开关电源的输出控制电路进行补偿。根据本专利技术实施例的开关电源系统，通过线损补偿装置能够实现在全负载范围内导线压降的精确补偿，从而完善了开关电源系统的负载调整，补偿电压保持模块将外置器件内置减少外部器件，以起到将补偿电压信号减缓的作用，解决输出电压正反馈对系统稳定性造成的影响，减少了系统外围器件，更加利于系统的集成化，并且使系统更加稳定。为了实现上述目的，本专利技术第三方面实施例的线损补偿方法包括以下步骤：采样所述开关电源的反馈电压信号；将所述反馈电压信号与预设的基准电压信号进行比较以得到误差放大的反馈电压信号；根据所述误差放大的反馈电压信号生成反馈电流信号和开关信号，其中，所述开关信号用于控制所述开关电源的功率开关管；采样所述开关电源的消磁时间；以及根据所述消磁时间和所述反馈电流信号生成补偿电流信号，并叠加到所述开关电源的输出控制电路进行补偿。根据本专利技术实施例的线损补偿方法，通过将损失在负载电路导线上的变量电压补偿在开关电源的输出电压中，使得下游系统的电压保持稳定，完善了开关电源系统的负载调整，补偿电压保持模块将外置器件内置减少外部器件，以起到将补偿电压信号减缓的作用，解决输出电压正反馈对系统稳定性造成的影响，减少了系统外围器件，更加利于系统的集成化。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是现有技术中初级控制开关电源充电器应用电路图；图2是现有技术中初级控制开关电源充电器原理框图；图3（a）是根据本专利技术一个实施例的线损补偿装置的结构示意图；图3（b）是根据本专利技术另一个实施例的线损补偿装置的结构示意图；图4是根据本专利技术实施例的消磁信号波形图；图5是根据本专利技术实施例的线损补偿装置中的控制模块和补偿电压生成单元的电路图；图6是根据本专利技术实施例的线损补偿装置中的补偿电压保持单元的电路图；图7是根据本专利技术实施例的线损补偿装置中的补偿电流生成单元的电路图；图8是根据本专利技术另一个实施例的线损补偿装置中的补偿电流生成单元的电路图；图9是根据本专利技术实施例的开关电源系统的结构示意图；图10是根据本专利技术实施例的线损补偿方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/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”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。参照下面的描述和附图，将清楚本专利技术的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本专利技术的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本专利技术的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本专利技术的实施例的范围不受此限制。相反，本专利技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线损补偿装置，所述线损补偿装置应用于开关电源，其特征在于，包括：采样模块，用于采样所述开关电源的反馈电压信号；误差放大模块，用于获取所述反馈电压信号，并将所述反馈电压信号与预设的基准电压信号进行比较以得到误差放大的反馈电压信号；控制模块，用于根据所述误差放大的反馈电压信号生成反馈电流信号和开关信号，所述开关信号用于控制所述开关电源的功率开关管；消磁时间采样模块，用于采样所述开关电源的消磁时间；以及补偿模块，用于根据所述消磁时间和所述反馈电流信号生成补偿电流信号，并叠加到所述开关电源的输出控制电路进行补偿。

【技术特征摘要】
1.一种线损补偿装置，所述线损补偿装置应用于开关电源，其特征在于，包括：采样模块，用于采样所述开关电源的反馈电压信号；误差放大模块，用于获取所述反馈电压信号，并将所述反馈电压信号与预设的基准电压信号进行比较以得到误差放大的反馈电压信号；控制模块，用于根据所述误差放大的反馈电压信号生成反馈电流信号和开关信号，所述开关信号用于控制所述开关电源的功率开关管；消磁时间采样模块，用于采样所述开关电源的消磁时间；以及补偿模块，所述补偿模块包括补偿电压生成单元、补偿电压保持单元和补偿电流生成单元，其中，所述补偿电压生成单元用于根据所述消磁时间和所述反馈电流信号生成补偿电压信号，所述补偿电压保持单元用于根据所述开关信号对所述补偿电压信号进行保持，所述补偿电流生成单元用于根据所述补偿电压信号生成补偿电流信号，并叠加到所述开关电源的输出控制电路进行补偿。2.如权利要求1所述的线损补偿装置，其特征在于，所述控制模块包括：第一电阻；第一场效应管，所述第一场效应管的栅极和所述误差放大模块的输出端相连，所述第一场效应管的源极通过所述第一电阻接地；第二电阻；比较器，所述比较器的反向输入端与所述第一场效应管的源极相连，所述比较器的同向输入端与所述功率开关管的发射极相连，所述功率开关管的发射极通过所述第二电阻接地；逻辑控制单元，所述逻辑控制单元与所述比较器的输出端相连，用于生成所述开关信号；第二场效应管，所述第二场效应管的源极与电源相连，所述第二场效应管的漏极与所述第一场效应管的漏极相连；第三场效应管，所述第三场效应管的源极与所述电源相连，所述第三场效应管的栅极与所述第二场效应管的栅极相连，所述第三场效应管的漏极输出所述反馈电流信号。3.如权利要求2所述的线损补偿装置，其特征在于，补偿电压生成单元包括：第四场效应管，所述第四场效应管的栅极和所述消磁时间采样模块的输出端相连，所述第四场效应管的漏极与所述第三场效应管的漏极相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第四场效应管的源极相连，所述第三电阻的另一端接地，其中，所述第三电阻两端的电压信号为所述补偿电压信号。4.如权利要求3所述的线损补偿装置，其特征在于，所述补偿电压保持单元包括：第一电容，所述第一电容的一端接地；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一电容的另一端相连；第二电容，所述第二电容的一端接地，所述第二电容的另一端与所述第四电阻的另一端相连；第五场效应管，所述第五场效应管的栅极与所述控制模块的所述逻辑控制单元输出端相连，所述第五场效应管的漏极与所述第二电容及所述第四电阻的另一端相连；第三电容，所述第三电容的一端接地，所述第三电容的另一端与所述第五场效应管的源极相连，其中，所述第三电容两端的电压信号为所述补偿电压保持单元保持后的补偿电压信号。5.如权利要求4所述的线损补偿装置，其特征在于，所述补偿电流生成单元包括：第一运算放大器，所述第一运算放大器的同向输入端与所述第三电容的另一端相连，用于输入所述补偿电压保持单元保持后的补偿电压信号；第五电阻，所述第五电阻的一端接地，所述第五电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷京儒，王文情，杨小华，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44