專利名稱：電壓傳輸損耗補償電路、補償方法、控制芯片及開關電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及開關電源領域，更具體的說，涉及一種電壓傳輸損耗補償電路、補償方法、控制芯片及開關電源。
背景技術：
隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，開關電源被廣泛的應用在計算機、電力設備、儀器儀表、LED照明、醫(yī)療器械、軍工設備等領域。通常，開關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載。請參閱圖1，為恒壓恒流控制的反激式開關電源的電路結(jié)構(gòu)圖，包括控制電路101、整流電路102以及功率級電路，其中，控制電路101控制功率級電路中主開關管Ml的通斷狀態(tài)，進而使功率級電路中的變壓器T的副邊輸出穩(wěn)定的輸出電壓Vo。但在實際中，所述開關電源將輸出電壓Vo傳輸至負載的過程中，由于傳輸導線存在一定的電阻,如圖1中的傳輸線路等效電阻設為R?！?，則負載端實際的電壓Vo’為Vo’ =Vo-1oXRcable, 1為所述開關電源的輸出電流。當輸出電流1發(fā)生變化時，如增加時，傳輸線路的壓降將隨之增加，由此負載端的電壓Vo’將不能維持原來的恒定值。為了解決上述技術問題，現(xiàn)有技術通常采用在電路中接入補償裝置，如采用一個或多個電容器來調(diào)節(jié)輸出電流，減小傳輸線路壓降。但電容器的無功功率與系統(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，則勢必會增加成本和體積，不利于集成電路的設計。

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償電路、補償方法、控制芯片及開關電源，以克服現(xiàn)有技術中采用電容器導致的補償電路體積大、成本高的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:本發(fā)明公開了一種電壓傳輸損耗補償方法，應用于開關電源中，所述開關電源包括有控制電路，包括以下步驟:S1:接收表征所述開關電源輸出電流信息的第一米樣信號；S2:接收所述第一米樣信號,對其進行延時處理,并將延時處理后的第一米樣信號轉(zhuǎn)換為一補償信號；S3:根據(jù)所述補償信號調(diào)節(jié)所述開關電源的輸出電壓，以補償所述開關電源的輸出電壓傳輸至負載過程中的電壓損耗，保證負載端的電壓與期望電壓一致。優(yōu)選的，在步驟S2中進一步包括:接收所述第一采樣信號，經(jīng)延時處理后產(chǎn)生一延時信號，所述延時信號經(jīng)電壓-電流轉(zhuǎn)換處理后轉(zhuǎn)換為一第一電流信號；利用一分壓電阻網(wǎng)絡獲得所述開關電源的輸出電壓反饋信號；
所述第一電流信號在所述分壓電阻網(wǎng)絡上產(chǎn)生一壓降以生成所述補償信號。本發(fā)明在上述公開的一種電壓傳輸損耗補償方法的基礎上，還公開了一種電壓傳輸損耗補償電路，應用于開關電源中，所述開關電源包括有一控制電路，所述電壓傳輸損耗補償電路包括一延時電路和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，所述延時電路接收一表征所述開關電源的輸出電流信息的第一米樣信號，經(jīng)延時處理后產(chǎn)生一延時信號傳輸至所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路；所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路接收所述延時信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換后生成一第一電流信號；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)所述第一電流信號生成一補償信號；所述控制電路根據(jù)所述補償信號調(diào)節(jié)所述開關電源的輸出電壓，以補償所述開關電源的輸出電壓傳輸至負載過程中的電壓損耗，保證負載端的電壓與期望電壓一致。其中，所述延時電路包括第一電容、第二電容、第一開關管、第二開關管，所述第一采樣信號通過串聯(lián)的第一開關管和第二開關管與所述電壓-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管和第二開關管的公共連接點，第二端接地；所述第二電容的第一端接所述第二開關管和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路的公共連接點，第二端接地；其中，所述第二開關管由一時鐘信號控制其開關狀態(tài)，所述第一開關管由一與所述時鐘信號相反的信號控制其開關狀態(tài)。其中，所述延時電路包括第一電阻和第三電容，所述第一采樣信號通過串聯(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信號，第二輸入端接收一第一電壓信號，經(jīng)比較后產(chǎn)生第一比較信號；所述第三開關管的控制端接收所述第一比較信號，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，所述第三開關管和第二電阻的公共連接點的電壓作為所述第一電壓信號。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償電路。本發(fā)明還公開了 一種開關電源，包括一控制電路和功率級電路，還包括上述所述的電壓傳輸損耗補償電路。經(jīng)由上述的技術方案可知，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種電壓傳輸損耗補償電路和補償方法，通過米樣開關電源的輸出電流信號以產(chǎn)生一表征輸出電流信息的第一采樣信號，所述第一采樣信號經(jīng)延時和轉(zhuǎn)換處理后生成一第一電流信號，然后將所述第一電流信號傳輸至控制電路的輸出電壓反饋端以產(chǎn)生一補償信號，控制電路接收所述補償信號來調(diào)節(jié)輸出電壓，以使輸出電壓增加一電壓值，來抵消傳輸線路的電壓損耗，從而保證負載端的電壓與期望電壓一致。本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)簡單，且無需采用大電容、大電阻等器件，無需額外增加引腳，并避免了電路損耗大、成本高的問題。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術中反激式開關電源的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2為依據(jù)本發(fā)明實施例提供的一種電壓傳輸損耗補償電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為依據(jù)圖2中的延時電路和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路的具體實現(xiàn)方式電路圖；圖4為依據(jù)本發(fā)明實施例提供的一種電壓傳輸損耗補償方法的流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。如圖2所示，為本發(fā)明實施例提供的一種電壓傳輸損耗補償電路的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明實施例的一種電壓傳輸損耗補償電路應用于反激式開關電源中，本實施例中的反激式開關電源為恒壓恒流控制模式，所述開關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)動電路等，其各部分電路的具體實現(xiàn)方式 可參見中國專利申請?zhí)枮?01210047752.4中的技術方案，其具體結(jié)構(gòu)和工作過程不再詳細闡述。具體地，所述電壓傳輸損耗補償電路包括延時電路202和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路203。所述延時電路202接收一表征所述開關電源的輸出電流信息的第一米樣信號VI()，經(jīng)延時處理后產(chǎn)生一延時信號Vd傳輸至所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路203。這里，需要說明的是，在本發(fā)明實施例所列舉的反激式開關電源中，所述第一采樣信號可通過一采樣電阻Rs與所述控制電路201中的電流反饋電路連接，根據(jù)申請?zhí)枮?01210047752.4的電流反饋電路中的技術方案，由此可以獲得一第一米樣信號如式(I)所不:
TsVj0 ^ipXRs(I)
S其中，Ip為所述反激式開關電源的原邊繞組的峰值電流，Tdis為副邊繞組的放電時間，Ts為開關周期，而根據(jù)反激式開關電源的工作原理，其輸出電流10為:10^XlpXNX^-(2)
2Is式(2)中的N為功率級電路中變壓器的原邊繞組和副邊繞組的匝數(shù)之比，設原邊繞組匝數(shù)設為N1、副邊繞組匝數(shù)設為N2。根據(jù)式(I)和式(2)的關系可得出，所述第一采樣信號表征了所述開關電源的輸出電流I。的信息。
需要說明的是，上述闡述的第一采樣信號獲得過程適用于本發(fā)明實施例中開關電源，但本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思不限于上述列舉的開關電源，在其他功率級電路的開關電源中，其第一采樣信號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接收所述延時信號Vd，經(jīng)轉(zhuǎn)換后生成一第一電流信號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I。。生成一補償信號V。。；所述 控制電路201根據(jù)所述補償信號V。。來調(diào)節(jié)所述開關電源的輸出電壓V。，以補償所述開關電源的輸出電壓傳輸至負載過程中的電壓損耗，保證負載端的電壓V?！c期望電壓一致。參考圖3，提供了延時電路202和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路203的一種具體實現(xiàn)方式，在該實施例中，所述延時電路202包括第一電容C2、第二電容C3、第一開關管M2、第二開關管M3，所述第一采樣信號Vltj通過串聯(lián)的第一開關管M2和第二開關管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管M2和第二開關管M3的公共連接點，第二端接地；所述第二電容C3的第一端接所述第二開關管M3和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路203的公共連接點，第二端接地；其中，所述第二開關管M3由一時鐘信號CLK控制其開關狀態(tài)，所述第一開關管M2由一與所述時鐘信號相反的信號控制其開關狀態(tài)。在實際應用中，為了保證電壓傳輸線路補償電路的穩(wěn)定性，需控制其補償環(huán)路的帶寬，一般采取降低傳輸線路補償環(huán)路的帶寬，例如將上述的補償電路的時間常數(shù)設置為20ms, 一方面使補償環(huán)路的穩(wěn)定性好，另一方面可避免對系統(tǒng)的帶寬造成干擾。而對于本發(fā)明實施例的延時電路，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:所述延時電路的等效時間常數(shù)τ 為:Teq=C3XReq(3)其中，C3為第二電容的容值，Req為所述延時電路的等效電阻。而根據(jù)電路結(jié)構(gòu)有:
_005⑷
權利要求
1.一種電壓傳輸損耗補償方法，應用于開關電源中，所述開關電源包括有控制電路，其特征在于，包括以下步驟: S1:接收表征所述開關電源輸出電流信息的第一采樣信號； 52:接收所述第一采樣信號，對其進行延時處理，并將延時處理后的第一采樣信號轉(zhuǎn)換為一補償信號； 53:根據(jù)所述補償信號調(diào)節(jié)所述開關電源的輸出電壓，以補償所述開關電源的輸出電壓傳輸至負載過程中的電壓損耗，保證負載端的電壓與期望電壓一致。
2.根據(jù)權利要求1所述的電壓傳輸損耗補償方法，特征在于，在步驟S2中進一步包括: 接收所述第一采樣信號，經(jīng)延時處理后產(chǎn)生一延時信號，所述延時信號經(jīng)電壓-電流轉(zhuǎn)換處理后轉(zhuǎn)換為一第一電流信號； 利用一分壓電阻網(wǎng)絡獲得所述開關電源的輸出電壓反饋信號； 所述第一電流信號在所述分壓電阻網(wǎng)絡上產(chǎn)生一壓降以生成所述補償信號。
3.—種電壓傳輸損耗補償電路，應用于開關電源中，所述開關電源包括有一控制電路，其特征在于，所述電壓傳輸損耗補償電路包括一延時電路和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路， 所述延時電路接收一表征所述開關電源的輸出電流信息的第一米樣信號，經(jīng)延時處理后產(chǎn)生一延時信號傳輸至所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路； 所述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路接收所述延時信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換后生成一第一電流信號；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)所述第一電流信號生成一補償信號； 所述控制電路根據(jù)所述補償信號調(diào)節(jié)所述開關電源的輸出電壓，以補償所述開關電源的輸出電壓傳輸至負載過程中的電壓損耗，保證負載端的電壓與期望電壓一致。
4.根據(jù)權利要求3所述的電壓傳輸損耗補償電路，其特征在于，所述延時電路包括第一電容、第二電容、第一開關管、第二開關管， 所述第一采樣信號通過串聯(lián)的第一開關管和第二開關管與所述電壓-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管和第二開關管的公共連接點，第二端接地； 所述第二電容的第一端接所述第二開關管和電壓-電流轉(zhuǎn)換電路的公共連接點，第二端接地； 其中，所述第二開關管由一時鐘信號控制其開關狀態(tài)，所述第一開關管由一與所述時鐘信號相反的信號控制其開關狀態(tài)。
5.根據(jù)權利要求3所述的電壓傳輸損耗補償電路，其特征在于，所述延時電路包括第一電阻和第三電容， 所述第一采樣信號通過串聯(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電路的輸出端。
6.根據(jù)權利要求3所述的電壓傳輸損耗補償電路，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信號 ，第二輸入端接收一第一電壓信號，經(jīng)比較后產(chǎn)生第一比較信號；所述第三開關管的控制端接收所述第一比較信號，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，所述第三開關管和第二電阻的公共連接點的電壓作為所述第一電壓信號。
7.一種控制芯片,包括一控制電路，其特征在于，還包括權利要求3-6中任意一項電壓傳輸損耗補償電路。
8.一種開關電源，包括一控制電路和功率級電路，其特征在于，還包括權利要求3-6中任意一項電壓傳輸 損耗補償電路。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電壓傳輸損耗補償電路、補償方法、控制芯片及開關電源，通過采樣開關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，所述第一采樣信號經(jīng)延時和轉(zhuǎn)換處理后獲得一補償信號，控制電路根據(jù)所述補償信號來調(diào)節(jié)輸出電壓，以補償所述開關電源的輸出電壓傳輸至負載過程中的電壓損耗，保證負載端的電壓與預期電壓一致。本發(fā)明的電路穩(wěn)定性好，且無需大電阻和大電容，利于電路集成，同時避免了電路損耗大、成本高的問題。
文檔編號H02M1/42GK103166450SQ201310131758
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月15日 優(yōu)先權日2013年4月15日
發(fā)明者徐孝如, 韓云龍 申請人:矽力杰半導體技術(杭州)有限公司