一種用于調整充電裝置的輸出端電壓的補償電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子技術領域，尤其涉及一種用于調整充電裝置的輸出端電壓的補償電路。
【背景技術】
[0002]在使用充電裝置時，充電裝置可能需要通過很長的電力線連接到負載。當負載越來越大時，傳輸至負載的電壓會相對于充電裝置的輸出電壓產生壓降。因此，需要對充電裝置的輸出電壓進行補償，使其連接至不同負載時，負載端的電壓能夠盡可能接近輸出電壓。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供一種用于調整充電裝置的輸出端電壓的補償電路，以根據負載電流的變化對充電裝置的輸出端電壓進行補償。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0005]一種用于調整充電裝置的輸出端電壓的補償電路，其中，該充電裝置的輸出端通過電力線連接至負載并通過串聯的第一電阻和第二電阻接地，并且該充電裝置還包括一DC-DC轉換器，其一方面設置為保持第一電阻和第二電阻的連接點處的電壓恒定，另一方面設置為檢測負載電流并將該負載電流轉換生成相應的電壓信號，該補償電路包括:
[0006]一連接至所述DC-DC轉換器的電壓采樣模塊，其設置為采樣并輸出所述電壓信號;
[0007]一連接至所述電壓采樣模塊的運算放大器，其設置為接收并緩存所述電壓信號；以及
[0008]一連接在所述運算放大器與所述第一電阻和第二電阻的連接點之間的電壓轉電流模塊，其設置為根據所述電壓信號生成相應的補償電流，其中，該補償電流的方向為自所述第一電阻和第二電阻的連接點流向地。
[0009]進一步地，所述電壓采樣模塊包括:
[0010]一第一晶體管，其柵極設置為接收一外圍使能信號，漏極連接至所述DC-DC轉換器以接收所述電壓信號；
[0011]一第三電阻，其一端連接至所述第一晶體管的源極，另一端連接至所述運算放大器的同相輸入端；以及
[0012]一電容，其一端連接在所述第三電阻與所述運算放大器的同相輸入端之間，另一端接地。
[0013]進一步地，所述電壓轉電流模塊包括:
[0014]一第二晶體管，其柵極連接至所述運算放大器的輸出端，源極連接至所述運算放大器的反相輸入端；
[0015]一第四電阻，其一端連接在所述第二晶體管的源極與所述運算放大器的反相輸入端之間，另一端接地；
[0016]一補償啟動單元，其設置為產生一門檻電流；以及
[0017]一電流鏡單元，其基準端連接至所述補償啟動單元和所述第二晶體管的漏極，輸出端連接至所述第一電阻和第二電阻的連接點。
[0018]優選地，所述電流鏡單元包括串聯在所述第二晶體管的漏極與所述第一電阻和第二電阻的連接點之間的第一電流鏡和第二電流鏡，其中，所述第一電流鏡由兩個共柵的P形MOS管構成，第二電流鏡由兩個共柵的N形MOS管構成。
[0019]綜上所述，本發明的補償電路可以采集負載電流并根據該負載電流輸出相應的補償電流，當負載電流越大時，補償電流越大，則充電裝置電壓輸出端的電壓便會越大，從而實現對負載電壓的補償。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的電壓補償電路實現的原理示意圖；
[0021]圖2為本發明的電壓補償電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0022]為使進一步深入了解本發明的技術手段與特征，謹配合附圖再予舉例進一步具體說明于后:
[0023]如圖1所示，在充電裝置中，其電壓輸出端通過串聯的第一、第二電阻R1、R2接地，同時通過較長的電力線連接至負載以向負載供電。應該理解，當負載電流Iload越大時，電力線消耗電壓越大，則負載端相對于電壓輸出端電壓Vout的壓降就越大。在此情況下，為了對負載端電壓進行補償，可采用如下技術方案:首先保持Rl、R2之間的連接點O處的電壓恒定(通過DC-DC轉換器即可實現)，然后在點O與地之間提供一額外的可隨負載電流Iload變化的補償電流Icomp (相當于在R2兩端并聯一個相應的電阻)，從而使流過Rl的電流相應地增大，電壓輸出端電壓Vout相應地升高，以實現對負載電壓的補償。
[0024]為了提供前述的隨負載電流Iload變化的補償電流Icomp，本發明設計了一種補償電路，如圖2所示，該補償電路包括依次串聯的一電壓采樣模塊、一運算放大器A及一電壓轉電流模塊。
[0025]下面分別對各個模塊進行詳細介紹:
[0026]電壓米樣模塊10包括一第一晶體管麗1、一第三電阻R3和一電容Cl。其中，第一晶體管MNl的柵極連接至一使能端以用于接收一使能信號，源極通過第三電阻R3連接至運算放大器A的同相輸入端，漏極連接至一 DC-DC轉換器(未示出)，該DC-DC轉換器在此用于檢測負載電流Iload并將該負載電流Iload轉換成相應的電壓Vsamp ;電容Cl的一端連接在R3與運算放大器A的同相輸入端之間，另一端接地。應該理解，通過調節使能信號的取樣頻率和R1、Cl的大小可以調節Vl跟隨Vsamp的速度。
[0027]電壓轉電流模塊包括一第二晶體管麗2、一補償啟動單元、一第四電阻R4以及一電流鏡單元。其中，該第二晶體管MN2的柵極連接至運算放大器A的輸出端，源極連接至運算放大器A的反相輸入端并通過第四電阻R4接地，漏極連接至電流鏡單元。運算放大器A在此主要作為緩沖器以起到隔離的作用，用于防止后續電路對電壓Vsamp造成不利影響。當V2大于MN2的門檻電壓vth (MN2)時，MN2導通，流過MN2的電流值為(V2_vth (MN2)) /R2o
[0028]補償啟動單元同樣連接至電流鏡單元，其在此用于產生一門檻電流信號，應該理解，MN2漏極的電流必須大于該門濫電流時電流鏡單元才輸出補償電流Icomp。
[0029]在本實施例中，電流鏡單元包括由兩個共柵的P形MOS管MP1、MP2構成的第一電流鏡、以及由兩個共柵的N形MOS管麗3、MN4構成的第二電流鏡。其中，第一電流鏡的基準端與第二晶體管麗2的漏極和補償啟動電路相連，其輸出端與第二電流鏡的基準端相連，第二電流鏡的輸出端連接至Rl、R2之間，其輸出端的電流即為補償電流I comp。
[0030]應該理解，當負載電流Iload越大時，電壓采樣模塊10采樣的電壓越高，則第二晶體管MN2的柵極電壓越高，流過MPBl的電流越大，在電流鏡模塊的作用下，輸出的補償電流Icomp越大，進而使充電裝置的電壓輸出端的電壓Vout越高，從而實現對負載端電壓的補
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[0031]以上所述的，僅為本發明的較佳實施例，并非用于限定本發明的范圍，本發明的上述實施例還可以做出各種變化。即凡是依據本發明申請的權利要求書及說明書內容所做的簡單的、等效變化與修飾，皆落入本發明專利的權利要求保護范圍。本發明未詳盡描述的均為常規技術內容。
【主權項】
1.一種用于調整充電裝置的輸出端電壓的補償電路，其中，該充電裝置的輸出端通過電力線連接至負載并通過串聯的第一電阻和第二電阻接地，并且該充電裝置還包括一DC-DC轉換器，其一方面設置為保持第一電阻和第二電阻的連接點處的電壓恒定，另一方面設置為檢測負載電流并將該負載電流轉換生成相應的電壓信號，其特征在于，該補償電路包括: 一連接至所述DC-DC轉換器的電壓采樣模塊，其設置為采樣并輸出所述電壓信號； 一連接至所述電壓采樣模塊的運算放大器，其設置為接收并緩存所述電壓信號；以及 一連接在所述運算放大器與所述第一電阻和第二電阻的連接點之間的電壓轉電流模塊，其設置為根據所述電壓信號生成相應的補償電流，其中，該補償電流的方向為自所述第一電阻和第二電阻的連接點流向地。2.根據權利要求1所述的用于調整充電裝置的輸出端電壓的補償電路，其特征在于，所述電壓采樣模塊包括: 一第一晶體管，其柵極設置為接收一外圍使能信號，漏極連接至所述DC-DC轉換器以接收所述電壓信號； 一第三電阻，其一端連接至所述第一晶體管的源極，另一端連接至所述運算放大器的同相輸入端；以及 一電容，其一端連接在所述第三電阻與所述運算放大器的同相輸入端之間，另一端接地。3.根據權利要求1所述的用于調整充電裝置的輸出端電壓的補償電路，其特征在于，所述電壓轉電流模塊包括: 一第二晶體管，其柵極連接至所述運算放大器的輸出端，源極連接至所述運算放大器的反相輸入端； 一第四電阻，其一端連接在所述第二晶體管的源極與所述運算放大器的反相輸入端之間，另一端接地； 一補償啟動單元，其設置為產生一門檻電流；以及 一電流鏡單元，其基準端連接至所述補償啟動單元和所述第二晶體管的漏極，輸出端連接至所述第一電阻和第二電阻的連接點。4.根據權利要求1-3中任一項所述的用于調整充電裝置的輸出端電壓的補償電路，其特征在于，所述電流鏡單元包括串聯在所述第二晶體管的漏極與所述第一電阻和第二電阻的連接點之間的第一電流鏡和第二電流鏡，其中，所述第一電流鏡由兩個共柵的P形MOS管構成，第二電流鏡由兩個共柵的N形MOS管構成。
【專利摘要】本發明提供一種用于調整充電裝置的輸出端電壓的補償電路，該充電裝置的輸出端通過電力線連接至負載并通過串聯的第一電阻和第二電阻接地，并且該充電裝置還包括一DC-DC轉換器，該補償電路包括：一連接至DC-DC轉換器的電壓采樣模塊，其設置為采樣并輸出電壓信號；一連接至電壓采樣模塊的運算放大器，其設置為接收并緩存電壓信號；以及一連接在運算放大器與第一電阻和第二電阻的連接點之間的電壓轉電流模塊，其設置為根據電壓信號生成相應的補償電流，其中，該補償電流的方向為自第一電阻和第二電阻的連接點流向地。本發明可以根據負載電流的變化對充電裝置的輸出端電壓進行補償。
【IPC分類】G05F1/46
【公開號】CN104932596
【申請號】CN201510404775
【發明人】羅立權, 羅杰, 李秋平
【申請人】燦瑞半導體(上海)有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年7月10日