CN105939123A - 一种低损耗、高精度的电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低损耗、高精度的电源电路，现有电源二次侧的高新控制技术，同步整流、USB口通讯的输出电压定制，都已经具有了专用功能的控制芯片而输出电流检测与指示、线缆损耗线性补偿、过电流保护这些与用户使用效果和安全直接相关的控制功能却没有集成一个芯片本发明包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻Ri1、第七电阻Ri2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、运算放大器U、三极管Q和二极管D；本发明结构简单，集电流检测A/D转换输出、线缆损耗补偿、过电流保护于一体。

Description

一种低损耗、高精度的电源电路

技术领域

本技术涉及电源变换领域的一种保护、控制技术；尤其是一种采用全硬件构建的低损耗、高精度的简洁电路结构。

背景技术

单路低压直流输出的开关电源，占整个小功率AC/DC电源数量的绝大部分。近年间，一种以USB作为直流供电输出接口的移动设备适配器、充电器几乎成了每一个人都拥有、在使用的普及型电源。此类电源都呈现一体式整机的结构。除了它所能输出的基本电气指标外，还必须体型小巧便于携带，使用方便，还可通用于目前世界各国民用电网的供电标准。这类电源的功率大多在5-20W之间。别看它只不过是一个量大面广的民用小电源，各种电气指标和专用功能指标比常规通用电源高得多。仅拿输出电流的控制功能来说吧。在以前仅有输出电压、输出电流、过电流保护几个指标的基础上又新推出了：线缆损耗线性补偿；USB口通讯并定制输出适配的电压和电流等等高级功能。从目前最新的实现技术看，只有少数几款专用的电源控制芯片内置了输出电流检测、线缆补偿和过电流保护的功能，而这些芯片又并不适合替代近年间已被广泛采用、且技术成熟的不同功率、不同用途的电源结构，也不便在原有电源结构基础上增加这些新功能。纵观现有电源二次侧的高新控制技术，同步整流、USB口通讯的输出电压定制，都已经具有了专用功能的控制芯片而输出电流检测与指示、线缆损耗线性补偿、过电流保护这些与用户使用效果和安全直接相关的控制功能却没有集成一个芯片。如何通过最简洁的全硬件电路实现上述目标，是本项目技术研发的技术背景。

发明内容

本技术针对现有电源技术的缺失，提出了一种低损耗、高精度的电源电路。

一种低损耗、高精度的电源电路，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻Ri1、第七电阻Ri2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、运算放大器U、三极管Q和二极管D；

第四电阻R4的一端与调零电压端连接，另一端与第五电阻R5的一端、第三电容C3的一端、二极管D的阴极连接，第五电阻R5的另一端与第二电阻R2的一端、变阻器Rw的一个固定端连接，第二电阻R2的另一端与运算放大器U的反向输入端、第二电容C2的一端、第三电阻R3的一端连接，第二电容C2的另一端与第三电阻R3的另一端、运算放大器U的输出端、三极管Q的基极连接并作为A/V电压输出端，运算放大器U的正电源端接V+供电电源，运算放大器U的正向输入端与第一电容C1的一端、第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第六电阻Ri1的一端连接，并作为电源输出负端，三极管Q的集电极接基准电压Vref，三极管Q的发射极与第七电阻Ri2的一端连接，二极管D的阳极、第三电容C3的另一端、变阻器Rw的滑动端、变阻器Rw另一个固定端、第一电容C1的另一端、运算放大器U负电源端、第六电阻Ri1的另一端、第七电阻Ri2的另一端接系统参考地。

有益效果：本发明结构简单，集电流检测A/V转换输出、线缆损耗补偿、过电流保护于一体。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种低损耗、高精度的电源电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻Ri1、第七电阻Ri2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、运算放大器U、三极管Q和二极管D；

第四电阻R4的一端与调零电压端连接，另一端与第五电阻R5的一端、第三电容C3的一端、二极管D的阴极连接，第五电阻R5的另一端与第二电阻R2的一端、变阻器Rw的一个固定端连接，第二电阻R2的另一端与运算放大器U的反向输入端、第二电容C2的一端、第三电阻R3的一端连接，第二电容C2的另一端与第三电阻R3的另一端、运算放大器U的输出端、三极管Q的基极连接并作为A/V电压输出端，运算放大器U的正电源端接V+供电电源，运算放大器U的正向输入端与第一电容C1的一端、第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第六电阻Ri1的一端连接，并作为电源输出负端，三极管Q的集电极接基准电压Vref，三极管Q的发射极与第七电阻Ri2的一端连接，二极管D的阳极、第三电容C3的另一端、变阻器Rw的滑动端、变阻器Rw另一个固定端、第一电容C1的另一端、运算放大器U负电源端、第六电阻Ri1的另一端、第七电阻Ri2的另一端接系统参考地。

本发明采用一个单电源供电的运放，构成标准的同向比例放大器，将输出电流的采样信号线性转换为0.6-3.2V的输出电压；在输出电流为零的条件下改变Rw使输出电压为0.6V；本发明将运放比例度的内设置整定为电流采样30mV输出电压3.2V，电流采样电阻为10mΩ时，输出电流达到3A时达到输出电压的最大值；改变采样电阻阻值为5mΩ后，输出电流可扩展至6A，以此类推；

在运放输出端接有一个NPN型三极管构成的电压跟随器，当在其发射极对地间接入适当阻值的电阻Ri2后，三极管的集电极即可成为受电压控制并线性跟踪电压变化的“拉入”电流控制端。将其连接至电源的Vref端即可实现线性跟踪输出电流提升，使电源的输出电压获得线缆损耗补偿控制。改变Ri2的阻值可设置补偿电压的提升量。

当输出电流到达或超过运放采样电压30mV时，运放的输出电压将≥3.2V，高于Vref(2.5V)0.7V三极管的基极和集电极间反向偏置导通，由原来的拉入电流转变成输出电流，灌入Vref的电流使电源进入限流降压的保护状态。

Claims (1)

1.一种低损耗、高精度的电源电路，其特征在于：包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻Ri1、第七电阻Ri2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、运算放大器U、三极管Q和二极管D；

第四电阻R4的一端与调零电压端连接，另一端与第五电阻R5的一端、第三电容C3的一端、二极管D的阴极连接，第五电阻R5的另一端与第二电阻R2的一端、变阻器Rw的一个固定端连接，第二电阻R2的另一端与运算放大器U的反向输入端、第二电容C2的一端、第三电阻R3的一端连接，第二电容C2的另一端与第三电阻R3的另一端、运算放大器U的输出端、三极管Q的基极连接并作为A/V电压输出端，运算放大器U的正电源端接V+供电电源，运算放大器U的正向输入端与第一电容C1的一端、第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第六电阻Ri1的一端连接，并作为电源输出负端，三极管Q的集电极接基准电压Vref，三极管Q的发射极与第七电阻Ri2的一端连接，二极管D的阳极、第三电容C3的另一端、变阻器Rw的滑动端、变阻器Rw另一个固定端、第一电容C1的另一端、运算放大器U负电源端、第六电阻Ri1的另一端、第七电阻Ri2的另一端接系统参考地。