CN107872150B - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电源装置。输出直流电压的电源装置具备：正负一对输出端子，连接有被供给直流电压的负载；检测部，对从输出端子输出的直流电压的电压值进行检测；设定部，从预先设定的多个指示值之中选择来设定从输出端子输出的直流电压的指示值；以及校正部，根据在负载中流动的电流的电流值的增加量，使由检测部检测的电压值和由设定部设定的指示值的一个增大。

Description

电源装置
技术领域
本公开涉及输出直流电压的电源装置。
背景技术
以往，利用了将规定的电压值的直流电压变换为预期的电压值的直流电压的电源装置（所谓DC/DC变换器）。这样的电源装置被构成为将输出电压的电压值（以下称为“输出电压”）维持为固定。另一方面，在电源装置中，使用电缆来连接被施加来自该电源装置的直流电压的负载。该电缆具有规定的阻抗，因此，随着负载的消耗电流变大，向负载施加的施加电压的电压值（以下称为“施加电压”）降低。因此，讨论了对这样的施加电压的降低进行补偿的技术（例如JPH7-104870A）。
JPH7-104870A所记载的直流电源装置的稳定化电路被构成为具备输出电压校正电路，所述输出电压校正电路具有与负载电流的增加（或减少）对应地使电源装置主体的输出电压变高（或变低）的负载电流对输出电压特性，以使针对负载的施加电压为大致固定。
在例如电源装置的情况下，存在根据用途来变更输出电压的情况。可是，关于JPH7-104870A所记载的技术，未讨论向能够变更输出电压的电源装置的应用。在例如JPH7-104870A所记载的技术中，在对电压检测电阻部所具有的分压电阻的分压比进行变更来对输出电压进行变更的情况下，也根据分压电阻的分压比来变更输出电压的校正值，因此，存在向负载装置施加的施加电压降低的可能性。
发明内容
本发明的实施例为即使在输出电压被变更的情况下也能够抑制向负载（相当于上述“负载装置”）施加的施加电压的降低的电源装置。
本公开的电源装置是，一种输出直流电压的电源装置，所述电源装置具备：正负一对输出端子，连接有被供给所述直流电压的负载；检测部，对从所述输出端子输出的所述直流电压的电压值进行检测；设定部，从预先设定的多个指示值之中选择来设定从所述输出端子输出的所述直流电压的指示值；以及校正部，根据在所述负载中流动的电流的电流值的增加量，使由所述检测部检测的电压值和由所述设定部设定的指示值的一个增大。
在该情况下，根据负载电流（负载电流的电流值）的大小来使由检测部检测的电压值和由设定部设定的指示值的一个增大，因此，能够对输出（输出电压）进行补偿来将向负载施加的施加电压维持为预期的电压值。此外，该补偿能够仅依赖于负载电流（负载电流的电流值），因此，即使在变更了从例如电源装置输出的直流电压的指示值的情况下，也能够使得对与负载电流对应的电源装置的输出（输出电压）进行补偿的补偿值不发生变化，能够抑制向负载施加的施加电压的降低。
此外，在电源装置的实施方式之一中，能够构成为：所述检测部被设置在所述一对输出端子之中的正端子与接地电位之间，所述校正部被设置在所述设定部与所述接地电位之间，使所述指示值增大。
在该情况下，能够根据负载电流的增大来使由设定部设定的指示值变大。因此，能够根据负载电流的大小来使来自电源装置的输出（输出电压）变大，因此，能够抑制向负载施加的施加电压的降低。
此外，在电源装置的实施方式之一中，所述检测部具有在与所述接地电位之间对所述直流电压进行分压的串联连接的至少2个电阻器，所述校正部具有在所述一对输出端子之中的负端子与所述接地电位之间设置的电阻器，所述设定部具有在与所述负端子的电位之间对由预先设定的恒定电压构成的基准电压进行分压的串联连接的至少2个电阻器，该至少2个电阻器之中被施加所述基准电压的电阻器能够根据所述多个指示值并联连接于与所述至少2个电阻器不同的其他的电阻器。
在该情况下，能够根据校正部所具有的电阻器的电阻值来对与负载电流对应的电源装置的输出（输出电压）的补偿值进行设定。因此，能够通过简单的结构补偿输出。
附图说明
图1是示意性地示出了电源装置的结构的图。
图2是示出了电源装置的输出电压和向负载的施加电压与负载电流的关系的图。
具体实施方式
本公开的电源装置具备对由将该电源装置和负载连接的电缆的阻抗产生的电压降进行补偿的功能。以下，对本实施方式的电源装置1进行说明。
电源装置1被构成为输出直流电压，特别是在本实施方式中将使直流电压变换为预期的电压值的直流电压来输出的DC/DC变换器举出为例子来进行说明。图1是示意性地示出了本实施方式的电源装置1的结构的图。如图1所示那样，电源装置1具备一对输入端子10、电压变换部20、一对输出端子30、检测部40、设定部50、校正部60、误差放大器70、开关控制部80。
一对输入端子10向电源装置1施加由规定的电压值构成的输入电压。在本实施方式中，电源装置1作为DC/DC变换器进行说明，因此，输入电压为直流电压。因此，一对输入端子10由正端子10A和负端子10B构成。负端子10B被接地。因此，关于输入电压，施加将接地电位作为基准的电位差的电压。关于向一对输入端子10施加的直流电压，能够从例如将交流电压变换为直流电压的AC/DC变换器供给。
电压变换部20虽然未图示但是被构成为具备电感、开关元件、二极管和电容器，根据开关元件的开关而在电感中储存能量，基于该能量将输入电压变换为规定的电压值的直流电压。关于这样的电压变换部20，能够采用例如公知的反激（flyback）方式的电路结构或斩波（chopper）式的电路结构。
一对输出端子30由正负一对构成，连接有被供给直流电压的负载2。正负一对输出端子30是指相当于正端子30A和负端子30B。正端子30A被施加由电压变换部20变换为规定的电压值的直流电压，经由电缆3连接于负载2的正端子2A。此外，负端子30B经由电缆3连接于负载2的负端子2B。
检测部40对从输出端子30输出的直流电压的电压值进行检测。在本实施方式中，检测部40被设置在一对输出端子30之中的正端子30A与接地电位之间。因此，从输出端子30输出的直流电压的电压值被检测为将接地电位作为基准的电位差。如图1所示那样，检测部40具有在与接地电位之间对从输出端子30输出的直流电压进行分压的串联连接的至少2个电阻器R1、R2。因此，能够基于电阻器R1和电阻器R2的电阻值以及由电阻器R1和电阻器R2分压后的电压值来对从输出端子30输出的直流电压进行检测。由电阻器R1和电阻器R2分压后的电压被输入到后述的误差放大器70的反相端子。
设定部50从预先设定的多个指示值之中选择来设定从输出端子30输出的直流电压的指示值。从输出端子30输出的直流电压的指示值是指相当于向电源装置1请求的输出电压的电压值。在本实施方式中，电源装置1以能输出从多个电压值之中选择的电压值的输出电压的方式构成。基于针对电源装置1的输出电压的请求指示（未图示）来控制设定部50所具有的开关SW（后述）的断开闭合状态来进行从多个电压值之中的选择。
在本实施方式中，设定部50具有基准电源51、至少2个电阻器R4、R5、以及与该至少2个电阻器R4、R5不同的其他的电阻器R6、R7。基准电源51被设置为负端子连接于电源装置1的负端子30B，输出将负端子30B作为基准电位且由预先设定的恒定电压构成的基准电压Vref。预先设定的恒定电压是指固定的直流电压。在此，基准电压Vref有助于电源装置1的输出电压的精度。因此，基准电压Vref为误差较小的固定的直流电压是优选的。
2个电阻器R4、R5被串联连接，在与负端子30B之间对基准电压Vref进行分压。因此，当将电阻器R4的端子间电位设为V1时，V1由以下的（1）式表示。
Figure 501538DEST_PATH_IMAGE002
。
电阻器R6和电阻器R7根据多个指示值与2个电阻器R4、R5之中被施加基准电压Vref的电阻器R5并联连接。如图1所示那样，电阻器R6在与开关SW之中的开关SW1串联连接之后与电阻器R5并联连接。此外，电阻器R7在与开关SW之中的开关SW2串联连接之后与电阻器R5并联连接。由此，通过使开关SW1和开关SW2的一个或两者为闭合状态，从而能够将上述的R4的端子间电位V1变更（变大）。
电阻器R4与电阻器R5的中点连接于后述的误差放大器70的非反相端子。由此，电阻器R4与电阻器R5之间的电压作为与指示值对应的电压指令从设定部50输出。
校正部60根据在负载2中流动的电流的电流值的增加量使由设定部50设定的指示值增大。在负载2中流动的电流是指相当于从正端子30A经由电缆3向负载2的正端子2A流入的电流I0或者从负载2的负端子2B经由电缆3向负端子30B流入的电流I0。再有，忽视负载2中的损失。校正部60随着这样的电流I0变大而使电阻器R4与电阻器R5的中点（连接点）的电位增大，以便使设定部50的指示值增大。
在本实施方式中，校正部60被设定在设定部50与接地电位之间。更具体地，校正部60被构成为具有在一对输出端子30之中的负端子30B与接地电位之间设置的电阻器R3。因此，上述的在负载2中流动的电流经由电阻器R3流向接地电位。在此，当将电阻器R3的端子间电位设为V2时，V2由以下的（2）式表示。其中，误差放大器70的输入阻抗为无限大，开关SW1和开关SW2为断开状态。
Figure 480995DEST_PATH_IMAGE004
。
由（2）式，电阻器R3的端子间电位V2与电流I0成比例地增大。另一方面，如上述那样，从设定部50对误差放大器70输出的电压指令为电阻器R4与电阻器R5的中点的电压。该电压在将接地电位作为基准的情况下为电阻器R4的端子间电位V1与电阻器R3的端子间电位V2的和。因此，如上述那样，校正部60能够随着电流I0变大而使根据设定部50的电压指令增大。
误差放大器70对电压变换部20所具有的开关元件的开关进行控制，以使将检测部40的检测结果与根据设定部50的电压指令一致。因此，如上述那样，电阻器R1与电阻器R2的中点的电位被输入到误差放大器70的反相端子，电阻器R4与电阻器R5的中点的电位被输入到误差放大器70的非反相端子。误差放大器70的输出被传递到后述的开关控制部80。
开关控制部80基于误差放大器70的输出来对电压变换部20所具有的开关元件的开关进行控制。具体地，开关控制部80基于误差放大器70的输出来设定对开关元件进行控制的工作方式（DUTY），对开关元件进行PWM控制。由此，能够根据在负载2中流动的电流的大小来使正端子30A的电位变高。
如上述那样构成的电源装置1的一对输出端子30中的正端子30A与负端子30B之间的电位差（输出电压Va）由（3）式表示。其中，开关SW1和开关SW2为断开状态。
Figure 588628DEST_PATH_IMAGE006
。
此外，当仅使开关SW1为闭合状态时，成为电阻器R5和电阻器R6被并联连接的状态，因此，电位差（输出电压Va）由（4）式表示。
Figure 780575DEST_PATH_IMAGE008
。
进而，当仅使开关SW2为闭合状态时，成为电阻器R5和电阻器R7被并联连接的状态，因此，电位差（输出电压Va）由（5）式表示。
Figure 657264DEST_PATH_IMAGE010
。
如上述（3）式~（5）式所示那样，在负载2中流动的电流I0为独立项。因此，不管通过设定部50向电源装置1请求的直流电压的指示值，都能够根据电流I0的大小来设定根据由电缆3造成的电压降的补偿值。
在图2中，示出了从电源装置1输出的输出电压Va与在负载2中流动的电流I0的关系以及向负载2施加的施加电压Vb与在负载2中流动的电流I0的关系。再有，施加电压Vb是指负载2的正端子2A和负端子2B的端子间电位。在图2的例子中，Vs为使开关SW1和开关SW2为断开状态的情况下的输出电压，Vt为仅使开关SW2为断开状态的情况下的输出电压，Vu为仅使开关SW1为断开状态的情况下的输出电压。如图2所示那样，电源装置1的输出电压Va不管为Vs、Vt、Vu的哪一个都随着负载电流增大而变大，向负载2的施加电压Vb不管在负载2中流动的电流都为固定。
此外，如图2所示那样，不管电源装置1的输出电压Va为Vs、Vt、Vu的哪一个，施加电压Vb与输出电压Va的差在负载2中流动的电流I0相同的情况下都为相同的值。因此，根据本电源装置1，能够以不依赖于向电源装置1请求的直流电压的指示值的方式进行由电缆3造成的电压降的补偿。
〔其他的实施方式〕
在上述实施方式中，校正部60说明为根据在负载2中流动的电流的电流值的增加量而使由设定部50设定的指示值增大。可是，校正部60也能够构成为使由检测部40检测的电压值增大。具体地，校正部60优选构成为根据在负载2中流动的电流的增加量而增大正端子30A与误差放大器70的反相端子之间的电阻值。
或者，校正部60也能够构成为根据在负载2中流动的电流的增加量来减少基准电源51的正端子与误差放大器70的非反相端子之间的电阻值，也能够构成为根据在负载2中流动的电流的增加量来减少误差放大器70的反相端子与接地电位之间的电阻值。
在上述实施方式中，将图1的电路结构举出为例子来进行了说明，但是，也能够采用为图1所示的电路结构以外的结构。
本公开能够用于输出直流电压的电源装置。

Claims (1)

1.一种输出直流电压的电源装置，其特征在于，具备：
正负一对输出端子，连接有被供给所述直流电压的负载；
检测部，对从所述输出端子输出的所述直流电压的电压值进行检测；
设定部，从预先设定的多个指示值之中选择来设定从所述输出端子输出的所述直流电压的指示值；以及
校正部，根据在所述负载中流动的电流的电流值的增加量，使由所述检测部检测的电压值和由所述设定部设定的指示值的一个增大，
所述检测部被设置在所述一对输出端子之中的正端子与接地电位之间，
所述校正部被设置在所述设定部与所述接地电位之间，使所述指示值增大，
所述检测部具有在与所述接地电位之间对所述直流电压进行分压的串联连接的至少2个电阻器，
所述校正部具有在所述一对输出端子之中的负端子与所述接地电位之间设置的电阻器，
所述设定部具有在与所述负端子的电位之间对由预先设定的恒定电压构成的基准电压进行分压的串联连接的至少2个电阻器，该至少2个电阻器之中被施加所述基准电压的电阻器根据所述多个指示值并联连接于与所述至少2个电阻器不同的其他的电阻器。
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