CN111293699A - 一种实现线损电压完全补偿的方法与智能供电电路 - Google Patents

一种实现线损电压完全补偿的方法与智能供电电路 Download PDF

Info

Publication number
CN111293699A
CN111293699A CN201811486760.2A CN201811486760A CN111293699A CN 111293699 A CN111293699 A CN 111293699A CN 201811486760 A CN201811486760 A CN 201811486760A CN 111293699 A CN111293699 A CN 111293699A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
power supply
cpu
line loss
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811486760.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111293699B (zh
Inventor
林兴乐
汤益明
蔡炎平
邵树炜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen Yaxon Networks Co Ltd
Original Assignee
Xiamen Yaxon Networks Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen Yaxon Networks Co Ltd filed Critical Xiamen Yaxon Networks Co Ltd
Priority to CN201811486760.2A priority Critical patent/CN111293699B/zh
Publication of CN111293699A publication Critical patent/CN111293699A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111293699B publication Critical patent/CN111293699B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)

Abstract

本发明涉及一种实现线损电压完全补偿的方法，以及一种实现线损电压完全补偿的智能供电电路，借助外设(即负载端)提供无线传输的检测电压的电压值的方式，再通过CPU转换为模拟值，通过比较获得的电压差的实时变化，来影响电源的反馈端，即反馈电压，进而控制电源调整实际输出电压，最终达到完全补偿线损电压的作用。本发明的实施，可以不考虑线损补偿电阻的匹配问题以及负载线的线电阻是否存在差异，都能自动实时完全补偿线损电压。

Description

一种实现线损电压完全补偿的方法与智能供电电路
技术领域
本发明涉及供电技术，更具体地说，涉及一种实现线损电压完全补偿的方法，以及一种实现线损电压完全补偿的智能供电电路。
背景技术
随着电子设备的性能提升，对电子设备进行充电所要求的电流输出越来越大，且需要支持不同负载电流，同时充电电压需要维持稳定。但由于延长线存在线损压降，现有技术的供电回路无法解决或无法完全解决大电流时或者负载电流不一致时，所造成的线损电压补偿的问题。
现有技术中，线损电压补偿的供电技术方案多是在线上增加线损补偿电阻补偿电压，所述的技术方案虽然能补偿部分电压，但往往因为负载线上电阻的不同，线损补偿电压会过调，有时欠调；并且还要考虑线损补偿电阻的匹配问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以完全补偿线损电压供电问题的实现线损电压完全补偿的方法与智能供电电路。
本发明的技术方案如下：
一种实现线损电压完全补偿的方法，外设将负载线的输入电压作为检测电压，反馈至电源，电源根据检测电压高于或低于标准输出电压，调整实际输出电压，直至检测电压达到标准输出电压。
作为优选，外设与电源之间设置电压控制电路，电压控制电路比较实际输出电压与检测电压，得到电压差，并将电压差实时反馈至电源的反馈端，电源根据电压差调整实际输出电压，直至检测电压达到标准输出电压。
作为优选，检测电压先反馈至CPU，CPU将检测电压转换为模拟电压，再输出至电压控制电路。
作为优选，CPU通过无线通信方式接收检测电压的电压值，通过等值或者一定的补偿算法输出对应的模拟电压，并反馈至电压控制电路。
作为优选，电压控制电路包括防超过调电路，当CPU未接收检测电压时，CPU通过控制电压，控制开启防超过调电路；当CPU接收到检测电压时，CPU通过控制电压，控制关闭防超过调电路。
作为优选，防超过调电路基于三极管，CPU通过一路控制电压的电压高低，控制三极管的通断，进而控制防超过调电路的开启或关闭。
作为优选，如果外设的充电电流增加，则提升电源的实际输出电压；反之，则降低电源的实际输出电压。
一种实现线损电压完全补偿的智能供电电路，包括电源、电压控制电路、CPU，电源与电压控制电路相连，CPU与电压控制电路相连；外设将负载线的输入电压作为检测电压，检测电压经CPU反馈至电压控制电路，电压控制电路比较实际输出电压与检测电压，得到电压差，并将电压差实时反馈至电源的反馈端，电源根据电压差调整实际输出电压，直至检测电压达到标准输出电压。
作为优选，电压控制电路包括防超过调电路，当CPU未接收检测电压时，CPU通过控制电压，控制开启防超过调电路；当CPU接收到检测电压时，CPU通过控制电压，控制关闭防超过调电路。
作为优选，防超过调电路包括三极管，CPU的I/O引脚与三极管的基极连接，通过改变I/O引脚的电压高低，控制三极管的通断，进而控制防超过调电路的开启或关闭。
作为优选，CPU通过无线通信方式接收检测电压的电压值，通过等值或者一定的补偿算法得到对应的模拟电压，模拟电压通过CPU的DA引脚输出至电压控制电路。
作为优选，电压控制电路包括运算放大器，运算放大器先对实际输出电压与检测电压的电压差按一定的比例放大或缩小，得到缩放电压差，再将缩放电压差实时反馈至电源的反馈端。
作为优选，电源的DC输出端通过串联的电阻R1、电阻R2接地，电源的反馈端连接于电阻R1、电阻R2之间，并通过电阻R3连接运算放大器的输出端；运算放大器基于反馈电阻Rf、接地电阻Rb组成反相放大器；三极管的集电极与发射极分别通过电阻R与运算放大器的正负输入端连接；CPU的DA引脚与三极管的发射极连接，I/O引脚通过电阻R4与三极管的基极连接，电阻R4与基极之间通过电阻R5接地。
作为优选，智能供电电路的设计参数如下：
设，
Figure BDA0001894719640000031
则，VFB＝K1×VDC+K2×VS，
VS＝-K×(VDC-VOUT)＝-K×2×ILOAD×r；
进而，
Figure BDA0001894719640000032
Figure BDA0001894719640000033
当设定
Figure BDA0001894719640000034
时，VOUT恒等于
Figure BDA0001894719640000035
其中，VFB是输入电源的反馈端的反馈电压，VDC是实际输出电压，VS是运算放大器的输出电压，VOUT是负载线的输出电压，即检测电压，ILOAD是外设的负载电流，r是负载线的线电阻。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的实现线损电压完全补偿的方法与智能供电电路，借助外设(即负载端)提供无线传输的检测电压的电压值的方式，再通过CPU转换为模拟值，通过比较获得的电压差的实时变化，来影响电源的反馈端，即反馈电压，进而控制电源调整实际输出电压，最终达到完全补偿线损电压的作用。本发明的实施，可以不考虑线损补偿电阻的匹配问题以及负载线的线电阻是否存在差异，都能自动实时完全补偿线损电压。
附图说明
图1是本发明所述的方法的原理框图；
图2是本发明所述的智能供电电路的电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。
本发明为了解决现有技术存在的受负载线的线电阻不同的影响，线损补偿电压过调或欠调，以及需要考虑线损补偿电阻的匹配问题等不足，提供一种实现线损电压完全补偿的方法及智能供电电路，用于自动实时完全补偿线损电压，而且不需考虑线损补偿电阻的匹配问题以及负载线的线电阻是否存在差异。
如图1所示，本发明所述的实现线损电压完全补偿的方法，主要思路为：外设将负载线的输入电压作为检测电压，反馈至电源，电源根据检测电压高于或低于标准输出电压，调整实际输出电压，直至检测电压达到标准输出电压，例如等于标准输出电压，或者与标准输出电压存在允许的误差范围。本发明所述的方法绕开了负载线，进而不需要考虑线损补偿电阻的匹配问题以及负载线的线电阻是否存在差异。
本实施例以电压差作为调整电压的参考对象，则在外设与电源之间设置电压控制电路，电压控制电路比较实际输出电压与检测电压，得到电压差，并将电压差实时反馈至电源的反馈端，电源根据电压差调整实际输出电压，直至检测电压达到标准输出电压。
本发明需要精确反馈检测电压，因此引入CPU，以实现智能运算与控制。本实施例中，CPU可选用具备无线接收、检测电压数值，并能转化为相对应模拟值等功能的芯片，并具备一定的控制功能。具体地，检测电压先反馈至CPU，CPU将检测电压转换为模拟电压，再输出至电压控制电路，进而将实际输出电压与检测电压的电压差实时反馈至电源的反馈端，电源根据电压差调整实际输出电压，达到完全抵消线上的压降的目的。如果外设的充电电流增加，则提升电源的实际输出电压；反之，则降低电源的实际输出电压。
本实施例中，CPU通过无线通信方式接收检测电压的电压值，如蓝牙或WIFI等无线通信方式，通过等值或者一定的补偿算法输出对应的模拟电压，并反馈至电压控制电路。本实施例实现了数字信号与模拟电路的结合，更有利于产品的设计与生产。
对应于所述的实现线损电压完全补偿的方法，本发明还提供一种实现线损电压完全补偿的智能供电电路，包括电源、电压控制电路、CPU，电源与电压控制电路相连，CPU与电压控制电路相连；外设将负载线的输入电压作为检测电压，检测电压经CPU反馈至电压控制电路，电压控制电路比较实际输出电压与检测电压，得到电压差，并将电压差实时反馈至电源的反馈端，电源根据电压差调整实际输出电压，直至检测电压达到标准输出电压。其中，CPU通过无线通信方式接收检测电压的电压值，通过等值或者一定的补偿算法得到对应的模拟电压，模拟电压通过CPU的DA引脚输出至电压控制电路。
本实施例中，电压控制电路包括运算放大器，运算放大器先对实际输出电压与检测电压的电压差按一定的比例放大或缩小，得到缩放电压差，再将缩放电压差实时反馈至电源的反馈端。为了防止CPU在未接收到检测电压时，造成电路中的输出电压过大，即运算放大器的输入端压差过大，则电压控制电路中设置防超过调电路，当CPU未接收检测电压时，CPU通过控制电压，控制开启防超过调电路；当CPU接收到检测电压时，CPU通过控制电压，控制关闭防超过调电路。
其中，防超过调电路基于三极管，CPU通过一路控制电压的电压高低，控制三极管的通断，进而控制防超过调电路的开启或关闭。具体地，电压控制开关电路包括三极管，CPU的I/O引脚与三极管的基极连接，通过改变I/O引脚的电压高低，控制三极管的通断，进而控制防超过调电路的开启或关闭。
如图2所示，智能供电电路还包括DC/DC电源、CPU、运算放大器、防超过调电路；具体地，电源的DC输出端通过串联的电阻R1、电阻R2接地，电源的反馈端FB连接于电阻R1、电阻R2之间，并通过电阻R3连接运算放大器的输出端；运算放大器基于反馈电阻Rf、接地电阻Rb组成反相放大器；三极管的集电极与发射极分别通过电阻R与运算放大器的正负输入端连接；CPU的DA引脚与三极管的发射极连接，I/O引脚通过电阻R4与三极管的基极连接，电阻R4与基极之间通过电阻R5接地。
智能供电电路的设计参数如下：
设，
Figure BDA0001894719640000051
则，VFB＝K1×VDC+K2×VS，
VS＝-K×(VDC-VOUT)＝-K×2×ILOAD×r；
进而，
Figure BDA0001894719640000061
Figure BDA0001894719640000062
当设定
Figure BDA0001894719640000063
时，VOUT恒等于
Figure BDA0001894719640000064
其中，VFB是输入电源的反馈端的反馈电压，VDC是实际输出电压，VS是运算放大器的输出电压，VOUT是负载线的输出电压，即检测电压，ILOAD是外设的负载电流，r是负载线的线电阻。
由上述的参数设计参数可知，当设置使
Figure BDA0001894719640000065
时，因为电源的类型选定后，即电源采用的DC/DC芯片确定，其反馈端的反馈电压是固定，当调整至检测电压达到标准输出电压时，VFB等于所述的固定值，则VOUT最终调整完也是固定值，即为
Figure BDA0001894719640000066
如果充电电流增加，负载线的线电阻r的线损电压增大，VOUT减小，VS绝对值增大，VFB减小，此时，电源会迅速调整实际输出电压使VDC增大，弥补使VOUT增大，VS绝对值减小，VFB增大，使VFB调整为确定型号的DC/DC芯片的固定值。稳定后，VOUT值为
Figure BDA0001894719640000067
如果充电电流减小，负载线的线电阻r的线损电压增小，VOUT增大，VS绝对值减小，VFB增大，此时，电源会迅速调整实际输出电压使VDC减小，使VOUT减小，VS绝对值增大，VFB减小，使VFB调整为确定型号的DC/DC芯片的固定值。稳定后，VOUT值为
Figure BDA0001894719640000068
上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (14)

1.一种实现线损电压完全补偿的方法，其特征在于，外设将负载线的输入电压作为检测电压，反馈至电源，电源根据检测电压高于或低于标准输出电压，调整实际输出电压，直至检测电压达到标准输出电压。
2.根据权利要求1所述的实现线损电压完全补偿的方法，其特征在于，外设与电源之间设置电压控制电路，电压控制电路比较实际输出电压与检测电压，得到电压差，并将电压差实时反馈至电源的反馈端，电源根据电压差调整实际输出电压，直至检测电压达到标准输出电压。
3.根据权利要求2所述的实现线损电压完全补偿的方法，其特征在于，检测电压先反馈至CPU，CPU将检测电压转换为模拟电压，再输出至电压控制电路。
4.根据权利要求3所述的实现线损电压完全补偿的方法，其特征在于，CPU通过无线通信方式接收检测电压的电压值，通过等值或者一定的补偿算法输出对应的模拟电压，并反馈至电压控制电路。
5.根据权利要求2所述的实现线损电压完全补偿的方法，其特征在于，电压控制电路包括防超过调电路，当CPU未接收检测电压时，CPU通过控制电压，控制开启防超过调电路；当CPU接收到检测电压时，CPU通过控制电压，控制关闭防超过调电路。
6.根据权利要求5所述的实现线损电压完全补偿的方法，其特征在于，防超过调电路基于三极管，CPU通过一路控制电压的电压高低，控制三极管的通断，进而控制防超过调电路的开启或关闭。
7.根据权利要求1所述的实现线损电压完全补偿的方法，其特征在于，如果外设的充电电流增加，则提升电源的实际输出电压；反之，则降低电源的实际输出电压。
8.一种实现线损电压完全补偿的智能供电电路，其特征在于，包括电源、电压控制电路、CPU，电源与电压控制电路相连，CPU与电压控制电路相连；外设将负载线的输入电压作为检测电压，检测电压经CPU反馈至电压控制电路，电压控制电路比较实际输出电压与检测电压，得到电压差，并将电压差实时反馈至电源的反馈端，电源根据电压差调整实际输出电压，直至检测电压达到标准输出电压。
9.根据权利要求8所述的实现线损电压完全补偿的智能供电电路，其特征在于，电压控制电路包括防超过调电路，当CPU未接收检测电压时，CPU通过控制电压，控制开启防超过调电路；当CPU接收到检测电压时，CPU通过控制电压，控制关闭防超过调电路。
10.根据权利要求9所述的实现线损电压完全补偿的智能供电电路，其特征在于，防超过调电路包括三极管，CPU的I/O引脚与三极管的基极连接，通过改变I/O引脚的电压高低，控制三极管的通断，进而控制防超过调电路的开启或关闭。
11.根据权利要求10所述的实现线损电压完全补偿的智能供电电路，其特征在于，CPU通过无线通信方式接收检测电压的电压值，通过等值或者一定的补偿算法得到对应的模拟电压，模拟电压通过CPU的DA引脚输出至电压控制电路。
12.根据权利要求11所述的实现线损电压完全补偿的智能供电电路，其特征在于，电压控制电路包括运算放大器，运算放大器先对实际输出电压与检测电压的电压差按一定的比例放大或缩小，得到缩放电压差，再将缩放电压差实时反馈至电源的反馈端。
13.根据权利要求12所述的实现线损电压完全补偿的智能供电电路，其特征在于，电源的DC输出端通过串联的电阻R1、电阻R2接地，电源的反馈端连接于电阻R1、电阻R2之间，并通过电阻R3连接运算放大器的输出端；运算放大器基于反馈电阻Rf、接地电阻Rb组成反相放大器；三极管的集电极与发射极分别通过电阻R与运算放大器的正负输入端连接；CPU的DA引脚与三极管的发射极连接，I/O引脚通过电阻R4与三极管的基极连接，电阻R4与基极之间通过电阻R5接地。
14.根据权利要求13所述的实现线损电压完全补偿的智能供电电路，其特征在于，智能供电电路的设计参数如下：
设，
Figure FDA0001894719630000021
则，VFB＝K1×VDC+K2×VS，
VS＝-K×(VDC-VOUT)＝-K×2×ILOAD×r；
进而，
Figure FDA0001894719630000022
Figure FDA0001894719630000023
当设定
Figure FDA0001894719630000031
时，VOUT恒等于
Figure FDA0001894719630000032
其中，VFB是输入电源的反馈端的反馈电压，VDC是实际输出电压，VS是运算放大器的输出电压，VOUT是负载线的输出电压，即检测电压，ILOAD是外设的负载电流，r是负载线的线电阻。
CN201811486760.2A 2018-12-06 2018-12-06 一种实现线损电压完全补偿的方法与智能供电电路 Active CN111293699B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811486760.2A CN111293699B (zh) 2018-12-06 2018-12-06 一种实现线损电压完全补偿的方法与智能供电电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811486760.2A CN111293699B (zh) 2018-12-06 2018-12-06 一种实现线损电压完全补偿的方法与智能供电电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111293699A true CN111293699A (zh) 2020-06-16
CN111293699B CN111293699B (zh) 2022-10-28

Family

ID=71026350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811486760.2A Active CN111293699B (zh) 2018-12-06 2018-12-06 一种实现线损电压完全补偿的方法与智能供电电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111293699B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112271938A (zh) * 2020-10-26 2021-01-26 深圳市航嘉驰源电气股份有限公司 开关电源电路和交流转直流电源
CN114690835A (zh) * 2020-12-28 2022-07-01 北京配天技术有限公司 一种机器人编码器的供电控制系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0219866A2 (en) * 1985-10-22 1987-04-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha System for vehicle body roll control with overshoot prevention
CN101881982A (zh) * 2009-05-05 2010-11-10 瑞萨电子(中国)有限公司 一种防止过冲的稳压电路及基准电路
CN202711109U (zh) * 2012-06-07 2013-01-30 洛阳隆盛科技有限责任公司 一种利用反馈环进行远端稳压补偿电路
CN105429460A (zh) * 2015-12-31 2016-03-23 无锡华润矽科微电子有限公司 带线损补偿的dc-dc转换器
CN107925387A (zh) * 2015-08-14 2018-04-17 高通股份有限公司 用于减轻偏移电压的效应的自动校准运算放大器(op‑amp)系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0219866A2 (en) * 1985-10-22 1987-04-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha System for vehicle body roll control with overshoot prevention
CN101881982A (zh) * 2009-05-05 2010-11-10 瑞萨电子(中国)有限公司 一种防止过冲的稳压电路及基准电路
CN202711109U (zh) * 2012-06-07 2013-01-30 洛阳隆盛科技有限责任公司 一种利用反馈环进行远端稳压补偿电路
CN107925387A (zh) * 2015-08-14 2018-04-17 高通股份有限公司 用于减轻偏移电压的效应的自动校准运算放大器(op‑amp)系统
CN105429460A (zh) * 2015-12-31 2016-03-23 无锡华润矽科微电子有限公司 带线损补偿的dc-dc转换器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112271938A (zh) * 2020-10-26 2021-01-26 深圳市航嘉驰源电气股份有限公司 开关电源电路和交流转直流电源
CN114690835A (zh) * 2020-12-28 2022-07-01 北京配天技术有限公司 一种机器人编码器的供电控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111293699B (zh) 2022-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102029490B1 (ko) 로우 드롭 출력 타입의 전압 레귤레이터 및 이를 갖는 고주파 스위치 제어 장치
CN111293699B (zh) 一种实现线损电压完全补偿的方法与智能供电电路
CN108733124B (zh) 电源供应器及电源供应器的操作方法
US20170077753A1 (en) Power transfer circuit and method utilizing power capability proclamation to transfer electrical power to charger
CN108366419A (zh) 一种输出功率控制方法、控制器及输出功率调节装置
US20200202701A1 (en) Two-wire transmitter
CN103513736A (zh) Cpu工作电压调整系统
CN104777864A (zh) 电源及其输出负载调整率补偿电路和电压调整方法
WO2018143290A1 (ja) 充電装置
US11442481B2 (en) Digital regulator system and control method thereof
CN210895157U (zh) 电压反馈调节电路
JP6465999B2 (ja) ワイヤレス受電装置
CN115021562B (zh) 驱动芯片及其控制方法、电子设备
CN111200274A (zh) 可变门限过压保护电路、电子设备及方法
US20150381028A1 (en) Method and circuit for reducing ripple of current output by current source
CN216561569U (zh) 一种输出电流调节电路
US20210408916A1 (en) System power supply device
US8736363B2 (en) Circuit for optimizing a power management system during varying load conditions
CN107979150B (zh) 基于sg3525芯片的数控动态输出充电器
KR100293147B1 (ko) 이동통신 단말기의 송신출력 오차 보상 장치
CN106849660B (zh) 电源电路及其控制方法
US20200192409A1 (en) Power regulator and power regulating method
CN107979151B (zh) 基于Top Switch Ⅱ芯片的数控动态输出充电器
CN107807275B (zh) 一种功率偏差值修正装置及方法
CN113285672A (zh) 一种比例连动控制器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant