CN111984051A - 电压补偿电路以及电压补偿方法 - Google Patents

电压补偿电路以及电压补偿方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111984051A
CN111984051A CN201910680916.9A CN201910680916A CN111984051A CN 111984051 A CN111984051 A CN 111984051A CN 201910680916 A CN201910680916 A CN 201910680916A CN 111984051 A CN111984051 A CN 111984051A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
load
compensation
switch
coupled
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
CN201910680916.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111984051B (zh
Inventor
陈威远
刘宥辰
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.)
Chicony Power Technology Co Ltd
Original Assignee
Chicony Power Technology 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 Chicony Power Technology Co Ltd filed Critical Chicony Power Technology Co Ltd
Publication of CN111984051A publication Critical patent/CN111984051A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111984051B publication Critical patent/CN111984051B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009Devices or circuits for detecting current in a converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0016Control circuits providing compensation of output voltage deviations using feedforward of disturbance parameters
    • H02M1/0019Control circuits providing compensation of output voltage deviations using feedforward of disturbance parameters the disturbance parameters being load current fluctuations
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0025Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)

Abstract

本发明提供一种电压补偿电路以及电压补偿方法。电压补偿电路检测电源供应器所提供的负载电流,依据负载电流产生负载电压,并且对负载电压以及至少一参考电压进行比较以产生开关控制信号。电压补偿电路还依据开关控制信号驱动至少一开关,依据被导通的至少一开关提供补偿电阻值,并提供补偿电压给电源供应器,从而使电源供应器提供精准的输出电压。

Description

电压补偿电路以及电压补偿方法
技术领域
本发明涉及一种电压补偿电路以及电压补偿方法,尤其涉及一种可提升输出电压的供应精准度的电压补偿电路以及电压补偿方法。
背景技术
电源供应器可以对负载提供输出电源。当负载变更或者是负载对功率的需求增加时,输出电源的电压值会降低。尤其是当负载对功率的需求越大时,输出电压降低的幅度会更大。一般来说,现行的改善方法是感测负载测的输出电源的改变的反馈结果,进而使电源供应器依据负载测所回传的反馈结果来对输出电源进行补偿,以补偿电源供应器与负载之间的传输损失,例如是因为电源传输线或是额外的输出端元件所造成的功率损耗而降低输出电压的电压值。
然而,上述的改善方法可能会因为负载测的反馈发生不稳定,而使电源供应器发生误判,进而造成对输出电压进行错误或不精准的补偿。
发明内容
本发明提供一种电压补偿电路以及电压补偿方法,用以提升输出电压的精准度。
本发明的电压补偿电路适用于对电源供应器的输出电源的电压值进行补偿。电压补偿电路包括电流检测单元、电压转换单元、电压比较单元、控制电路以及电压补偿单元。电流检测单元经配置以检测电源供应器所提供的负载电流。电压转换单元耦接于电流检测单元。电压转换单元经配置以依据负载电流产生负载电压。电压比较单元耦接于电压转换单元。电压比较单元经配置以对负载电压以及至少一参考电压进行比较以产生开关控制信号。控制电路耦接电压比较单元。控制电路包括至少一开关。控制电路经配置以依据开关控制信号驱动至少一开关。电压补偿单元耦接于控制电路。电压补偿单元经配置以依据被导通的至少一开关提供补偿电阻值。电压补偿电路依据补偿电阻值提供补偿电压给电源供应器。
本发明的电压补偿方法适用于对电源供应器的输出电源的电压值进行补偿。电压补偿方法包括:检测电源供应器所提供的负载电流;依据负载电流产生负载电压;对负载电压以及至少一参考电压进行比较以产生开关控制信号;提供至少一开关,并依据开关控制信号驱动至少一开关;以及依据被导通的至少一开关提供补偿电阻值,并依据补偿电阻值提供补偿电压给电源供应器。
基于上述,本发明的电压补偿电路以及电压补偿方法会检测电源供应器所提供的负载电流产生开关控制信号,依据开关控制信号驱动至少一开关,并且依据被导通的开关提供补偿电阻值。因此,电压补偿电路以及电压补偿方法会依据补偿电阻值提供补偿电压给电源供应器。电源供应器可依据补偿电压对输出电压提供精准的补偿。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依据本发明一实施例所示出的电压补偿电路的示意图;
图2是依据本发明一实施例所示出的电压转换单元的示意图;
图3是依据本发明一实施例所示出的电压比较单元、控制电路以及电压补偿单元的示意图;
图4是依据本发明一实施例所示出的开关控制信号产生器的示意图;
图5是依据本发明一实施例所示出的电压补偿方法的流程图。
附图标号说明:
100:电压补偿电路;
110:电流检测单元;
120、220:电压转换单元;
130、230:电压比较单元;
140、240:控制电路;
150、250:电压补偿单元;
222:差动电流放大器;
224:缓冲器;
2242:运算放大器;
232、234、236、238、332:开关控制信号产生器;
2322、2342、2362、2382、3322:比较器;
3324:分压电路;
C1~C6:电容;
FBS:补偿电压;
GND:差动电流放大器的接地端;
ILD:负载电流;
ILD_d1:第一差动信号;
ILD_d2:第二差动信号;
IN+:差动电流放大器的第一输入端;
IN-:差动电流放大器的第二输入端;
LD:负载;
OUT:差动电流放大器的输出端;
PSU:电源供应器;
R1~R6、Rcf:电阻;
Rcp1~Rcp4:补偿电阻;
RD1:第一分压电阻;
RD2:第二分压电阻;
REF:差动电流放大器的参考端;
r_Rcp:补偿电阻值;
S410~S450:步骤;
SW1~SWn:开关;
SWS、SWS1~SWS4:开关控制信号;
VDD:系统电源;
VLD:负载电压;
VLD’:经修饰的负载电压;
Vo:输出电源;
VR1~VRn:参考电压;
V+:差动电流放大器的电源端。
具体实施方式
请参考图1,图1是依据本发明一实施例所示出的电压补偿电路的示意图。在本实施例中,电压补偿电路100适用于对电源供应器PSU的输出电源Vo的电压值进行补偿。电压补偿电路100包括电流检测单元110、电压转换单元120、电压比较单元130、控制电路140以及电压补偿单元150。电流检测单元110检测电源供应器PSU所提供的负载电流ILD。电流检测单元110被设置在电源供应器PSU与负载LD之间的电源传输线上。电流检测单元110也可被设置在位于电源供应器PSU内部的电源传输线。
在本实施例中,电流检测单元110可以是至少包括检测电感(未示出)的电路。检测电感与电源传输线串联连接于电源供应器PSU与负载LD之间。电流检测单元110可通过检测电感提供负载电流ILD的检测结果。电源供应器PSU会经由检测电感将输出电源Vo提供到负载LD。当输出电源Vo的电流值流经检测电感时,检测电感会提供对应于负载电流ILD的负载差动信号对。举例来说,检测电感用以耦接到电源供应器PSU的第一端会提供负载差动信号对中的第一差动信号。检测电感用以耦接到负载LD的第二端会提供负载差动信号对中的第二差动信号。
在一些实施例中,电流检测单元110可以是至少包括检测电阻的电路。电流检测单元110可通过检测电阻提供负载电流ILD的检测结果。
在本实施例中,电压转换单元120耦接于电流检测单元110。电压转换单元120接收负载电流ILD的检测结果,并且依据负载电流ILD产生负载电压VLD。电压比较单元130耦接于电压转换单元120。电压比较单元130接收负载电压VLD。电压比较单元130会对负载电压VLD与参考电压VR1~VRn进行比较,藉以产生开关控制信号SWS。开关控制信号SWS可以是多比特的控制信号群。在本实施例中,参考电压VR1~VRn的电压值并不相同。
在本实施例中,控制电路140耦接于电压比较单元130。控制电路140包括开关SW1~SWn。控制电路140会接收电压比较单元130所提供的开关控制信号SWS,并依据开关控制信号SWS驱动开关SW1~SWn。开关控制信号SWS驱动开关SW1~SWn导通或断开。电压补偿单元150耦接于控制电路140。电压补偿单元150会依据开关SW1~SWn中被导通的开关提供补偿电阻值r_Rcp。电源供应器PSU会依据补偿电阻值r_Rcp对输出电源Vo的电压值进行补偿。详细来说,在本实施例中,电压补偿单元150会依据补偿电阻值r_Rcp产生补偿电压FBS,并且将补偿电压FBS提供到电源供应器PSU。电源供应器PSU会依据补偿电压FBS对输出电源Vo的电压值进行补偿。
在本实施例中,电源供应器PSU可提供一辅助电压到电压补偿单元150。电压补偿单元150依据补偿电阻值r_Rcp将辅助电压转换为补偿电压FBS,并将补偿电压FBS提供到电源供应器PSU。电源供应器PSU会依据补偿电压FBS对输出电源Vo的电压值进行补偿。在一些实施中,辅助电压可以由电压补偿电路100本身来提供。
会了便于说明,本实施例以参考电压VR1~VRn、开关SW1~SWn来示例。本发明的参考电压的数量、开关控制信号的数量、开关的数量可以是一个或多个,本发明并不以本实施例为限。
在此值得一提的是,电压补偿电路100检测电源供应器PSU所提供的负载电流ILD产生开关控制信号SWS,依据开关控制信号SWS驱动开关SW1~SWn,并且依据被导通的开关提供补偿电阻值r_Rcp。电压补偿电路100会依据补偿电阻值r_Rcp提供补偿电压FBS给电源供应器PSU。此外,电压补偿电路100是在电源传输线上检测电源供应器PSU所提供的负载电流ILD。也就是说,电压补偿电路100可依据电源传输线的负载电流ILD动态地调整补偿电压FBS。如此一来,电源供应器PSU可依据补偿电压FBS对输出电压Vo提供精准的补偿。相较于现行的改善方法,本实施例能够检测到电源供应器与负载之间的负载电流ILD。当负载LD对功率的需求越大时,本实施例可以依据负载电流ILD对电源供应器PSU与负载LD之间的传输损失进行精准地补偿,从而使电源供应器PSU提供精准的输出电压Vo,可以避免因为负载LD测的反馈发生不稳定而发生错误或不精准的补偿。
进一步来说明,请同时参考图1以及图2,图2是依据本发明一实施例所示出的电压转换单元的示意图。在本实施例中,电压转换单元220可适用于在电压补偿电路100中接收电流检测单元110所提供的检测结果。
在本实施例中,以电流检测单元110可以是至少包括检测电感的电路为例。电压转换单元220包括差动电流放大器222。差动电流放大器222的第一输入端IN+耦接于电流检测单元110的输出电感的第一端。差动电流放大器222的第二输入端IN-耦接于输出电感的第二端以及负载LD,差动电流放大器222经配置以对负载差动信号对进行转换以产生负载电压VLD。负载电压VLD会经由差动电流放大器222的输出端OUT被输出到电压补偿电路100的电压比较单元130。
详细来说,差动电流放大器222的第一输入端IN+可经由电阻R1接收负载差动信号对中的第一差动信号ILD_d1。差动电流放大器的第二输入端IN-可经由电阻R2接收负载差动信号对中的第二差动信号ILD_d2。差动电流放大器222的第一输入端IN+与第二输入端IN-之间可设置电容C1,藉以维持负载差动信号对的稳定。差动电流放大器222可依据第一差动信号ILD_d1的电压值以及第二差动信号ILD_d2的电压值的差产生负载电压VLD。
除此之外,差动电流放大器222还具有参考端REF、接地端GND以及电源端V+。差动电流放大器222的参考端REF以及接地端GND用以接收参考低电压(如接地电位)。电源端V+用以接收系统电源VDD(例如是12伏安)。电源端V+与参考端REF以及接地端GND之间可设置电容C2。
在本实施例中,电压转换单元220还可以包括缓冲器224。缓冲器224耦接于差动电流放大器222的输出端OUT以及电压比较单元130之间。缓冲器224可接收负载电压VLD并增益负载电压VLD的电压值。
详细来说,缓冲器224包括运算放大器2242、电阻R3~R5以及电容C3~C6。运算放大器2242的非反向输入端经由电阻R5耦接至差动电流放大器222的输出端OUT。电阻R5的第一端作为缓冲器224的输入端。运算放大器2242的非反向输入端用以接收负载电压VLD。电阻R3耦接于运算放大器2242的输出端与反向输入端之间。电阻R4耦接于运算放大器2242的反向输入端与参考低电压之间。电容C3与电阻R3并联耦接。电容C4耦接于运算放大器2242的非反向输入端与参考低电压之间。电容C5耦接于缓冲器224的输入端(即,电阻R5的第一端)与参考低电压之间。电容C6耦接于运算放大器2242的输出端与缓冲器224的输入端之间。缓冲器224可依据电阻R3的电阻值以及电阻R4的电阻值对负载电压VLD进行增益,藉以提供经修饰的负载电压VLD’。缓冲器224可依据电容C3~C6的配置稳定上述经修饰的负载电压VLD’。
请回到图1,在一些实施例中,电流检测单元110以及电压转换单元120可以由霍尔效应(Hall effect)传感器来实现。
请同时参考图1以及图3,图3是依据本发明一实施例所示出的电压比较单元、控制电路以及电压补偿单元的示意图。在本实施例中,电压比较单元230、控制电路240以及电压补偿单元250可适用于在电压补偿电路100。电压比较单元230、控制电路240以及电压补偿单元250之间的耦接关系也相似于电压比较单元130、控制电路140以及电压补偿单元150之间的耦接关系。
在本实施例中,电压比较单元230包括开关控制信号产生器232、234、236、238。开关控制信号产生器232、234、236、238分别产生控制信号群(如图1所示的开关控制信号SWS)中的开关控制信号SWS1~SWS4。开关控制信号SWS1~SWS4分别是单一比特的控制信号。关于开关控制信号产生器232,开关控制信号产生器232耦接于电压转换单元120以接收负载电压VLD。开关控制信号产生器232比较负载电压VLD与参考电压VR1以产生开关控制信号SWS1。详细来说,开关控制信号产生器232包括比较器2322。比较器2322的反相输入端用以接收参考电压VR1。比较器2322的非反相输入端用以接收负载电压VLD。当负载电压VLD的电压值大于或等于参考电压VR1时,开关控制信号产生器232会产生高电压电平的开关控制信号SWS1。在另一方面,当负载电压VLD的电压值小于参考电压VR1时,开关控制信号产生器232会产生低电压电平的开关控制信号SWS1。
关于开关控制信号产生器234,开关控制信号产生器234耦接于电压转换单元120以接收负载电压VLD。开关控制信号产生器234比较负载电压VLD与参考电压VR2以产生开关控制信号SWS2。开关控制信号产生器234包括比较器2342。比较器2342的反相输入端用以接收参考电压VR2。比较器2342的非反相输入端用以接收负载电压VLD。当负载电压VLD的电压值大于或等于参考电压VR2时,开关控制信号产生器234会产生高电压电平的开关控制信号SWS2。在另一方面,当负载电压VLD的电压值小于参考电压VR2时,开关控制信号产生器234会产生低电压电平的开关控制信号SWS2。
开关控制信号产生器236耦接于电压转换单元120以接收负载电压VLD。开关控制信号产生器236比较负载电压VLD与参考电压VR3以产生开关控制信号SWS3。开关控制信号产生器238耦接于电压转换单元120以接收负载电压VLD。开关控制信号产生器238比较负载电压VLD与参考电压VR4以产生开关控制信号SWS4。参考电压VR1~VR4的电压值彼此并不相同。
关于开关控制信号产生器236、238产生开关控制信号SWS3、SWS4的实施细节、开关控制信号产生器236的比较器2362的实施细节以及开关控制信号产生器238的比较器2382的实施细节,可以由开关控制信号产生器232、234的实施细节获致足够的教示,因此述不在此重述。
接下来说明参考电压的产生方式。请参考图4,图4是依据本发明一实施例所示出的开关控制信号产生器的示意图。开关控制信号产生器332可以作为图3所示的电压比较单元230的开关控制信号产生器232。在本实施例中,开关控制信号产生器332包括比较器3322以及分压电路3324。分压电路3324耦接于比较器3322的反向输入端。分压电路3324用以接收系统电源VDD(例如是12伏安),并且对系统电源VDD进行分压以产生参考电压VR1。详细来说,分压电路3324包括第一分压电阻RD1以及第二分压电阻RD2。第一分压电阻RD1的第一端耦接于系统电源VDD。第一分压电阻RD1的第二端耦接于比较器3322的反相输入端。第二分压电阻RD2的第一端耦接于比较器3322的反向输入端。第二分压电阻RD2的第二端耦接于参考低电压。分压电路3324会依据第一分压电阻RD1的电阻值以及第二分压电阻RD2的电阻值对系统电源VDD进行分压以产生参考电压VR1。此外,开关控制信号产生器332还包括耦接于比较器3322的输出端与系统电源VDD之间的电阻R6。
请回到图1以及图3的实施例,基于图4的实施例的教示,开关控制信号产生器232、234、236、238可分别包括分压电路。在开关控制信号产生器232、234、236、238的多个分压电路中,各个第一分压电阻的电阻值和/或各个第二分压电阻的电阻值会有不同的设置,藉以使参考电压VR1~VR4的电压值互不相同。
在图3的实施例中,控制电路240包括开关SW1~SW4。开关SW1~SW4是由N型金属-氧化物-半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)来实现。在本实施例中,开关SW1的第一端耦接到电压补偿单元250。开关SW1的第二端耦接于参考低电压。开关SW1的控制端用以接收开关控制信号SWS1。开关SW2的第一端耦接到电压补偿单元250。开关SW2的第二端耦接于参考低电压。开关SW2的控制端用以接收开关控制信号SWS2。开关SW3的第一端耦接到电压补偿单元250。开关SW3的第二端耦接于参考低电压。开关SW3的控制端用以接收开关控制信号SWS3。开关SW4的第一端耦接到电压补偿单元250。开关SW4的第二端耦接于参考低电压。开关SW4的控制端用以接收开关控制信号SWS4。本发明的开关可以由任何形式的晶体管开关或其组合来实现,并不以本实施例为限。
在本实施例中,电压补偿单元250包括补偿电阻Rcp1~Rcp4。补偿电阻Rcp1~Rcp4分别与开关SW1~SW4耦接。详细来说,补偿电阻Rcp1~Rcp4的第一端彼此连接,补偿电阻Rcp1的第二端耦接于开关SW1的第一端。补偿电阻Rcp2的第二端耦接于开关SW2的第一端。补偿电阻Rcp3的第二端耦接于开关SW3的第一端。补偿电阻Rcp4的第二端耦接于开关SW4的第一端。基于上述的耦接方式,开关SW1~SW4中被导通的开关可以使对应的补偿电阻连接到参考低电位,这使得上述连接到参考低电位的补偿电阻并联连接以提供补偿电阻值r_Rcp。因此,当连接到参考低电位的补偿电阻越多,补偿电阻值r_Rcp越低。当连接到参考低电位的补偿电阻越少,补偿电阻值r_Rcp越高。也就是说,补偿电阻值r_Rcp关连于被导通的开关SW1~SW4的数量。开关SW1~SW4中被断开的开关可以使对应的补偿电阻的第二端浮接。电压补偿单元250还包括电阻Rcf。补偿电阻Rcp1~Rcp4分别与电阻Rcf串联耦接。电压补偿单元250。在本实施例中,电阻Rcf的第一端耦接于电源供应器PSU。电阻Rcf的第二端耦接于补偿电阻Rcp1~Rcp4的第一端。电源供应器PSU会提供一辅助电压到电阻Rcf的第一端。电压补偿单元250依据补偿电阻值r_Rcp以及电阻Rcf的电阻值将辅助电压进行分压以产生补偿电压FBS,并将补偿电压FBS提供到电源供应器PSU。电源供应器PSU会依据补偿电压FBS对输出电源Vo的电压值进行补偿。
以下将说明电压比较单元230、控制电路240以及电压补偿单元250的协同操作。举例来说明,电压比较单元230接收负载电压VLD,并判断出负载电压VLD大于参考电压VR1、VR2并且小于参考电压VR3、VR4。因此,电压比较单元230会产生高电压电平的开关控制信号SWS1、SWS2以及低电压电平的开关控制信号SWS3、SWS4。控制电路240会依据高电压电平的开关控制信号SWS1导通开关SW1,依据高电压电平的开关控制信号SWS2导通开关SW2,依据低电压电平的开关控制信号SWS3断开开关SW3,并且依据低电压电平的开关控制信号SWS4断开开关SW4。因此,电压补偿单元250会提供通过并联连接补偿电阻Rcp1、Rcp2所产生的补偿电阻值r_Rcp。也就是说,电压补偿单元250依据开关控制信号SWS1~SWS4控制开关SW1~SW4以选择补偿电阻Rcp1~Rcp4的使用数量,藉以提供补偿电阻值r_Rcp。电压补偿单元250依据补偿电阻值r_Rcp产生补偿电压FBS并将补偿电压FBS提供到电源供应器PSU。电源供应器PSU则依据补偿电压FBS对输出电源Vo的电压值进行补偿。
另举例来说明,当负载LD的功率需求提升时,负载电流ILD的电流值会被提升。负载电压VLD也会被提升,并且补偿电阻值r_Rcp会被降低。因此,补偿电压FBS的电压值也会被降低。电源供应器PSU则依据补偿电压FBS的电压值提升输出电源Vo的电压值。再举例来说明,当负载LD的功率需求降低时,负载电流ILD的电流值会被降低。负载电压VLD也会被降低,并且补偿电阻值r_Rcp会被提升。因此,补偿电压FBS的电压值也会被提升。电源供应器PSU则依据补偿电压FBS的电压值降低输出电源Vo的电压值。
请同时参考图1以及图5,图5是依据本发明一实施例所示出的电压补偿方法的流程图。本实施例的电压补偿方法适用于对电源供应器PSU的输出电源Vo的电压值进行补偿。在步骤S410中,电压补偿电路100检测该电源供应器PSU所提供的负载电流ILD,藉以提供负载电流ILD的检测结果。在步骤S420中,电压补偿电路100依据负载电流ILD产生负载电压VLD。也就是说,电压补偿电路100会将负载电流ILD的检测结果转换为负载电压VLD。在步骤S430中,电压补偿电路100对负载电压VLD以及参考电压VR1~VRn进行比较以产生开关控制信号SWS。在步骤S440中,电压补偿电路100会依据所述开关控制信号SWS驱动电压补偿电路100内部所提供的开关SW1~SWn。在步骤S450中,电压补偿电路100还依据被导通的开关提供补偿电阻值r_Rcp,并依据补偿电阻值r_Rcp提供补偿电压FBS给所述电源供应器PSU。电源供应器PSU依据补偿电压FBS对输出电压提供精准的补偿。电压补偿方法的步骤S410~S450的实施细节可以在图1至图4的多个实施例中获致足够的教示,因此恕不在此重述。
综上所述,本发明的电压补偿电路以及电压补偿方法是检测电源供应器所提供的负载电流产生开关控制信号,依据开关控制信号驱动开关,并且依据被导通的开关提供补偿电阻值。电压补偿电路会依据补偿电阻值提供补偿电压给电源供应器。此外,电压补偿电路是在电源传输线上检测电源供应器所提供的负载电流。因此本发明可依据电源传输线的负载电流动态地调整补偿电压。如此一来,电源供应器可依据补偿电压对输出电压提供精准的补偿。相较于现行的改善方法,本发明能够检测到电源供应器与负载之间的负载电流,当负载对功率的需求越大时,本发明可以依据负载电流对电源供应器与负载之间的传输损失进行精准地补偿,从而使电源供应器提供精准的输出电压。因此,本发明可以避免因为负载测的反馈发生不稳定而发生错误或不精准的补偿。
虽然本发明已以实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更改与润饰,故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (15)

1.一种电压补偿电路,适用于对电源供应器的输出电源的电压值进行补偿,其特征在于,所述电压补偿电路包括:
电流检测单元,经配置以检测所述电源供应器所提供的负载电流;
电压转换单元,耦接于所述电流检测单元,经配置以依据所述负载电流产生负载电压;
电压比较单元,耦接于所述电压转换单元,经配置以对所述负载电压以及至少一参考电压进行比较以产生开关控制信号;
控制电路,耦接所述电压比较单元,所述控制电路包括至少一开关,经配置以依据所述开关控制信号驱动所述至少一开关;以及
电压补偿单元,耦接于所述控制电路,经配置以依据被导通的所述至少一开关提供补偿电阻值,其中所述电压补偿电路依据所述补偿电阻值提供补偿电压给所述电源供应器。
2.根据权利要求1所述的电压补偿电路,其中:
所述电流检测单元包括检测电感,
所述电源供应器经配置以经由所述检测电感将所述输出电源提供到负载,当所述输出电源的电流值流经所述检测电感时,所述检测电感经配置以提供对应于所述负载电流的负载差动信号对。
3.根据权利要求2所述的电压补偿电路,其中所述电压转换单元包括:
差动电流放大器,所述差动电流放大器的第一输入端耦接于所述输出电感的第一端以及所述电源供应器,所述差动电流放大器的第二输入端耦接于所述输出电感的第二端以及所述负载,所述差动电流放大器经配置以对所述负载差动信号对进行转换以产生所述负载电压,并经由所述差动电流放大器的输出端输出所述负载电压。
4.根据权利要求3所述的电压补偿电路,其中所述电压转换单元还包括:
缓冲器,耦接于所述差动电流放大器的输出端以及所述电压比较单元之间,经配置以接收所述负载电压并增益所述负载电压的电压值。
5.根据权利要求1所述的电压补偿电路,其中所述电压比较单元包括:
第一开关控制信号产生器,耦接于所述电压转换单元以接收所述负载电压,经配置以比较所述负载电压与所述至少一参考电压的第一参考电压以产生所述开关控制信号中的第一开关控制信号;以及
第二开关控制信号产生器,耦接于所述电压转换单元以接收所述负载电压,经配置以比较所述负载电压与所述至少一参考电压的第二参考电压以产生所述开关控制信号中的第二开关控制信号,
其中所述第一参考电压的电压值不同于所述第二参考电压的电压值。
6.根据权利要求5所述的电压补偿电路,其中所述第一开关控制信号产生器包括:
比较器,所述比较器的反相输入端经配置以接收所述参考电压,所述比较器的非反相输入端经配置以接收所述负载电压;以及
参考电压产生器,经配置以产生所述第一参考电压,所述参考电压产生器包括:
第一分压电阻,所述第一分压电阻的第一端耦接于系统电源,所述第一分压电阻的第二端耦接于所述比较器的反相输入端;以及
第二分压电阻,所述第一分压电阻的第一端耦接于所述第一分压电阻的第二端,所述第二分压电阻的第二端耦接于参考低电压。
7.根据权利要求5所述的电压补偿电路,其中所述电压补偿单元包括:
至少一补偿电阻,分别与所述至少一开关对应耦接,
其中电压补偿单元依据所述开关控制信号控制所述至少一开关以选择所述至少一补偿电阻的使用数量,藉以提供所述补偿电阻值。
8.根据权利要求7所述的电压补偿电路,其中:
所述至少一补偿电阻的第一补偿电阻的第一端耦接于所述电源供应器,所述第一补偿电阻的第二端耦接于所述至少一开关的第一开关的第一端,
所述第一开关的第二端耦接于参考低电压,所述第一开关的控制端耦接于所述第一开关控制产生器以接收所述第一开关控制信号。
9.根据权利要求1所述的电压补偿电路,其中所述补偿电阻值关连于被导通的所述至少一开关的数量。
10.一种电压补偿方法,适用于对电源供应器的输出电源的电压值进行补偿,其特征在于,所述电压补偿方法包括:
检测所述电源供应器所提供的负载电流;
依据所述负载电流产生负载电压;
对所述负载电压以及至少一参考电压进行比较以产生开关控制信号;
提供至少一开关,并依据所述开关控制信号驱动所述至少一开关;以及
依据被导通的所述至少一开关提供补偿电阻值,并依据所述补偿电阻值提供补偿电压给所述电源供应器。
11.根据权利要求10所述的电压补偿方法,其中检测所述电源供应器所提供的所述负载电流的步骤包括:
提供检测电感;以及
当所述输出电源的电流值流经所述检测电感时提供对应于所述负载电流的负载差动信号对。
12.根据权利要求11所述的电压补偿方法,其中依据所述负载电流产生所述负载电压的步骤包括:
对所述负载差动信号对进行转换以产生所述负载电压。
13.根据权利要求12所述的电压补偿方法,其中依据所述负载电流产生所述负载电压的步骤还包括:
增益所述负载电压的电压值。
14.根据权利要求10所述的电压补偿方法,其中对所述负载电压以及所述至少一参考电压进行比较以产生所述开关控制信号的步骤包括:
比较所述负载电压与所述至少一参考电压的第一参考电压以产生所述开关控制信号中的第一开关控制信号;以及
比较所述负载电压与所述至少一参考电压的第二参考电压以产生所述开关控制信号中的第二开关控制信号,
其中所述第一参考电压的电压值不同于所述第二参考电压的电压值。
15.根据权利要求10所述的电压补偿方法,其中所述补偿电阻值关连于被导通的所述至少一开关的数量。
CN201910680916.9A 2019-05-22 2019-07-26 电压补偿电路以及电压补偿方法 Active CN111984051B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108117718A TWI697751B (zh) 2019-05-22 2019-05-22 電壓補償電路以及電壓補償方法
TW108117718 2019-05-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111984051A true CN111984051A (zh) 2020-11-24
CN111984051B CN111984051B (zh) 2022-01-25

Family

ID=71520019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910680916.9A Active CN111984051B (zh) 2019-05-22 2019-07-26 电压补偿电路以及电压补偿方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10715040B1 (zh)
CN (1) CN111984051B (zh)
TW (1) TWI697751B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113687682A (zh) * 2021-08-23 2021-11-23 珠海极海半导体有限公司 供电信号补偿电路及耗材芯片

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020130710A1 (en) * 1999-09-30 2002-09-19 Peter Mahrla Circuit configuration for low-power reference voltage generation
US20050002134A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-06 Toko, Inc. Switching-type constant current power supply device
US20130307511A1 (en) * 2011-02-11 2013-11-21 Ian Douglas De Vries Hysteretic current mode controller for a bidirectional converter with lossless inductor current sensing
TW201710818A (zh) * 2015-06-01 2017-03-16 英特希爾美國公司 具有負載電阻器仿真的電流模式控制調節器
CN107508465A (zh) * 2017-09-01 2017-12-22 无锡力芯微电子股份有限公司 恒定导通时间型升压稳压器
TW201824718A (zh) * 2016-12-21 2018-07-01 茂達電子股份有限公司 具快速暫態響應的電流式電壓轉換器
CN109460104A (zh) * 2018-12-03 2019-03-12 惠科股份有限公司 一种电压调节电路、电压调节装置以及显示装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4460873A (en) 1982-11-19 1984-07-17 Control Data Corporation Active differential output direct current offset voltage compensation circuit for a differential amplifier
FR2620879B1 (fr) 1987-09-21 1990-01-19 Thomson Semiconducteurs Amplificateur differentiel de courant a fonctionnement sequentiel
US9018929B2 (en) 2013-03-15 2015-04-28 Intersil Americas LLC Internal compensation for power management integrated circuits
JP6180815B2 (ja) * 2013-06-21 2017-08-16 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 ボルテージレギュレータ
TWI489760B (zh) 2013-07-03 2015-06-21 Richtek Technology Corp 具壓降補償功能之電壓轉換控制器及電壓轉換電路
CN105763032B (zh) 2014-12-15 2018-07-06 台达电子工业股份有限公司 电子装置及其控制方法
JP6554888B2 (ja) 2015-04-15 2019-08-07 富士電機株式会社 スイッチング電源装置
US9806619B2 (en) * 2015-07-20 2017-10-31 Texas Instruments Incorporated Time-interleaved current feedback droop function for multiphase buck converters
CN106559002B (zh) 2015-09-28 2018-10-19 强弦科技股份有限公司 电路转换器控制系统
JP2018073288A (ja) * 2016-11-02 2018-05-10 エイブリック株式会社 ボルテージレギュレータ
JP6884472B2 (ja) * 2017-08-10 2021-06-09 エイブリック株式会社 ボルテージレギュレータ
KR101937268B1 (ko) * 2017-10-11 2019-04-09 현대오트론 주식회사 실시간 기울기 제어 장치 및 그것의 동작 방법
CN108153364B (zh) * 2017-12-29 2020-09-18 南方科技大学 一种低压差线性稳压器及其稳压方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020130710A1 (en) * 1999-09-30 2002-09-19 Peter Mahrla Circuit configuration for low-power reference voltage generation
US20050002134A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-06 Toko, Inc. Switching-type constant current power supply device
US20130307511A1 (en) * 2011-02-11 2013-11-21 Ian Douglas De Vries Hysteretic current mode controller for a bidirectional converter with lossless inductor current sensing
TW201710818A (zh) * 2015-06-01 2017-03-16 英特希爾美國公司 具有負載電阻器仿真的電流模式控制調節器
TW201824718A (zh) * 2016-12-21 2018-07-01 茂達電子股份有限公司 具快速暫態響應的電流式電壓轉換器
CN107508465A (zh) * 2017-09-01 2017-12-22 无锡力芯微电子股份有限公司 恒定导通时间型升压稳压器
CN109460104A (zh) * 2018-12-03 2019-03-12 惠科股份有限公司 一种电压调节电路、电压调节装置以及显示装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113687682A (zh) * 2021-08-23 2021-11-23 珠海极海半导体有限公司 供电信号补偿电路及耗材芯片
CN114115413A (zh) * 2021-08-23 2022-03-01 珠海极海半导体有限公司 电源保护电路和电源管理系统
CN114123778A (zh) * 2021-08-23 2022-03-01 珠海极海半导体有限公司 自适应补偿电路、保护电路及集成电路
CN114123779A (zh) * 2021-08-23 2022-03-01 珠海极海半导体有限公司 负载驱动电路、mcu和自适应补偿电路
CN114123778B (zh) * 2021-08-23 2024-01-19 珠海极海半导体有限公司 自适应补偿电路、保护电路及集成电路
CN114123779B (zh) * 2021-08-23 2024-04-16 珠海极海半导体有限公司 负载驱动电路、mcu和自适应补偿电路

Also Published As

Publication number Publication date
TW202043961A (zh) 2020-12-01
CN111984051B (zh) 2022-01-25
US10715040B1 (en) 2020-07-14
TWI697751B (zh) 2020-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7294994B2 (en) Power supply
CN111051899B (zh) 使用具有数字az偏移补偿的感测放大器进行高精度电流感测
TWI410033B (zh) 穩定轉換脈波調變模式之電流式降壓轉換器
JP5093037B2 (ja) 負荷駆動回路
US7911185B2 (en) Battery voltage detection circuit
US9966844B2 (en) Switching power supply apparatus
US11258360B2 (en) Switched-capacitor power converting apparatus and operating method thereof
US8742743B2 (en) Switching control circuit
US8742742B2 (en) Switching control circuit for fixed-on-time power conversion system
CN111984051B (zh) 电压补偿电路以及电压补偿方法
US10735016B2 (en) D/A conversion circuit, quantization circuit, and A/D conversion circuit
US20100066327A1 (en) Voltage conversion apparatus
US10389242B2 (en) Voltage and current sensing calibration for switching voltage regulators
US20010033190A1 (en) Analog voltage isolation circuit
JP4255632B2 (ja) 電気負荷の断線検出装置
CN111596715A (zh) 电压调整装置、芯片、电源及电子设备
JP2013085382A (ja) スイッチングレギュレータとその制御方法
US6798370B1 (en) Parallel A/D converter
US11088677B1 (en) Signal receiving device
WO2017217249A1 (ja) パワーコンバータ
KR100834590B1 (ko) 셔터용 액튜에이터 구동 회로 및 셔터용 액튜에이터 장치
JP4977829B2 (ja) Dc−dcコンバータ用の高精度レベルの改良されたウィンドウ・コンパレータ
JP2007218664A (ja) 電流検出装置
CN112532079B (zh) 一种开关电源恒压控制补偿电路
WO2023188965A1 (ja) 半導体装置、モジュール

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