CN113568469A - 一种输出电压调节电路及其恒压输出系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种输出电压调节电路及其恒压输出系统，该输出电压调节单路包括：补偿电路和误差放大电路，补偿电路包括负载电流补偿单元、输入电压补偿单元、补偿电阻R1以及稳流单元，本方案利用负载电流补偿单元消除或减小负载电流的变化对输出电压的影响；并且利用输入电压补偿单元消除或减小输入电压的变化对输出电压的影响，从而实现电源输出电压的恒定输出。
Description
技术领域
本申请涉及电源恒压输出技术领域，具体而言，涉及一种输出电压调节电路及其恒压输出系统。
背景技术
传统的电源输出电压会受到输入电压(即母线电压)的影响，除了受到输入电压的影响外，负载电流变化也会影响输出电压值，一般的，输入母线电压增大或负载电流增大会导致输出电压降低，进而造成电源的输出电压波动较大，导致负载或电路元件损伤。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种输出电压调节电路及其恒压输出系统，用以消除或减小母线电压变化或负载电流变化对输出电压的影响，从而实现电源恒压输出。
第一方面，本发明提供一种输出电压调节电路，包括：补偿电路和误差放大电路，所述补偿电路包括负载电流补偿单元、补偿电阻R1以及稳流单元；所述负载电流补偿单元用于根据所述误差放大电路输出的误差信号生成负载补偿电流，并根据所述负载补偿电流、补偿电阻R1以及稳流单元生成负载补偿电压传输至所述误差放大电路的正相输入端；所述误差放大电路，用于根据输出电压和所述负载补偿电压输出对应的误差信号，所述误差信号用于对调制电路控制的所述输出电压进行相应调节，以实现恒压输出。
在上述设计的输出电压调节电路中，由于误差放大电路输出的误差信号的变化可以反应负载电流的变化并且呈现正相关，因此，在第一方面中采用负载电流补偿单元根据误差放大电路输出的误差信号生成正相关的负载补偿电流，然后基于负载补偿电流生成正相关的负载补偿电压输出给误差放大电路的正相输入端，使得误差放大电路输出与负载补偿电压正相关变化的误差信号，进而使得基于误差信号调节的输出电压也与负载补偿电压呈现正相关变化，这样即补偿了原本输出电压与负载电流变化呈现的反相关变化，使得输出电压基本保持不变，从而消除或减小负载电流的变化对输出电压的影响，进而实现电源的恒压输出。
在第一方面的可选实施方式中，所述负载电流补偿单元的输入端与所述误差放大电路的输出端连接，所述负载电流补偿单元的输出端通过补偿电阻R1与所述稳流单元串联，所述负载电流补偿单元的输出端与所述误差放大电路的正相输入端连接，所述误差放大电路的反相输入端用于采样所述输出电压，所述误差放大电路的输出端用于与所述调制电路连接。
在第一方面的可选实施方式中，所述负载电流补偿单元包括电流补偿误差放大器、补偿电阻R2、电流补偿可控开关管以及电流补偿电流镜；所述电流补偿误差放大器的正相输入端与所述误差放大电路的输出端连接，所述电流补偿误差放大器的反相输入端通过补偿电阻R2接地，所述电流补偿误差放大器的输出端与所述电流补偿可控开关管的控制端连接，所述电流补偿可控开关管的第一端与所述电流补偿误差放大器的反相输入端连接，所述电流补偿可控开关管的第二端通过所述电流补偿电流镜与补偿电阻R1连接；所述电流补偿误差放大器，用于将所述误差信号的电压钳位到所述电流补偿可控开关管的第一端，以在所述补偿电阻R2、电流补偿可控开关管支路上形成补偿电流并输出给所述电流补偿电流镜；所述电流补偿电流镜，用于根据对应的电流镜比例和所述补偿电流生成所述负载补偿电流。
在第一方面的可选实施方式中，所述稳流单元包括稳流误差放大器、稳流电阻R3以及稳流可控开关管；所述稳流误差放大器的正相输入端用于接收一预设参考电压，所述稳流误差放大器的反相输入端通过稳流电阻R3接地，所述稳流误差放大器的输出端与所述稳流可控开关管的控制端连接，所述稳流可控开关管的第一端分别与所述稳流误差放大器的反相输入端以及补偿电阻R1连接，所述稳流可控开关管的第二端用于与电源连接。
在第一方面的可选实施方式中，所述输出电压调节电路还包括电压采样电路，所述误差放大电路的反相输入端与所述电压采样电路耦接，以采样所述输出电压。
在第一方面的可选实施方式中，所述输出电压调节电路还包括调制电路，所述调制电路的输入端与所述误差放大电路的输出端连接，所述调制电路的输出端用于与可控开关管连接；所述调制电路，用于根据所述误差信号输出对应的调制信号，以对所述可控开关管的占空比进行调节，从而对所述输出电压进行相应调节，以实现恒压输出，其中，所述可控开关管的占空比与所述调制信号呈正相关。
在第一方面的可选实施方式中，所述误差信号、负载补偿电流、负载补偿电压与负载电流均呈正相关。
在第一方面的可选实施方式中，所述误差信号和所述输出电压呈正相关。
在第一方面的可选实施方式中，所述补偿电路还包括输入电压补偿单元；所述输入电压补偿单元，用于根据输入电压生成输入电压补偿电流，并根据输入电压补偿电流、补偿电阻R1以及稳流单元生成输入补偿电压并传输至所述误差放大电路的正相输入端，其中，所述输入电压为母线电压对应的采样电压；所述误差放大电路，还用于根据所述负载补偿电压、所述输入补偿电压和所述输出电压输出对应的误差信号。
在上述设计的实施方式中，在基于负载电流补偿单元基于负载补偿电流生成正相关的负载补偿电压基础上，又通过输入电压补偿单元根据输入电压生成正相关的输入电压补偿电流，然后基于输入电压补偿电流生成正相关的输入补偿电压，然后向误差放大电路的正相输入端输出负载补偿电压和输入补偿电压，使得误差放大电路输出与负载补偿电压和输入补偿电压均呈正相关变化的误差信号，进而使得基于误差信号调节的输出电压也与负载补偿电压和输入补偿电压呈现正相关变化，这样既补偿了原本输出电压因输入电压的变化呈现反相关的变化，又补偿了输出电压因负载电流的变化呈现的反相关变化，使得输出电压基本保持不变，从而消除或减小输入电压以及负载电流的变化对输出电压的影响，进而实现电源的恒压输出。
第二方面，本发明提供一种输出电压调节电路，包括：补偿电路和误差放大电路，所述补偿电路包括输入电压补偿单元、补偿电阻R5以及稳流单元；所述输入电压补偿单元，用于根据输入电压生成输入电压补偿电流，并根据输入电压补偿电流和补偿电阻R5生成输入补偿电压传输给所述误差放大电路的正相输入端，其中，所述输入电压为母线电压对应的采样电压；所述误差放大电路，用于根据所述输出电压和所述输入补偿电压输出对应的误差信号，所述误差信号用于对调制电路控制的所述输出电压进行相应调节，以实现恒压输出。
在上述设计的输出电压调节电路中，通过输入电压补偿单元根据输入电压生成正相关的输入电压补偿电流，然后基于输入电压补偿电流生成正相关的输入补偿电压输出给误差放大电路的正相输入端，使得误差放大电路输出与输入补偿电压正相关变化的误差信号，进而使得基于误差信号调节的输出电压也与输入补偿电压呈现正相关变化，这样即补偿了原本输出电压因输入电压的变化呈现的反相关变化，使得输出电压基本保持不变，从而消除或减小输入电压的变化对输出电压的影响，进而实现电源的恒压输出。
在第二方面的可选实施方式中，所述输入电压补偿单元的输入端用于接收所述输入电压，所述输入电压补偿单元的输出端通过补偿电阻R5与所述稳流单元串联，所述输入电压补偿单元的输出端与所述误差放大电路的正相输入端连接，所述误差放大电路的反相输入端用于采样所述输出电压，所述误差放大电路的输出端用于与调制电路连接。
在第二方面的可选实施方式中，所述输入电压补偿单元包括：电压补偿误差放大器、补偿电阻R6、电压补偿可控开关管以及电压补偿电流镜；所述电压补偿误差放大器的正相输入端用于接收所述输入电压，所述电压补偿误差放大器的反相输入端通过补偿电阻R6接地，所述电压补偿误差放大器的输出端与所述电压补偿可控开关管的控制端连接，所述电压补偿可控开关管的第一端通过补偿电阻R6接地，所述电压补偿可控开关管的第二端通过所述电压补偿电流镜与补偿电阻R5连接；所述电压补偿误差放大器，用于将所述输入电压钳位到所述电压补偿可控开关管的第一端，以在所述补偿电阻R6、电压补偿可控开关管支路上形成补偿电流并输出给所述电压补偿电流镜；所述电压补偿电流镜，用于根据对应的电流镜比例和所述补偿电流形成所述输入电压补偿电流。
第三方面，本发明提供一种恒压输出系统，整流模组、恒压控制芯片以及降压变换模组，所述恒压控制芯片包括第一方面或第二方面中任一项所述的输出电压调节电路；所述整流模组的输入端用于接收交流电，所述整流模组的输出端与所述恒压控制芯片耦接，所述恒压控制芯片内设置有一可控开关管，所述整流模组的输出端通过所述可控开关管与所述降压变换模组耦接，所述降压变换模组的输出端与所述误差放大电路的反相输入端连接，所述误差放大电路的输出端与所述可控开关管连接，以对输出电压进行调节。
在第三方面设计的恒压输出系统中，由于设计的恒压输出系统的恒压控制芯片中包含了第一方面或第二方面任一实施方式中的输出电压调节电路，因此，设计的恒压输出系统可以消除或减小负载电流和/或输入电压对输出电压的影响，实现电源更加准确的恒压输出。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请第一实施例提供的输出电压调节电路第一结构图；
图2为本申请第一实施例提供的输出电压调节电路第二结构图；
图3为本申请第一实施例提供的输出电压调节电路第三结构图；
图4为本申请第一实施例提供的输出电压调节电路第四结构图；
图5为本申请第二实施例提供的输出电压调节电路第一结构图；
图6为本申请第二实施例提供的输出电压调节电路第二结构图；
图7为本申请第二实施例提供的输出电压调节电路第三结构图；
图8为本申请第二实施例提供的输出电压调节电路第四结构图；
图9为本申请第三实施例提供的输出电压调节电路第一结构图；
图10为本申请第三实施例提供的输出电压调节电路第二结构图；
图11为本申请第四实施例提供的恒压输出系统结构示意图。
图标：1-整流模组；2-恒压控制芯片；3-降压变换模组；4-输出电压调节电路；10-补偿电路；101-负载电流补偿单元；1011-电流补偿误差放大器；1012-电流补偿可控开关管；1013-电流补偿电流镜；102-稳流单元；1021-稳流误差放大器；1022-稳流可控开关管；110-输入电压补偿单元；1101-输入电压采样子单元；1102-电压补偿误差放大器；1103-电压补偿可控开关管；1104-电压补偿电流镜；20-误差放大电路；30-调制电路；40-电压采样电路；Q1-可控开关管。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
第一实施例
本实施例提供一种输出电压调节电路，用于消除或减小负载电流的变化对输出电压的影响，进而实现电源的恒压稳定输出。
如图1所示，该输出电压调节电路包括补偿电路10和误差放大电路20，该补偿电路10包括负载电流补偿单元101、补偿电阻R1以及稳流单元102。
该负载电流补偿单元101的输入端与误差放大电路20的输出端连接，负载电流补偿单元101的输出端通过补偿电阻R1与稳流单元102串联，负载电流补偿单元101的输出端与误差放大电路20的正相输入端连接，误差放大电路20的反相输入端用于采样输出电压，该输出电压可以是电源芯片的输出电压，也可以是输出给供电负载的电压；误差放大电路20的输出端用于与调制电路30连接。其中，该误差放大电路20可为如图1所示的误差放大器，也可以为具有误差放大器的其他形式的电路。
上述设计的输出电压调节电路，误差放大电路20输出的误差信号的变化可以反应负载电流的变化，例如，当负载电流较小时，误差放大电路20的误差信号Veao较小；当负载电流较大时，误差放大电路20输出的误差信号Veao较大，因此，本实施例采集误差放大电路20的误差信号Veao的变化来表征负载电流的变化，进而对输出电压进行调节。
在应用时，负载电流补偿单元101采集误差信号Veao并根据误差信号Veao生成负载补偿电流I1，并根据负载补偿电流I1、补偿电阻R1以及稳流单元102生成负载补偿电压Vcomp1传输给误差放大电路20的正相输入端，由于负载补偿电流I1与误差信号Veao呈正相关，若负载电流增大，则误差放大电路20输出的误差信号Veao增大，那么负载补偿电流I1则增大，使得传输给误差放大电路20正相输入端的负载补偿电压Vcomp1也增大。
误差放大电路20的反相输入端采样的是输出电压，由于负载电流增大，电源的输出电压则减小，同时误差放大电路20的正相输入端接收的负载补偿电压Vcomp1增大，这使得误差放大电路20输出的误差信号Veao在原始增大的基础上进一步增大，进一步增大的误差信号Veao输出给调制电路30，使得调制电路30根据进一步增大的误差信号Veao对输出电压进行调节，使得因负载电流增大而减小的输出电压增大，进而实现在负载电流增大的情况下，输出电压基本保持不变，从而消除或减小负载电流的变化对输出电压的影响，进而实现电源的恒压输出。
在本实施例的可选实施方式中，如图2所示，该负载电流补偿单元101包括电流补偿误差放大器1011、补偿电阻R2、电流补偿可控开关管1012以及电流补偿电流镜1013。
该电流补偿误差放大器1011的正相输入端与误差放大电路20的输出端连接，电流补偿误差放大器1011的反相输入端通过补偿电阻R2接地，电流补偿误差放大器1011的输出端与电流补偿可控开关管1012的控制端连接，电流补偿可控开关管1012的第一端与电流补偿误差放大器1011的反相输入端连接，电流补偿可控开关管1012的第二端通过电流补偿电流镜1013与补偿电阻R1连接。其中，该电流补偿可控开关管1012可为金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)管，在此基础上，该电流补偿可控开关管1012的第一端为源极，该电流补偿可控开关管1012的第二端为漏极，该电流补偿可控开关管1012的控制端为栅极，该电流补偿可控开关管1012除了为MOSFET管以外，还可以为其他形式的可控开关管，例如绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)等等。
上述设计的负载电流补偿单元101，误差放大电路20输出的误差信号Veao传输给电流补偿误差放大器1011，使得补偿电阻R2、电流补偿可控开关管1012以及电源VDD形成补偿电流I0，其中I0＝Veao/R2；该补偿电流I0通过电流补偿电流镜1013形成前述的负载补偿电流I1，其中，假设电流补偿电流镜1013的比例为K1，那么I1＝I0*K1。
在前述举例基础上，若负载电流增大，则误差信号Veao增大，那么I0增大，则使得负载补偿电流I1也增大，使得负载补偿电压Vcomp1增大，促使输出电压增大，从而使得在负载电流变大的情况下，输出电压基本保持不变，从而消除或减小负载电流的变化对输出电压的影响，进而实现电源的恒压输出。这里需要说明的是，为了使得输出电压保持恒定，可以通过调试电流补偿电流镜1013的比例和/或补偿电阻R2的大小，进而调节补偿电压的大小以实现输出电压保持恒定。
在本实施例的可选实施方式中，如图2所示，该稳流单元102包括稳流误差放大器1021、稳流电阻R3以及稳流可控开关管1022。
稳流误差放大器1021的正相输入端用于接收一预设参考电压Vref1，稳流误差放大器1021的反相输入端通过稳流电阻R3接地，稳流误差放大器1021的输出端与稳流可控开关管1022的控制端连接，稳流可控开关管1022的第一端分别与稳流误差放大器1021的反相输入端以及补偿电阻R1连接，稳流可控开关管1022的第二端用于与电源VDD连接。
上述设计的稳流单元102，稳流电阻R3、稳流可控开关管1022和电源VDD支路中形成稳流I3，由于稳流误差放大器1021正相输入端的参考电压不变，使得稳流I3持续不变化，这样使得稳流单元102产生的电流持续不变，进而使得补偿电阻R1形成的负载补偿电压Vcomp1的变化可以准确体现负载补偿电流I1的变化，进而使得形成的负载补偿电压Vcomp1更加准确，从而使得对输出电压的调节更加准确。
在本实施例的可选实施方式中，如图3所示，该补偿电路10还可以包括补偿电阻R4，该补偿电阻R4串联在负载电流补偿单元101与补偿电阻R1之间。
上述设计的实施方式，负载补偿电压Vcomp1的形成方式不仅可以单独采用补偿电阻R1和负载补偿电流I1的方式，还可以采用补偿电阻R1和补偿电阻R4二者叠加的方式。在本实施方式中，负载补偿电压Vcomp1＝I1*(R1+R4)。这里需要说明的是，除了采用补偿电阻R4以外，还可以为多个补偿电阻的形式。
在本实施例的可选实施方式中，如图4所示，该输出电压调节电路还可以包括调制电路30，该调制电路30的输入端与误差放大电路20的输出端连接，该调制电路30的输出端用于与可控开关管Q1连接。
作为一种实施方式，该调制电路30可为比较器，该比较器的第一输入端与误差放大电路20的输出端连接，以接收误差放大电路20输出的误差信号Veao，该比较器的第二输入端用于接收峰值电流的采样电压VL，该比较器的第三端用于接收斜坡补偿电压RAW(可预设)，该比较器基于误差信号Veao、采样电压VL以及斜坡补偿电压RAW输出调制信号d，该调制信号d与误差信号Veao呈正相关。例如，负载电流增大时，误差信号Veao增大，进而使得调制信号d增大，增大的调制信号d使得可控开关管Q1的占空比增大，进而使得可控开关Q1控制输出电压增大，以使因负载电流增大而减小的输出电压增大，进而使得输出电压保持恒定。
在本实施例的可选实施方式中，如图4所示，该输出电压调节电路还可以包括电压采样电路40，该电压采样电路40与误差放大电路20的反相输入端耦接，进而使得误差放大电路20通过电压采样电路40采样输出电压。
作为一种可能的实施方式，该电压采样电路40可包括采样电阻R10和采样电阻R11，该采样电阻R10的第一端用于接收输出电压，该采样电阻R10的第二端通过所述采样电阻R11接地，并且该采样电阻R10的第二端与误差放大电路的反相输入端连接，使得误差放大电路20通过电压采样电路40采样输出电压。
在上述基础上，误差放大电路20的反向输入端采样的电压可为该输出电压Vout的分压Vfb，该分压Vfb与输出电压Vout呈现同步的变化。
第二实施例
本实施例提供一种输出电压调节电路可以消除或减小输入电压的变化对输出电压的影响，进而实现电源的恒压输出。
如图5所示，该输出电压调节电路包括补偿电路10和误差放大电路20，在本实施例中，该补偿电路10包括输入电压补偿单元110、补偿电阻R5以及稳流单元102，输入电压补偿单元110的输入端用于与输入电压连接，该输入电压为母线电压对应的采样电压。
输入电压补偿单元110的输出端通过补偿电阻R5与稳流单元102串联，输入电压补偿单元110的输出端与误差放大电路20的正相输入端连接，误差放大电路20的反相输入端用于采样输出电压，误差放大电路20的输出端用于与调制电路30连接。
上述设计的输出电压调节电路，输入电压Vm被输入电压补偿单元110采集，该输入电压补偿单元110根据该输入电压生成输入电压补偿电流I2，该输入电压补偿电流I2和补偿电阻R5生成输入补偿电压Vcomp2并传输给误差放大电路20的正相输入端，由于输入电压Vm与输入电压补偿电流I2成正相关，若输入电压Vm增大，那么输入电压补偿电流I2则增大，使得输入补偿电压Vcomp2也增大。
误差放大电路20的反相输入端采样的是电源的输出电压，由于输入电压Vm增大，电源的输出电压Vout则减小；误差放大电路20的正相输入端接收的输入补偿电压Vcomp2增大，这使得误差放大电路20输出的误差信号Veao在原始增大的基础上进一步增大，进一步增大的误差信号Veao输出给调制电路30，使得调制电路30根据进一步增大的误差信号Veao对输出电压进行调节，使得原本减小的输出电压增大，进而实现在输入电压增大的情况下，输出电压基本保持不变；输入电压减小时，原理与前述类似，在这里不再赘述，通过设计的输出电压调节电路即可消除或减小输入电压的变化对输出电压的影响，进而实现电源的恒压输出。
在本实施例的可选实施方式中，如图6所示，该输入电压补偿单元110包括输入电压采样子单元1101、电压补偿误差放大器1102、补偿电阻R6、电压补偿可控开关管1103以及电压补偿电流镜1104。
输入电压采样子单元1101的输入端用于接收输入电压Vm，电压补偿误差放大器1102的正相输入端与输入电压采样子单元1101耦接，电压补偿误差放大器1102的反相输入端通过补偿电阻R6接地，电压补偿误差放大器1102的输出端与电压补偿可控开关管1103的控制端连接，电压补偿可控开关管1103的第一端通过补偿电阻R6接地，电压补偿可控开关管1103的第二端通过电压补偿电流镜1104与补偿电阻R5连接。其中，该电压补偿可控开关管1103可为MOS管，在此基础上，电压补偿可控开关管1103的第一端为源极，电压补偿可控开关管1103的第二端为漏极，电压补偿可控开关管1103的控制端为栅极，电压补偿可控开关管1103除了为MOS管以外，还可以为其他形式的可控开关管，例如绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)等等。
上述设计的输入电压补偿单元110，电压补偿误差放大器1102的正相输入端接收输入电压采样子单元1101采样的输入电压Vm，由于电压补偿误差放大器1102的反相输入端与补偿电阻R6、电压补偿可控开关管1103支路连接，使得在补偿电阻R6、电压补偿可控开关管1103支路上形成补偿电流I3，补偿电流I3经过电压补偿电流镜1104形成输入电压补偿电流I2，进而与补偿电阻R5形成输入补偿电压Vcomp2传输给误差放大电路20。
上述设计的输入电压补偿单元110，当输入电压Vm增大时，I3＝Vm/R6，则形成的补偿电流I3增大，电压补偿电流镜1104的电流镜比例为K2，则I2＝K2*I3，则形成的输入电压补偿电流I2也增大；由于Vcomp2＝I2*R2，则形成的输入补偿电压Vcomp2也增大，进而依照前述原理使得原本减小的输出电压增大，进而实现在输入电压增大的情况下，输出电压基本保持不变。
作为一种可能的实施方式，如图7所示，上述的输入电压采样子单元1101可包括采样电阻R7和采样电阻R8，采样电阻R7的第一端用于接收输入电压Vm，采样电阻R7的第二端通过采样电阻R8接地，电压补偿误差放大器1102的正相输入端与采样电阻R7的第二端连接，使得输入电压采样子单元1101采样得到的输入电压Vm的分压Vx输入给电压补偿误差放大器1102的正相输入端。在此基础上，前述的补偿电流I3此时等于Vx/R6。
在本实施例的可选实施方式中，如图8所示，本实施例的输出电压调节电路也可以包括调制电路30和电压采样电路40，其中，调制电路30和电压采样电路40与第一实施例中描述的一致，在这里不再赘述。
第三实施例
本实施例设计一种输出电压调节电路，用于消除或减小负载电流以及输入电压的变化对输出电压的影响，进而实现电源的恒压输出。
如图9所示，该输出电压调节电路包括补偿电路10和误差放大电路20，该补偿电路10包括负载电流补偿单元101、输入电压补偿单元110、补偿电阻R1以及稳流单元102，该负载电流补偿单元101的输入端与误差放大电路20的输出端连接，该负载电流补偿单元的输出端分别与补偿电阻R1和误差放大电路20的正相输入端连接，该补偿电阻R1的第二端与稳流单元102连接。
该输入电压补偿单元110的输入端用于接收输入电压Vm，该输入电压补偿单元110的输出端与补偿电阻R1的第一端连接，该误差放大电路20的反相输入端用于采样输出电压，该误差放大电路20的输出端用于与调制电路30连接。
上述设计的输出电压调节电路，负载电流补偿单元101根据误差放大电路20输出的误差信号Veao生成负载补偿电流I1，进而根据负载补偿电流I1和补偿电阻R1形成负载补偿电压Vcomp1；输入电压补偿单元110根据输入电压Vm生成输入电压补偿电流I2，进而根据输入电压补偿电流I2和补偿电阻R1形成输入补偿电压Vcomp2，使得形成负载补偿电压Vcomp1和输入补偿电压Vcomp2输出给误差放大电路20的正相输入端。
其中，负载电流补偿单元101形成的负载补偿电流I1与误差信号Veao正相关，误差信号Veao和负载电流正相关，这样使得负载电流与负载补偿电流I1和负载补偿电压Vcomp1正相关。输入电压补偿单元110形成的输入电压补偿电流I2与输入电压Vm正相关，输入电压补偿电流I2与输入补偿电压Vcomp2正相关，这样使得输入电压Vm与输入补偿电压Vcomp2正相关。
假设负载电流增大并且输入电压也增大，首先，负载电流增大促使负载补偿电流I1和负载补偿电压Vcomp1增大；输入电压增大促使输入补偿电压Vcomp2也增大，这样使得传输给误差放大电路20的补偿总电压Vcomp增大的程度为负载补偿电压Vcomp1和输入补偿电压Vcomp2的变化之和，增大的补偿总电压Vcomp传输给误差放大电路20的正相输入端，使得误差放大电路20输出相应变化的误差信号，从而使得调制电路30根据误差信号对输出电压进行相应调节，进而消除或减小负载电流增大并且输入电压也增大导致的输出电压减小的情况，实现电源的输出电压恒定输出。其中，负载电流减小并且输入电压减小时，原理类似，在这里不再赘述。
这里需要说明的是，本实施例中的负载电流补偿单元101与第一实施例中的负载电流补偿单元101相同，本实施例中的输入电压补偿单元110与第二实施例中的输入电压补偿单元110相同，稳流单元102与第一实施例中的稳流单元102相同，在这里不再赘述。
在本实施例的可选实施方式中，如图10所示，该输出电压调节电路还可以包括补偿电阻R9，该补偿电阻R9的第一端与负载电流补偿单元101的输出端连接，该补偿电阻R9的第二端与补偿电阻R1的第一端连接。
在上述基础上，第一补偿电压Vcomp1＝I1*(R1+R9)，第二补偿电压Vcomp2＝I2*R1，那么，补偿总电压Vcomp＝Vcomp1+Vcomp2＝I1*(R1+R9)+I2*R1。
第四实施例
本申请提供一种恒压输出系统，如图11所示，该恒压输出系统包括整流模组1、恒压控制芯片2以及降压变换模组3，该恒压控制芯片2包括第一实施例或第二实施例或第三实施例中所述的输出电压调节电路4。
该整流模组1的输入端用于接收交流电，该整流模组1的输出端与恒压控制芯片2和降压变换模组3耦接，该降压变换模组3的输出端与误差放大电路20的反相输入端连接，该恒压控制芯片2内可设置有可控开关管Q1，该可控开关管Q1的占空比决定降压变换模组3输出给负载的电压大小，即决定输出电压Vout的大小；该误差放大电路20的输出端与可控开关管Q1的控制端连接，以使恒压控制芯片2根据其内部的输出电压调节电路4对输出电压Vout进行调节。
上述设计的恒压输出系统，该整流模组1将交流电V(可为市电220V)整流转换为输入电压Vm，该输入电压Vm传输给降压变换模组3降压转换后给外部负载提供输出电压Vout，本申请方案调节的输出电压Vout即为降压变换模组3两端为负载输出的电压，该输出电压Vout回传给恒压控制芯片2中的误差放大电路20的反相输入端，进而依照第一实施例或第二实施例或第三实施例的方式对输出电压进行调节。
在恒压控制芯片2具有第二实施例或第三实施例中的输入电压补偿单元110时，该输入电压Vm还会传输给恒压控制芯片2中的输入电压补偿单元110，进而基于第二实施例或第三实施例的方式消除或减小输入电压Vm的变化对输出电压Vout的影响。
作为一种可能的实施方式，误差放大电路20可通过调制电路30与可控开关管Q1的控制端连接，该调制电路30基于误差放大电路20输出的误差信号输出对应的调制信号传输给可控开关管Q1的控制端，进而控制可控开关管Q1的占空比，以对输出电压Vout进行调节，进而实现恒压输出。另外，这里需要说明的是，前述的峰值电流的采样电压VL即为图11中A点的采样电压。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种输出电压调节电路，其特征在于，包括：补偿电路(10)和误差放大电路(20)，所述补偿电路(10)包括负载电流补偿单元(101)、补偿电阻R1以及稳流单元(102)；
所述负载电流补偿单元(101)，用于根据所述误差放大电路(20)输出的误差信号生成负载补偿电流，并根据所述负载补偿电流、补偿电阻R1以及稳流单元(102)生成负载补偿电压传输至所述误差放大电路(20)的正相输入端；
所述误差放大电路(20)，用于根据输出电压和所述负载补偿电压输出对应的误差信号，所述误差信号用于对调制电路(30)的所述输出电压进行相应调节，以实现恒压输出。
2.根据权利要求1所述的输出电压调节电路，其特征在于，所述负载电流补偿单元(101)的输入端与所述误差放大电路(20)的输出端连接，所述负载电流补偿单元(101)的输出端通过补偿电阻R1与所述稳流单元(102)串联，所述负载电流补偿单元(101)的输出端与所述误差放大电路(20)的正相输入端连接，所述误差放大电路(20)的反相输入端用于采样所述输出电压，所述误差放大电路(20)的输出端用于与所述调制电路(30)连接。
3.根据权利要求2所述的输出电压调节电路，其特征在于，所述负载电流补偿单元(101)包括电流补偿误差放大器(1011)、补偿电阻R2、电流补偿可控开关管(1012)以及电流补偿电流镜(1013)；
所述电流补偿误差放大器(1011)的正相输入端与所述误差放大电路(20)的输出端连接，所述电流补偿误差放大器(1011)的反相输入端通过补偿电阻R2接地，所述电流补偿误差放大器(1011)的输出端与所述电流补偿可控开关管(1012)的控制端连接，所述电流补偿可控开关管(1012)的第一端与所述电流补偿误差放大器(1011)的反相输入端连接，所述电流补偿可控开关管(1012)的第二端通过所述电流补偿电流镜(1013)与补偿电阻R1连接；
所述电流补偿误差放大器(1011)，用于将所述误差信号的电压钳位到所述电流补偿可控开关管(1012)的第一端，以在所述补偿电阻R2、电流补偿可控开关管(1012)支路上形成补偿电流并输出给所述电流补偿电流镜(1013)；
所述电流补偿电流镜(1013)，用于根据对应的电流镜比例和所述补偿电流生成所述负载补偿电流。
4.根据权利要求2所述的输出电压调节电路，其特征在于，所述输出电压调节电路还包括调制电路(30)，所述调制电路(30)的输入端与所述误差放大电路(20)的输出端连接，所述调制电路(30)的输出端用于与可控开关管(Q1)连接；
所述调制电路(30)，用于根据所述误差信号输出对应的调制信号，以对所述可控开关管(Q1)的占空比进行调节，从而对所述输出电压进行相应调节，以实现恒压输出，其中，所述可控开关管(Q1)的占空比与所述调制信号呈正相关。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的输出电压调节电路，其特征在于，所述误差信号、负载补偿电流、负载补偿电压与负载电流均呈正相关，所述误差信号和所述输出电压呈正相关。
6.根据权利要求1所述的输出电压调节电路，其特征在于，所述补偿电路(10)还包括输入电压补偿单元(110)；
所述输入电压补偿单元(110)，用于根据输入电压生成输入电压补偿电流，并根据输入电压补偿电流、补偿电阻R1以及稳流单元(102)生成输入补偿电压并传输至所述误差放大电路(20)的正相输入端，其中，所述输入电压为母线电压对应的采样电压；
所述误差放大电路(20)，还用于根据所述负载补偿电压、所述输入补偿电压和所述输出电压输出对应的误差信号。
7.一种输出电压调节电路，其特征在于，包括：补偿电路(10)和误差放大电路(20)，所述补偿电路(10)包括输入电压补偿单元(110)、补偿电阻R5以及稳流单元(102)；
所述输入电压补偿单元(110)，用于根据输入电压生成输入电压补偿电流，并根据输入电压补偿电流和补偿电阻R5生成输入补偿电压传输给所述误差放大电路(20)的正相输入端，其中，所述输入电压为母线电压对应的采样电压；
所述误差放大电路(20)，用于根据所述输出电压和所述输入补偿电压输出对应的误差信号，所述误差信号用于对调制电路(30)控制的所述输出电压进行相应调节，以实现恒压输出。
8.根据权利要求7所述的输出电压调节电路，其特征在于，所述输入电压补偿单元(110)的输入端用于接收所述输入电压，所述输入电压补偿单元(110)的输出端通过补偿电阻R5与所述稳流单元(102)串联，所述输入电压补偿单元(110)的输出端与所述误差放大电路(20)的正相输入端连接，所述误差放大电路(20)的反相输入端用于采样所述输出电压，所述误差放大电路(20)的输出端用于与调制电路(30)连接。
9.根据权利要求8所述的输出电压调节电路，其特征在于，所述输入电压补偿单元(110)包括：电压补偿误差放大器(1102)、补偿电阻R6、电压补偿可控开关管(1103)以及电压补偿电流镜(1104)；
所述电压补偿误差放大器(1102)的正相输入端用于接收所述输入电压，所述电压补偿误差放大器(1102)的反相输入端通过补偿电阻R6接地，所述电压补偿误差放大器(1102)的输出端与所述电压补偿可控开关管(1103)的控制端连接，所述电压补偿可控开关管(1103)的第一端通过补偿电阻R6接地，所述电压补偿可控开关管(1103)的第二端通过所述电压补偿电流镜(1104)与补偿电阻R5连接；
所述电压补偿误差放大器(1102)，用于将所述输入电压钳位到所述电压补偿可控开关管(1103)的第一端，以在所述补偿电阻R6、电压补偿可控开关管(1103)支路上形成补偿电流并输出给所述电压补偿电流镜(1104)；
所述电压补偿电流镜(1104)，用于根据对应的电流镜比例和所述补偿电流生成所述输入电压补偿电流。
10.一种恒压输出系统，其特征在于，所述系统包括：整流模组(1)、恒压控制芯片(2)以及降压变换模组(3)，所述恒压控制芯片(2)包括权利要求1-9中任一项所述的输出电压调节电路；
所述整流模组(1)的输入端用于接收交流电，所述整流模组(1)的输出端与所述恒压控制芯片(2)耦接，所述恒压控制芯片(2)内设置有一可控开关管(Q1)，所述整流模组(1)的输出端通过所述可控开关管(Q1)与所述降压变换模组(3)耦接，所述降压变换模组(3)的输出端与所述误差放大电路(20)的反相输入端连接，所述误差放大电路(20)的输出端与所述可控开关管(Q1)连接，以对输出电压进行调节。
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