CN202711109U - 一种利用反馈环进行远端稳压补偿电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型介绍了一种利用反馈环进行远端稳压补偿电路，包括DC-DC转换器、缓冲电容、差分电路、反馈电路、稳压电路、分压电路、接口是输出+、输出地、远端+、远端地；利用反馈环进行远端稳压补偿电路，利用差分运放解决了共地问题，利用本身输出为差分运放及运算放大器供电，简化电路、节约成本，利用负反馈电路，适输出处于一个动态平衡状态，达到稳定输出电压的目的，利用分压电路输出电压易调整，改变基准可以实现电压连续可调。本专利通过负反馈控制电路，自动控制电源的输出电压，使采样端的电压稳定在一定值；从而使得环路灵敏，响应快，输出电压平稳。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种稳压补偿电路，特别是一种利用反馈环进行远端稳压补偿电路。
背景技术
当电源需要长距离传输或电源需要较大电流输出时，传输导线上会产生压降，这种较大压降会对负载产生不利的影响或不能正常工作。我们需要一种方法，解决这种压降问题，也就是要将输出电压稳定在一定值。
如图1所示的目前Vicor公司公布的应用电路，一般采用运放和光耦来控制模块SC端的电源，来达到稳定输出电压的电路。在使用时出现的较大问题是，光耦的切换需要一定时间，得到的输出电压会产生较大波动，即输出纹波大。此电路存在的问题是环路不灵敏，响应慢，输出电压有锯齿。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种利用反馈环进行远端稳压补偿电路，利用VICOR模块的电压调节功能，通过负反馈控制电路，自动控制电源的输出电压，使采样端的电压稳定在一定值；从而使得环路灵敏，响应快，输出电压平稳。
为了实现解决上述技术问题的目的，本实用新型采用了如下技术方案：
本实用新型的一种利用反馈环进行远端稳压补偿电路，包括DC-DC转换器、缓冲电容、差分电路、反馈电路、稳压电路、分压电路，接口是输出+、输出地、远端+、远端地；输出+、输出地两个接口用于接外部负载；远端+、远端地两个接口接需要补偿电压使电压稳定输出的两个端口；所述两个端口可以是负载端、电源输出端或传输导线的节点；
所述DC-DC转换器为具有可从外部调整输出电压的功能的通用电路，端口包括输出正、输出地、SC、+S、-S，DC-DC转换器输出正端口接+S端口，DC-DC转换器输出地端口接-S；
所述差分电路包括第一电阻、第二电阻和差分运放，端口包括采样正、采样地、输出；第一电阻和第二电阻分别通过采样正和采样地连接差分运放的“+IN”，差分运放的“-IN”接差分电路的采样地，差分运放的“Out”为差分电路的输出，差分运放的“V+”、“V-”接供电源，差分运放的“ref”连接差分运放的“V-”，差分运放的其余管脚悬空；
所述反馈电路包括第二运放、第一限流电阻、第二限流电阻、第一电容、第二电容、反馈电容，端口包括正输入、负输入、输出和地；第二运放正相输入通过第一限流电阻连接反馈电路正输入端口，第二运放反相输入为反馈电路的负输入，第二运放的正相输入和反馈电路地之间接第二电容，第二运放的反相输入和反馈电路地之间接第一电容，第二运放的反相输入和输出之间接反馈电容，第二运放的输出还接第二限流电阻，第二限流电阻的另一端为反馈电路输出，第二运放的“V+”和“GND”接供电源，第二运放的其余管脚悬空；
所述稳压电路包括第三限流电阻和第一电压基准，端口包括输入、输出和地；第一电压基准的阴极连接第一电压基准的基准作为稳压电路的输出接口，第一电压基准的阳极为稳压电路的地，第一电压基准的阴极还接第三限流电阻，第三限流电阻的另一端为反馈电路的输入；
所述分压电路包括下调电阻、第三电阻、第二电压基准，端口包括输入、地、SC口和-S口；其中第二电压基准的阳极为分压电路的地接口，第二电压基准的阴极连接第二电压基准的基准作为分压电路的输入，第二电压基准的阴极还接第三电阻；第三电阻的另一端作为分压电路的SC口，同时还连接下调电阻；下调电阻的另一端为分压电路的-S口；
所述DC-DC转换器的SC接缓冲电容的正极，DC-DC转换器的-S接缓冲电容的负极，DC-DC转换器的输出正接稳压电路的输入，DC-DC转换器的输出地接反馈电路、稳压电路及分压电路的地，差分电路的输出接反馈电路负输入，稳压电路的输出接反馈电路的正输入，反馈电路的输出接分压电路的输入，分压电路的SC口和-S口分别接DC-DC转换器的SC和-S，DC-DC转换器的输出正和输出地为本电路的输出+和输出地，反馈电路的采样正和采样地为本电路的采样+和采样地。
本专利所述的电压基准，指的是电压基准芯片，是用来完成输出一个基准电压功能的标准芯片，只要能够达到输出一个基准电压目的即可满足本专利的要求。
差分运放的各个管脚，具体功能区别为“+IN”、“-IN”输入采样电压，“out”输出采样电压的差值，“V+”、“V-”输入工作电压，“ref”连接“V-”，其余管脚悬空。
第二运放的各个管脚，具体功能区别为 “+IN”输入一个基准电压 ，“-IN”输入差分运放的输出采样电压的差值，“+IN”和“-IN”对地加电容，“-IN”和“out”之间加反馈电容，“V+”、“GND”输入工作电压，其余管脚悬空。
本专利利用差分运放解决了共地问题，利用本身输出为差分运放及运算放大器供电，简化电路、节约成本，利用反馈电路，使输出处于一个动态平衡状态，达到稳定输出电压的目的，利用分压电路输出电压易调整，改变基准可以实现电压连续可调。
通过采用上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：
本专利的利用反馈环进行远端稳压补偿电路，利用差分运放解决了共地问题，利用本身输出为差分运放及运算放大器供电，简化电路、节约成本，利用负反馈电路，适输出处于一个动态平衡状态，达到稳定输出电压的目的，利用分压电路输出电压易调整，改变基准可以实现电压连续可调。
附图说明
图1是目前Vicor公司推荐的一种电压补偿电路。
图2是本专利的一种利用反馈环进行远端稳压补偿电路。
图2中，1为DC-DC转换器，2为差分运放，3为第二运放，4为第二电压基准，5为第一电压基准，6为第一电阻，7为第二电阻，8为第一限流电阻，10为第二限流电阻，11为第三限流电阻，12为下调电阻，13为第三电阻，14为缓冲电容，15为第一电容，16为第二电容，17为反馈电容；
虚框100为稳压电路，虚框200为分压电路，虚框300为差分电路，虚框400为反馈电路。
具体实施方式
实施例1
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
一种利用负反馈环进行远端稳压补偿电路如图2所示。差分运放2，主要解决共地问题，该差分运放2的“out”脚输出电压为V6=V3-V2（V3为差分运放2“正相输入”脚电压、V2为差分运放2“反相输入”脚电压），该电压可以实时线性的反映输出电压的值。第一电阻6和第二电阻7对采样电压进行分压，然后和第一电压基准5产生的基准电压比较，控制第二运放3的输出电压在高、低之间变换。当采样输出电压高于基准电压时，第二运放3输出低电平，第二分流电阻10、下调电阻12和第三电阻13构成的电阻网络相当于给DC-DC转换器1提供一个下调电阻，使DC-DC转换器1输出电压降低；当采样输出电压低于基准电压时，第二运放3输出高电平，该高电平通过第二电压基准4产生2.5V的稳定电压，该电压通过下调电阻12、第三电阻13和DC-DC转换器1内部的SC电路组成分压系统，升高SC脚电压，从而自动调整输出电压。如此往复，电源处于一个动态平衡状态，达到稳定输出电压的目的。
电路应用时，注意电源的最高输出电压不能超过选定DC-DC转换器1的上调范围。也就是说，电压补偿也是有一定条件的。例如：在负载端想得到5V的输出电压，如果选择标称输出8V的DC-DC模块，那么电路所能补偿的最大压降为8×1.1-5=3.8V，如果已知回路的传输压降大于3.8V，那么，负载端电压就不能稳定在5V。此时，就需要选择标称输出更高的DC-DC转换器。
对于输出电压可以调节的电源，只需调节第二运放的基准电压即可得到不同的输出电压。
本实用新型的运算放大器可以采用输出自供电；根据电源本身的输出电压不同，对于输出电压较低的电源和输出较高的电源，需要考虑外加辅助源供电。
Claims (2)
1.一种利用反馈环进行远端稳压补偿电路，其特征是：包括DC-DC转换器（1）、缓冲电容（14）、差分电路、反馈电路、稳压电路、分压电路，接口是输出+、输出地、远端+、远端地；输出+、输出地两个接口用于接外部负载；远端+、远端地两个接口接需要补偿电压使电压稳定输出的两个端口；所述两个端口可以是负载端、电源输出端或传输导线的节点；
所述DC-DC转换器（1）为具有可从外部调整输出电压的功能的通用电路，端口包括输出正、输出地、SC、+S、-S，DC-DC转换器（1）输出正端口接+S端口，DC-DC转换器（1）输出地端口接-S；
所述差分电路包括第一电阻（6）、第二电阻（7）和差分运放（2），端口包括采样正、采样地、输出；第一电阻（6）和第二电阻（7）分别通过采样正和采样地连接差分运放（2）的“+IN”，差分运放（2）的“-IN”接差分电路的采样地，差分运放（2）的“Out”为差分电路的输出，差分运放（2）的“V+”、“V-”接供电源，差分运放（2）的“ref”连接差分运放（2）的“V-”，差分运放（2）的其余管脚悬空；
所述反馈电路包括第二运放（3）、第一限流电阻（8）、第二限流电阻（10）、第一电容（15）、第二电容（16）、反馈电容（17），端口包括正输入、负输入、输出和地；第二运放（3）正相输入通过第一限流电阻（8）连接反馈电路正输入端口，第二运放（3）反相输入为反馈电路的负输入，第二运放（3）的正相输入和反馈电路地之间接第二电容（16），第二运放（3）的反相输入和反馈电路地之间接第一电容（15），第二运放（3）的反相输入和输出之间接反馈电容（17），第二运放（3）的输出还接第二限流电阻（10），第二限流电阻（10）的另一端为反馈电路输出，第二运放（3）的“V+”和“GND”接供电源，第二运放（3）的其余管脚悬空；
所述稳压电路包括第三限流电阻（11）和第一电压基准（5），端口包括输入、输出和地；第一电压基准（5）的阴极连接第一电压基准（5）的基准作为稳压电路的输出接口，第一电压基准（5）的阳极为稳压电路的地，第一电压基准（5）的阴极还接第三限流电阻（11），第三限流电阻（11）的另一端为反馈电路的输入；
所述分压电路包括下调电阻（12）、第三电阻（13）、第二电压基准（4），端口包括输入、地、SC口和-S口；其中第二电压基准（4）的阳极为分压电路的地接口，第二电压基准（4）的阴极连接第二电压基准（4）的基准作为分压电路的输入，第二电压基准（4）的阴极还接第三电阻（13）；第三电阻（13）的另一端作为分压电路的SC口，同时还连接下调电阻（12）；下调电阻（12）的另一端为分压电路的-S口；
所述DC-DC转换器（1）的SC接缓冲电容（14）的正极，DC-DC转换器（1）的-S接缓冲电容（14）的负极，DC-DC转换器（1）的输出正接稳压电路的输入，DC-DC转换器（1）的输出地接反馈电路、稳压电路及分压电路的地，差分电路的输出接反馈电路负输入，稳压电路的输出接反馈电路的正输入，反馈电路的输出接分压电路的输入，分压电路的SC口和-S口分别接DC-DC转换器（1）的SC和-S，DC-DC转换器（1）的输出正和输出地为本电路的输出+和输出地，反馈电路的采样正和采样地为本电路的采样+和采样地。
2.根据权利要求1所述利用反馈环进行远端稳压补偿电路，其特征是：所述的电压基准，指的是电压基准芯片，是用来完成提供基准电压功能的标准芯片。
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