CN206894527U

CN206894527U - 一种线性直流电源及其补偿线损的电路

Info

Publication number: CN206894527U
Application number: CN201720440364.0U
Authority: CN
Inventors: 周云海; 钱柏年; 陈晓君
Original assignee: Shenzhen Siglent Technologies Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Siglent Technologies Co Ltd
Priority date: 2017-04-24
Filing date: 2017-04-24
Publication date: 2018-01-16
Anticipated expiration: 2027-04-24

Abstract

本实用新型公开了一种线性直流电源及其补偿线损的电路,其中，补偿线损的电路包括切换电路、反馈电路、电压控制电路和辅助检测电路。反馈电路在通过切换电路与线性直流电源的两个输出端连接时，将线性直流电源的两个输出端的电压反馈给电压控制电路；在通过切换电路与负载的两端连接时，将负载两端的电压反馈给电压控制电路；电压控制电路则根据反馈电路反馈的电压，通过控制MOS管以使负载两端的电压维持在预设电压。由此，只需将反馈电路与负载的两端连接，实现对负载连接线上的电压损耗进行补偿。通过辅助检测电路的检测，可得知反馈电路是否与负载正极端和/或负载负极端连接，便于准确的反馈负载两端的电压，提高电路安全性。

Description

一种线性直流电源及其补偿线损的电路

技术领域

本实用新型涉及线性直流电源领域，具体涉及一种线性直流电源及其补偿线损的电路。

背景技术

直流线性电源工作过程是输入电源先经预稳压电路进行初步交流稳压后,通过主工作变压器隔离整流变换成直流电源,再经过控制电路和单片微处理控制器的智能控制下对线性调整元件进行精细调节,使之输出高精度的直流电压源,线性直流电源产品由于其调整速度快、纹波小、干扰小，正是这些优点，使得线性稳压电路在数字电路、CPU供电(家电中的)、信号处理等对电源质量要求较高的电路中得到了广泛应用，可广泛应用于科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等。

如图1所示，目前，市场上线性直流电源的工作原理如图，220V交流电压通过线性变压器耦合，通过不同的匝数比输出不同的低压交流电压，再经过整流，滤波得到直流电压。用户预设电压，主控接受指令后，通过DAC配置好预设电压值，电压控制环控制MOS管输出反馈回电压环控制进行调整稳定电路输出等于用户预设电压值，同时回读输出电压值，ADC采集后返回主控进行显示输出端口的电压值VOUT。

根据图1方案，设输出电流为I，用户使用的连接线的等效电阻为R0，当用户预设电压为VOUT时，用户负载端实际的电压VRL＝VOUT-2I×R0。当输出足够大时，用户所需要的电压需求必须很精准的时候，负载连接线的等效电阻R0带来的线损将不可以忽略。解决办法是需要用户使用万用表去测量RL两端的电压，去调整电源输出，使得VRL满足用户需求。这种方法就是使得用户操作比较复杂，效率低。

目前，市场上使用图2所示的方法进行远端补偿，当用户预知需要大电流输出的时候需要在操作面板上进行Sense按钮的设置，设置好后才能进入远端补偿，这时输出反馈继电器K1就会接入Sense+端子，从而接收负载RL端的电压，因VOUT端为电流供流，Sense+端没有电流流过所以在Sense+端采样的电压为RL的实际电压，从而能够补偿负载线R0在大电流时损耗的电压，面板上预设电压直接反应到负载端。

根据图2方案,需要用户来指定是否使用sense远端补偿，用户在连接sense线时如果接线不牢靠会使得输出一直处于调整状态，达不到用户预设电压值，或是以仪器最大值输出，很有可能烧坏用户仪器。

因此，现有技术有待改进和提高。

实用新型内容

本申请提供一种线性直流电源及其补偿线损的电路，可检测反馈电路是否与负载连接，便于准确的反馈负载两端的电压，提高电路安全性。

根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供一种线性直流电源补偿线损的电路，包括：

切换电路，用于在线性直流电源的两个输出端与负载的两端之间切换，使反馈电路与线性直流电源的两个输出端连接或者与负载的两端连接；

反馈电路，用于在通过切换电路与线性直流电源的两个输出端连接时，将线性直流电源的两个输出端的电压反馈给电压控制电路；在通过切换电路与负载的两端连接时，将负载两端的电压反馈给电压控制电路；

电压控制电路，用于根据反馈电路反馈的电压，通过控制MOS管以使负载两端的电压维持在预设电压；

辅助检测电路，用于检测反馈电路是否与负载的正极端连接，和/或是否与负载的负极端连接；

反馈电路的输入端通过切换电路连接线性直流电源的两个输出端和负载的两端；反馈电路的输出端通过电压控制电路连接MOS管的控制极，辅助检测电路连接电压控制电路。

所述的线性直流电源补偿线损的电路，其中，所述MOS管为线性直流电源工作在线性状态下的调整管。

所述的线性直流电源补偿线损的电路，其中，所述反馈电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第一运算放大器；所述第一电阻的一端连接负载的正极端，第一电阻的另一端连接线性直流电源的第一输出端；第三电阻的一端连接切换电路的第一输出端，并通过第五电阻接地；第三电阻的另一端连接第一运算放大器的正相输入端，并通过第六电阻接地；第二电阻的一端连接负载的负极端，第二电阻的另一端连接线性直流电源的第二输出端；第四电阻的一端连接切换电路的第二输出端；第四电阻的另一端连接第一运算放大器的反相输入端，并通过第七电阻连接第一运算放大器的输出端；第一运算放大器的输出端连接电压控制电路。

所述的线性直流电源补偿线损的电路，其中，所述辅助检测电路包括：第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二运算放大器和第三运算放大器；第八电阻的一端连接线性直流电源的第一输出端；第八电阻的另一端连接第九电阻的一端，并通过第十电阻接地；第九电阻的另一端连接第二运算放大器的正相输入端，并通过第十一电阻接地；第二运算放大器的反相输入端连接第二运算放大器的输出端；第二运算放大器的输出端为辅助检测电路的第一输出端，连接电压控制电路；第三运算放大器的正相输入端连接第一运算放大器的正相输入端，第三运算放大器的反相输入端连接第三运算放大器的输出端，第三运算放大器的输出端为辅助检测电路的第二输出端，连接电压控制电路。

所述的线性直流电源补偿线损的电路，其中，所述辅助检测电路还包括第四运算放大器、第五运算放大器、第十二电阻和第十三电阻；第四运算放大器的正相输入端连接第一运算放大器的正相输入端，第四运算放大器的反相输入端连接第四运算放大器的输出端和第十二电阻的一端；第十二电阻的另一端为辅助检测电路的第三输出端，连接电压控制电路，并通过第十三电阻接地；第五运算放大器的正相输入端连接负载的负极端，第五运算放大器的反相输入端连接第五运算放大器的输出端，第五运算放大器的输出端为辅助检测电路的第四输出端，连接电压控制电路。

所述的线性直流电源补偿线损的电路，其中，所述第八电阻的阻值与第一电阻的阻值相同，所述第九电阻的阻值与第三电阻的阻值相同，所述第十电阻的阻值与第五电阻的阻值相同，所述第十一电阻的阻值与第六电阻的阻值相同，第十二电阻的阻值与第四电阻的阻值相同，第十三电阻的阻值与第二电阻的阻值相同；第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器和第五运算放大器的型号相同。

所述的线性直流电源补偿线损的电路，其中，所述线性直流电源补偿线损的电路还包括：

主控电路，用于在切换电路将反馈电路与负载的两端连接后，当辅助检测电路的第一输出端和辅助检测电路的第二输出端之间的电压差为零时，提示反馈电路与负载的正极端连接异常，当辅助检测电路的第一输出端和辅助检测电路的第二输出端之间的电压差超过补偿电压阈值时，通过切换电路将反馈电路与线性直流电源的两个输出端连接，当辅助检测电路的第三输出端和辅助检测电路的第四输出端之间的电压差为零时，提示反馈电路与负载的负极端连接异常，当辅助检测电路的第三输出端和辅助检测电路的第四输出端之间的电压差超过补偿电压阈值时，通过切换电路将反馈电路与线性直流电源的两个输出端连接；

辅助检测电路的四个输出端通过主控电路连接电压控制电路。

所述的线性直流电源补偿线损的电路，其中，所述主控电路包括：

模数转换器，用于将辅助检测电路的第一输出端和辅助检测电路的第二输出端之间的电压差，以及辅助检测电路的第三输出端和辅助检测电路的第四输出端之间的电压差转化为数字信号输出给处理单元；

处理单元，用于将预设电压通过数模转换器输出给电压控制电路；在切换电路将反馈电路与负载的两端连接后，当辅助检测电路的第一输出端和辅助检测电路的第二输出端之间的电压差为零时，提示反馈电路与负载的正极端连接异常，当辅助检测电路的第一输出端和辅助检测电路的第二输出端之间的电压差超过补偿电压阈值时，通过切换电路将反馈电路与线性直流电源的两个输出端连接，当辅助检测电路的第三输出端和辅助检测电路的第四输出端之间的电压差为零时，提示反馈电路与负载的负极端连接异常，当辅助检测电路的第三输出端和辅助检测电路的第四输出端之间的电压差超过补偿电压阈值时，通过切换电路将反馈电路与线性直流电源的两个输出端连接；

数模转换器，用于将处理单元输出的预设电压转化为模拟信号输出给电压控制电路；

辅助检测电路的四个输出端通过模数转换器连接处理单元的第一输入端，处理单元的第一输出端通过数模转换器连接电压控制电路，处理单元的第二输出端连接切换电路。

所述的线性直流电源补偿线损的电路，其中，所述切换电路包括第一继电器和第二继电器；第一继电器触点开关的第一端为切换电路的第一输出端，连接第三电阻的一端；第一继电器触点开关的第二端连接负载的正极端，第一继电器触点开关的第三端连接线性直流电源的第一输出端，第一继电器触点开关的第一端在继电器线圈的控制下与第二端或第三端导通；第二继电器触点开关的第一端为切换电路的第二输出端，连接第四电阻的一端；第二继电器触点开关的第二端连接线性直流电源的第二输出端，第二继电器触点开关的第三端连接负载的负极端，第二继电器触点开关的第一端在继电器线圈的控制下与第二端或第三端导通。

根据本实用新型的第二方面，本实用新型提供一种线性直流电源，所述线性直流电源包括变压器、整流电路、滤波电路、MOS管以及如上所述的线性直流电源补偿线损的电路；变压器的初级绕组输入交流电，变压器的次级绕组通过整流电路连接滤波电路，滤波电路连接MOS管的第一电极，MOS管的第二电极为线性直流电源的第一输出端，线性直流电源的第二输出端接地。

实用新型的有益效果：本实用新型提供一种线性直流电源及其补偿线损的电路,其中，所述补偿线损的电路包括切换电路、反馈电路、电压控制电路和辅助检测电路。切换电路在线性直流电源的两个输出端与负载的两端之间切换，使反馈电路与线性直流电源的两个输出端连接或者与负载的两端连接；反馈电路在通过切换电路与线性直流电源的两个输出端连接时，将线性直流电源的两个输出端的电压反馈给电压控制电路；在通过切换电路与负载的两端连接时，将负载两端的电压反馈给电压控制电路；电压控制电路则根据反馈电路反馈的电压，通过控制MOS管以使负载两端的电压维持在预设电压。由此，只需将反馈电路与负载的两端连接，实现对负载连接线上的电压损耗进行补偿。通过辅助检测电路检测反馈电路是否与负载的正极端连接，和/或是否与负载的负极端连接，便于准确的反馈负载两端的电压，提高电路安全性。

附图说明

图1为现有技术中线性直流电源的电路图；

图2为现有技术中可补偿负载连接线压降的电路图；

图3为本实用新型提供的线性直流电源一实施例的电路图；

图4为本实用新型提供的线性直流电源补偿线损的电路一实施例的电路图；

图5为本实用新型提供的线性直流电源补偿线损的电路中，反馈电路的电路图；

图6为本实用新型提供的线性直流电源补偿线损的电路中，辅助正端测量子电路的电路图；

图7为本实用新型提供的线性直流电源补偿线损的电路中，辅助负端测量子电路的电路图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型提供一种线性直流电源，请参阅图3，所述线性直流电源包括变压器U、整流电路、滤波电路、MOS管Q1以及线性直流电源补偿线损的电路。变压器U的初级绕组输入交流电，变压器U的次级绕组通过整流电路连接滤波电路，滤波电路连接MOS管Q1的第一电极，MOS管Q1的第二电极为线性直流电源的第一输出端(输出+)，线性直流电源的第二输出端(输出-)接地。本实施例中，整流电路包括整流桥Z，滤波电路包括电容C，220V的交流电经过变压器U变压后，由整流桥Z整流成直流电，由电容C滤波后，输入到MOS管Q1的漏极，MOS管Q1的源极为线性直流电源的输出正端(第一输出端)，通过负载连接线连接负载。MOS管Q1为线性直流电源工作在线性状态下的调整管。

请一并参阅图4，本实用新型的第一实施例中，线性直流电源补偿线损的电路，包括：切换电路10、反馈电路20、电压控制电路30、辅助检测电路40和主控电路50。反馈电路20的输入端通过切换电路10连接线性直流电源的两个输出端和负载的两端；反馈电路20的输出端通过电压控制电路30连接MOS管Q1的控制极(栅极)，辅助检测电路40通过主控电路50连接电压控制电路30。

切换电路10，用于在线性直流电源的两个输出端与负载的两端之间切换，使反馈电路20与线性直流电源的两个输出端连接或者与负载的两端连接。线性直流电源的两个输出端即第一输出端(图中的“输出+”)和第二输出端(图中的“输出-”)。负载的两端，即负载的正极端和负极端，图中用RL表示负载的等效电阻，Rs1为负载正极端与线性直流电源第一输出端之间连接线的等效电阻，Rs2为负载负极端与线性直流电源第二输出端之间连接线的等效电阻。

反馈电路20，用于在通过切换电路10与线性直流电源的两个输出端连接时，将线性直流电源的两个输出端的电压反馈给电压控制电路30；在通过切换电路10与负载的两端连接时，将负载两端的电压反馈给电压控制电路30。

电压控制电路30，用于根据反馈电路20反馈的电压，通过控制MOS管Q1以使负载两端的电压维持在预设电压。电压控制电路30为电压控制环路，其根据反馈电路反馈的电压调节线性直流电源的输出电压Vout，使Vout维持在用户预先设置的电压，可采用常规手段实现。预设电压为负载需要获得的电压。

辅助检测电路40，用于检测反馈电路20是否与负载的正极端连接，和/或是否与负载的负极端连接。本实施例中，辅助检测电路40包括辅助正端测量子电路和辅助负端测量子电路。辅助正端测量子电路用于检测反馈电路20是否与负载的正极端连接。辅助负端测量子电路用于检测反馈电路20是否与负载的负极端连接。辅助检测电路40的设置，便于准确的反馈负载两端的电压，提高电路安全性。

线性直流电源在负载电流较小时，负载连接线的压降较小，故可通过切换，反馈线性直流电源的输出电压Vout给电压控制电路30，进而进行反馈调节。在负载电流较大时，负载连接线的压降不可忽略，故可通过切换，反馈负载两端的电压给电压控制电路30，进而进行反馈调节，实现了对负载连接线压降的补偿。

反馈电路20包括衰减子电路210和差分减法电路220。由于单板供电为±15V,而单通道电源输出规格可以达到60V，所以需要将输出反馈电压进行衰减后反馈。

衰减子电路210，用于将切换电路10第一输出端1的电压和第二输出端2的电压进行衰减。

差分减法电路220，用于计算衰减后切换电路10第一输出端1和第二输出端2之间的电压差，并将所述电压差反馈给电压控制电路30。

切换电路10的第一输入端连接负载的正极端，切换电路10的第二输入端连接线性直流电源的第一输出端(输出+)，切换电路10的第三输入端连接线性直流电源的第二输出端(输出-)；切换电路10的第四输入端连接负载的负极端；切换电路10的第一输出端1、第二输出端2均通过衰减子电路210连接差分减法电路220；切换电路10的第一输出端1根据切换信号与切换电路10的第一输入端或切换电路10的第二输入端连接；切换电路10的第二输出端2根据切换信号与切换电路10的第三输入端或切换电路的第四输入端连接。

请参阅图5，虚线为切换电路10切换到负载两端时，电路的连接情况。衰减子电路210包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6。第一电阻R1的一端连接负载的正极端，第一电阻R1的另一端连接线性直流电源的第一输出端(输出+)；第三电阻R3的一端为衰减子电路210的第一输入端，连接切换电路10的第一输出端1，并通过第五电阻R5接地；第三电阻R3的另一端连接差分减法电路220的第一输入端，并通过第六电阻R6接地；第二电阻R2的一端连接负载的负极端，第二电阻R2的另一端连接线性直流电源的第二输出端(输出-)；第四电阻R4的一端为衰减子电路210的第二输入端，连接切换电路10的第二输出端2；第四电阻R4的另一端连接差分减法电路220的第二输入端，差分减法电路220的输出端连接电压控制电路30。

差分减法电路220包括第七电阻R7和第一运算放大器U1。第一运算放大器U1的正相输入端为差分减法电路220的第一输入端，连接第三电阻R3的另一端；第一运算放大器U1的反相输入端为差分减法电路220的第二输入端，连接第四电阻R4的另一端，还通过第七电阻R7连接第一运算放大器U1的输出端；第一运算放大器U1的输出端为差分减法电路220的输出端，连接电压控制电路30。

请参阅图6，辅助正端测量子电路包括：第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第二运算放大器U2和第三运算放大器U3；第八电阻R8的一端连接线性直流电源的第一输出端；第八电阻R8的另一端连接第九电阻R9的一端，并通过第十电阻R10接地；第九电阻R9的另一端连接第二运算放大器U2的正相输入端，并通过第十一电阻R11接地；第二运算放大器U2的反相输入端连接第二运算放大器U2的输出端；第二运算放大器U2的输出端为辅助检测电路40的第一输出端，通过主控电路50连接电压控制电路30；第三运算放大器U3的正相输入端连接第一运算放大器U1的正相输入端，第三运算放大器U3的反相输入端连接第三运算放大器U3的输出端，第三运算放大器U3的输出端为辅助检测电路40的第二输出端，通过主控电路50连接电压控制电路30。

其中，第八电阻R8的阻值与第一电阻R1、第二电阻R2的阻值相同，本实施例中均为2KΩ。所述第九电阻R9的阻值与第三电阻R3、第四电阻R4的阻值相同，本实施例中均为80KΩ。所述第十电阻R10的阻值与第五电阻R5的阻值相同，本实施例中均为900KΩ。所述第十一电阻R11的阻值与第六电阻R6的阻值相同，本实施例中均为20KΩ。本实施例中，第七电阻R7的阻值为20KΩ。辅助正端测量子电路与反馈电路20的电路结构一致，保证了负载正极端没有接上Sense+端时，对同一输出点Vout电压采样，经过分压后到U1，U2的正相输入端的电压相等，使得U2和U3的压差约等于0。

请参阅图7，辅助负端测量子电路包括第四运算放大器U4、第五运算放大器U5、第十二电阻R12和第十三电阻R13；第四运算放大器U4的正相输入端连接第一运算放大器U1的正相输入端，第四运算放大器U4的反相输入端连接第四运算放大器U4的输出端和第十二电阻R12的一端；第十二电阻R12的另一端为辅助检测电路40的第三输出端，通过主控电路50连接电压控制电路30，并通过第十三电阻R13接地；第五运算放大器U5的正相输入端连接负载的负极端，第五运算放大器U5的反相输入端连接第五运算放大器U5的输出端，第五运算放大器U5的输出端为辅助检测电路40的第四输出端，通过主控电路50连接电压控制电路30。其中，第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3、第四运算放大器U4和第五运算放大器U5的电源正端均输入15V电压，电源负端均输入-15V电压。第十二电阻R12的阻值与第四电阻R4的阻值相同；第十三电阻R13的阻值与第二电阻R2的阻值相同，均为2KΩ。进一步的，第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3、第四运算放大器U4和第五运算放大器U5的型号相同。

请继续参阅图4，本实施例中，切换电路10包括第一继电器和第二继电器；第一继电器触点开关K1的第一端为切换电路10的第一输出端1，连接第三电阻R3的一端；第一继电器触点开关K1的第二端a连接负载的正极端，第一继电器触点开关K1的第三端b连接线性直流电源的第一输出端，第一继电器触点开关K1的第一端1在对应继电器线圈的控制下与第二端a或第三端b导通；第二继电器触点开关K2的第一端为切换电路10的第二输出端2，连接第四电阻R4的一端；第二继电器触点开关K2的第二端c连接线性直流电源的第二输出端，第二继电器触点开关K2的第三端d连接负载的负极端，第二继电器触点开关K2的第一端在对应继电器线圈的控制下与第二端c或第三端d导通。当然，在其它实施例中，也可以采用切换开关代替继电器。

主控电路50，用于在切换电路10将反馈电路20与负载的两端连接后，当辅助检测电路40的第一输出端和辅助检测电路的第二输出端之间的电压差为零(即第二运算放大器U2输出端与第三运算放大器U3输出端的电压差为0)时，提示反馈电路20与负载的正极端Sense+连接异常，当辅助检测电路40的第一输出端和辅助检测电路40的第二输出端之间的电压差超过补偿电压阈值时，通过切换电路10将反馈电路20与线性直流电源的两个输出端连接，当辅助检测电路40的第三输出端和辅助检测电路40的第四输出端之间的电压差为零(即第四运算放大器U4输出端与第五运算放大器U5输出端的电压差为0)时，提示反馈电路20与负载的负极端连接异常，当辅助检测电路40的第三输出端和辅助检测电路40的第四输出端之间的电压差超过补偿电压阈值时，通过切换电路10将反馈电路20与线性直流电源的两个输出端连接。辅助检测电路40的四个输出端通过主控电路50连接电压控制电路30。补偿电压阈值为每条负载连接线上的补偿电压。

具体的，主控电路50包括：模数转换器ADC、数模转换器DAC和处理单元510。

模数转换器ADC，用于计算辅助检测电路40的第一输出端和辅助检测电路的第二输出端之间的电压差，以及辅助检测电路的第三输出端和辅助检测电路的第四输出端之间的电压差，并将两个电压差转化为数字信号输出给处理单元510。本实施例中，模数转换器ADC为差分模数转换器ADC。

处理单元510，用于将预设电压通过数模转换器DAC输出给电压控制电路30；在切换电路10将反馈电路20与负载的两端连接后，当辅助检测电路40的第一输出端和辅助检测电路40的第二输出端之间的电压差为零时，提示反馈电路20与负载的正极端连接异常，当辅助检测电路40的第一输出端和辅助检测电路40的第二输出端之间的电压差超过补偿电压阈值时，通过切换电路10将反馈电路20与线性直流电源的两个输出端连接，当辅助检测电路40的第三输出端和辅助检测电路40的第四输出端之间的电压差为零时，提示反馈电路20与负载的负极端连接异常，当辅助检测电路40的第三输出端和辅助检测电路40的第四输出端之间的电压差超过补偿电压阈值时，通过切换电路10将反馈电路20与线性直流电源的两个输出端连接。处理单元510可以是单片机、CPU等。处理单元510可与一屏幕连接，用于显示反馈电路20与负载负极端、负载正极端连接异常的提示。

数模转换器DAC，用于将处理单元510输出的预设电压转化为模拟信号输出给电压控制电路30。

辅助检测电路40的四个输出端通过模数转换器ADC连接处理单元510的第一输入端，处理单元510的第一输出端通过数模转换器DAC连接电压控制电路30，处理单元510的第二输出端连接第一继电器线圈和第二继电器线圈。

线性直流电源具有两线工作模式和四线Sense模式，两线工作模式即反馈路径切入到线性直流电源的两个输出端，以输出端两端电压进行反馈。四线Sense模式：反馈路径切入到Sense+和Sense-端，以负载RL两端电压进行反馈，将负载线等效电阻Rs1，Rs2上损耗的压降进行补偿，用户端可以得到预设电压。

由图4和图5可知，Sense+和Sense-两端电压构成电压反馈点。图4虚线为负载线，负载正极端的负载线与Sense+端接口连接，负载负极端的负载线与Sense-端接口连接。在负载的正极端的负载线没有接到Sense+端接口或者切换电路10没有切换到负载的两端时，Sense P点的电压等于VS P的电压，由于辅助正端测量子电路结构及参数等同与反馈电路结构和参数，Vp点电压与VS Po点的电压相等，第二运算放大器U2和第三运算放大器U3输出给差分模数转换器ADC，差分模数转换器ADC读取差值U2和U3输出端电压的差值，该差值为0。

根据电路可以计算出当Sense+端和Sense-端先没有接，或者切换电路没有切换到负载的两端时，R5，R3，R6等效阻抗为90KΩ。

Vout和Sense P的电压关系：Vout＝V_{Sense P}×(92÷90)，当Sense+端没有与负载的正极端连接时,用户通过处理单元设置预设电压后，线性直流电源的输出端电压Vout将会被抬高2.22％。所以被抬高的电压取决于第一电阻R1的阻值，工作时R1的阻值又起到当负载正极端接上Sense+端的时候，对负载连接线限流的作用，限制线性直流电源的第一输出端从负载连接线上给负载供电。

当Sense+端没有与负载的正极端连接或者切换电路10没有切换到负载的两端时，Vp＝VS Po＝0.2×V_{Sense P}＝0.2×90÷92×Vout，当Vout最大输出为60V时，Vp约为12V,满足设计要求。

当Sense+端与负载的正极端连接好或者切换电路10切换到负载的两端后，R1被短路，损耗的压降为输出电流I×Rs1；Sense P处的电压V_{Sense P}＝(Vout-I×Rs1)，Vp＝0.2×V_{Sense P}＝0.2*(Vout-I×Rs1)和VS Po的电压差＝0.2×90÷92×Vout-[0.2×(Vout-I×Rs1)]＝0.2×(-2÷92×Vout+I×Rs1)。

当Sense+端与负载的正极端连接好或者切换电路10切换到负载的两端后，差分模数转换器ADC读取到VS Po和Vp的压差不为零，即U2和U3输出端电压的差值不为0。可见，切换电路10切换到负载的两端后，Sense+端理论上应该与负载的正极端连接，此时若差分模数转换器ADC读取到U2和U3输出端电压的差值为0，则说明反馈电路(Sense+端)与负载的正极端连接异常，处理单元可以用现有技术中的任何手段提醒用户连接异常，提高了安全性。

设定线性直流电源补偿为1V的指标，所以在负载正负极两条负载连接线上的最大线损I×Rs1＝I×Rs2＝0.5V。VS Po-Vp最大压差＝0.2×(-2÷92×Vout+0.5)＝0.2×[-2÷92×(V_{Sense P}+0.5)+0.5]。根据上式可以知道ADC读取到的差值在不为零的情况下表示Sense+端与负载正极端已接上，超出补偿电压阈值(0.5V)可以提示用户，并自动切换到两线工作模式。

由图5可知Vn＝Vp，在Sense-端没有与负载负极端连接或者切换到线性直流电源的两输出端时，第十二电阻的另一端(辅助检测电路的第三输出端)的电压V_{Sense N}。当Sense-端与负载负极端连接或者切换到负载负极端时，第五运算放大器U5(辅助检测电路的第四输出端)的电压等于I×Rs2。

没有接好Sense-端时，ADC读取到的电压差＝Vp×2÷82-Vn×2÷82＝0。若切换到负载的两端，此时ADC应当读取到不为0的电压差，若实际读取到的是0，则说明反馈电路(Sense-端)与负载的负极端连接异常，处理单元可以用现有技术中的任何手段提醒用户连接异常，提高了安全性。

接好Sense-端时，ADC读取到的电压差＝Vp×2÷82-I×Rs2＝0.0244×Vp-I×Rs2。同样线损最大为0.5V。

综上所述：当用户在使用线性直流电源时如果没有接好负载连接线，那么ADC将回读到一个零值，包括负载正极端和负极端的连接线，可以分别告知用户哪一端的连接线处于没有接的状态，如果ADC读到的差值超出补偿电压阈值将会由处理单元直接切入到两线工作模式，以确保安全。

本实用新型在线性直流电源的输出量程全范围内检测，辅助检测电路对原电路输出不产生过冲，因为负载连接线Sense端线没有接入时被影响的电压为电源输出电压的2％，负载连接线Sense端接触可靠后，影响消除。一旦负载连接线没有接好将在屏幕上告知用户。可见，用户只需要接好负载连接线及设置预设电压的操作，即可让负载稳定工作在预设电压之下，从而实现效率的提高，更加智能化，安全，还能对负载连接线的状态进行告知。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims

1.一种线性直流电源补偿线损的电路,其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的线性直流电源补偿线损的电路，其特征在于，所述MOS管为线性直流电源工作在线性状态下的调整管。

3.如权利要求1或2所述的线性直流电源补偿线损的电路，其特征在于，所述反馈电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第一运算放大器；所述第一电阻的一端连接负载的正极端，第一电阻的另一端连接线性直流电源的第一输出端；第三电阻的一端连接切换电路的第一输出端，并通过第五电阻接地；第三电阻的另一端连接第一运算放大器的正相输入端，并通过第六电阻接地；第二电阻的一端连接负载的负极端，第二电阻的另一端连接线性直流电源的第二输出端；第四电阻的一端连接切换电路的第二输出端；第四电阻的另一端连接第一运算放大器的反相输入端，并通过第七电阻连接第一运算放大器的输出端；第一运算放大器的输出端连接电压控制电路。

4.如权利要求3所述的线性直流电源补偿线损的电路，其特征在于，所述辅助检测电路包括：第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二运算放大器和第三运算放大器；第八电阻的一端连接线性直流电源的第一输出端；第八电阻的另一端连接第九电阻的一端，并通过第十电阻接地；第九电阻的另一端连接第二运算放大器的正相输入端，并通过第十一电阻接地；第二运算放大器的反相输入端连接第二运算放大器的输出端；第二运算放大器的输出端为辅助检测电路的第一输出端，连接电压控制电路；第三运算放大器的正相输入端连接第一运算放大器的正相输入端，第三运算放大器的反相输入端连接第三运算放大器的输出端，第三运算放大器的输出端为辅助检测电路的第二输出端，连接电压控制电路。

5.如权利要求4所述的线性直流电源补偿线损的电路，其特征在于，所述辅助检测电路还包括第四运算放大器、第五运算放大器、第十二电阻和第十三电阻；第四运算放大器的正相输入端连接第一运算放大器的正相输入端，第四运算放大器的反相输入端连接第四运算放大器的输出端和第十二电阻的一端；第十二电阻的另一端为辅助检测电路的第三输出端，连接电压控制电路，并通过第十三电阻接地；第五运算放大器的正相输入端连接负载的负极端，第五运算放大器的反相输入端连接第五运算放大器的输出端，第五运算放大器的输出端为辅助检测电路的第四输出端，连接电压控制电路。

6.如权利要求5所述的线性直流电源补偿线损的电路，其特征在于，所述第八电阻的阻值与第一电阻的阻值相同，所述第九电阻的阻值与第三电阻的阻值相同，所述第十电阻的阻值与第五电阻的阻值相同，所述第十一电阻的阻值与第六电阻的阻值相同，第十二电阻的阻值与第四电阻的阻值相同，第十三电阻的阻值与第二电阻的阻值相同；第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器和第五运算放大器的型号相同。

7.如权利要求6所述的线性直流电源补偿线损的电路，其特征在于，所述线性直流电源补偿线损的电路还包括：

8.如权利要求7所述的线性直流电源补偿线损的电路，其特征在于，所述主控电路包括：

9.如权利要求3所述的线性直流电源补偿线损的电路，其特征在于，所述切换电路包括第一继电器和第二继电器；第一继电器触点开关的第一端为切换电路的第一输出端，连接第三电阻的一端；第一继电器触点开关的第二端连接负载的正极端，第一继电器触点开关的第三端连接线性直流电源的第一输出端，第一继电器触点开关的第一端在继电器线圈的控制下与第二端或第三端导通；第二继电器触点开关的第一端为切换电路的第二输出端，连接第四电阻的一端；第二继电器触点开关的第二端连接线性直流电源的第二输出端，第二继电器触点开关的第三端连接负载的负极端，第二继电器触点开关的第一端在继电器线圈的控制下与第二端或第三端导通。

10.一种线性直流电源，其特征在于，所述线性直流电源包括变压器、整流电路、滤波电路、MOS管以及如权利要求1-9任意一项所述的线性直流电源补偿线损的电路；变压器的初级绕组输入交流电，变压器的次级绕组通过整流电路连接滤波电路，滤波电路连接MOS管的第一电极，MOS管的第二电极为线性直流电源的第一输出端，线性直流电源的第二输出端接地。