CN214707193U - 电压补偿电路及充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电压补偿电路及充电器，所述电压补偿电路应用于充电控制电路，包括：运算放大器，所述运算放大器的同相输入端与所述充电控制电路的输出端电连接；三极管，所述三极管的基极与所述运算放大器的输出端电连接，所述三极管的发射极与所述运算放大器的反相输入端电连接，所述三极管的集电极电连接至所述充电控制电路的控制芯片的反馈端口；其中，所述运算放大器的主控芯片在所述反馈端口的电压下降时增大所述充电控制电路的输出电压，从而实现对与所述充电控制电路连接的输出线缆进行电压补偿。所述电压补偿电路相比传统电压补偿电路结构简单，元件数量少，成本更有优势；并且电压补偿根据输出电流大小实时补偿，线性且灵活。

Description

电压补偿电路及充电器

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体而言涉及一种电压补偿电路及充电器。

背景技术

随着技术的发展以及生活水平的提高，电子产品的种类越来越多，电子产品的使用也越来越频繁。诸如手机、平板等采用电池供电的电子产品在使用过程会经常充电以补充电量。人们对用电设备的充电要求是在安全的前提下尽可能的快。而充电线缆的压降会导致充电速度明显的变慢，所以对输出线缆的电压的补偿变得必不可少。图1示出一种用于充电器的充电控制电路的示意性电路图，其中虚线部分用于对对输出线缆的电压进行补偿的电路，其原理为当采样的输出端电压高于基准电压时比较器U6A输出高电平，打开三极管Q3，对输出线缆的电压的进行补偿，补偿电压取决于补偿电阻R26的大小。虽然这种电路能实现对输出电缆的电压补偿，但是该补偿电路的电路结构相当的复杂，并且补偿电压固定，不仅成本较高，且补偿效果不够理想。

因此有必要提出一种电压补偿电路及充电器，以解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出一种电压补偿电路及充电器，相比传统电压补偿电路结构简单，元件数量少，成本更有优势；并且电压补偿根据输出电流大小实时补偿，线性且灵活。

为了克服目前存在的问题，本实用新型一方面提供一种电压补偿电路，应用于充电控制电路，所述电压补偿电路包括：

运算放大器，所述运算放大器的同相输入端与所述充电控制电路的输出端电连接；

三极管，所述三极管的基极与所述运算放大器的输出端电连接，所述三极管的发射极与所述运算放大器的反相输入端电连接，所述三极管的集电极电连接至所述充电控制电路的控制芯片的反馈端口；

其中，所述运算放大器的主控芯片在所述反馈端口的电压下降时增大所述充电控制电路的输出电压，从而实现对与所述充电控制电路连接的输出线缆进行电压补偿。

在本实用新型的一个实施例中，所述运算放大器的输出端用于在所述同相输入端的电压大于比较电压时输出与所述同相输入端的电压呈比例关系的电压。

在本实用新型的一个实施例中，在所述三极管的发射极与地之间设置有反馈电阻。

在本实用新型的一个实施例中，在所述运算放大器的同相输入端和所述充电控制电路的负输出端之间设置有RC电路。

在本实用新型的一个实施例中，所述RC电路包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端与所述充电控制电路的负输出端电连接，所述第一电阻的另一端与所述运算放大器的同相输入端电连接，所述第一电容的一端接地，所述第一电容的另一端与所述运算放大器的同相输入端电连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述运算放大器的电源正端与所述充电控制电路的正输出端连接，所述运算放大器的电源负端接地。

在本实用新型的一个实施例中，所述运算放大器的电源正端通过滤波电容接地。

本实用新型另一方面还提供一种充电器，包括充电控制电路，所述充电控制电路包括主控芯片以及正输出端和负输出端，在所述主控芯片的反馈端口和所述负输出端之间设置有如上所述的电压补偿电路。

在本实用新型的一个实施例中，在所述正输出端和地之间设置有分压电路，所述分压电路包括串联连接的第二电阻和第三电阻，在所述第二电阻和第三电阻之间设置有反馈点，所述主控芯片的反馈端口和所述电压补偿电路的三极管的集电极连接至所述反馈点。

在本实用新型的一个实施例中，所述负输出端通过采样电阻接地。

根据本实用新型的电压补偿电路及充电器，电压补偿根据输出电流大小实时补偿，线性且灵活。此外，相比传统电压补偿电路结构简单，根据本实用新型的电压补偿电路及充电器元件数量减少，成本更有优势。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1示出目前一种用于充电器的充电控制电路的示意性电路图；

图2示出根据本实用新型一实施例的电压补偿电路的示意性电路图；

图3示出根据本实用新型一实施例的充电控制电路的示意性电路图。

100电压补偿电路

200充电控制电路

具体实施方式

为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。基于本实用新型中描述的本实用新型实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本实用新型提出的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

图2示出根据本实用新型一实施例的电压补偿电路的示意性电路图。本实施例提供的电压补偿电路100用于对与充电控制电路连接的输出线缆进行电压补偿，所述充电控制电路包括主控芯片(例如图3中的U2)以及正输出端VOUT+和负输出端VOUT-。所述正输出端VOUT+例如为充电器USB接口的电源正管脚或与充电控制电路与电源正管脚连接的一端，所述负输出端VOUT-例如为充电器USB接口的电源负管脚或与充电控制电路与电源负管脚连接的一端。

如图2所示，本实施例的电压补偿电路100包括运算放大器U1和三极管Q1。运算放大器U1的同相输入端(即管脚3)与所述充电控制电路负输出端VOUT-连接，运算放大器U1的反相输入端(即管脚2)连接至比较电压，运算放大器U1的输出端(即管脚1)用于在同相输入端的电压大于所述比较电压时输出与同相输入端的电压呈比例关系的电压。换言之，在本实施例中，运算放大器U1用作电压跟随器，用于输出与同相输入端的电压呈比例关系的电压。

三极管Q1的基极与运算放大器U1的输出端连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接至主控芯片的反馈端口。所述主控芯片在所述反馈端口的电压下降时增大所述充电控制电路的输出电压，从而实现对所述输出线缆的电压补偿。

请再次参考图2，在本实施例中，所述比较电压为反馈电压，具体地，在三极管Q1的发射极和地之间设置反馈电阻R0，运算放大器U1的反相输入端连接至三极管Q1的发射极和电阻R0之间的反馈点，也即运算放大器U1的反相输入端连接至三极管Q1的发射极，并与反馈电阻R0的非接地端连接，反馈电阻R0上的分压输入至运算放大器U1的反相输入端，这样运算放大器U1便可以检测到电压补偿的补偿幅度。

进一步地，在本实施例中，运算放大器U1的同相输入端和所述充电控制电路负输出端VOUY-之间设置有RC电路，该RC电路包括第一电阻R1和第一电容C1，第一电阻R1一端与所述充电控制电路负输出端VOUT-连接，另一端与运算放大器U1的同相输入端连接，第一电容C1一端接地，另一端与运算放大器U1的同相输入端连接。当所述充电控制电路负输出端VOUT-的信号受干扰信号或噪声信号影响变动时(例如突然增大)可以通过RC电路进行缓冲，避免干扰信号对补偿电路的影响。

此外，如图2所示，运算放大器U1的电源正端(即管脚8)与所述充电控制电路的正输出端VOUT+连接，从而为运算放大器U1的工作提供电压，并且运算放大器U1的电源正端通过滤波电容C2接地这样当正输出端VOUT+受干扰信号影响变动时，通过滤波电容可以去除干扰信号对运算放大器U1工作电压的影响。运算放大器U1的电源负端接地。

根据本实施例的电压补偿电路，由于运算放大器的输出电压与同相输入端的输入电压呈比例关系，使得三极管的基极电流与同相输入端的输入电压呈比例关系，而同相输入端的输入电压与充电控制电路负输出端的电流大小相关，也即三极管的基极电流随着充电控制电路负输出端的电流大小变化，进而使得三极管的集电极电流的大小随着充电控制电路负输出端的电流大小变化，而主控芯片对输出线缆的补偿电压的大小与反馈端的电压相关，这样便使得主控芯片对输出线缆的补偿电压的大小与充电控制电路负输出端的电流大小相关，也即电压补偿根据输出电流大小实时补偿，线性且灵活。此外，相比传统补偿电路结构简单，根据本实用新型的电压补偿电路及充电器元件数量减少，成本更有优势。

根据本实用新型的另一方面，还提供一种充电器，其包括充电控制电路200，所述充电器例如为车载充电器、手机充电器、平板充电器等各种电子产品充电器。

如图3所示，充电控制电路200包括主控芯片U2以及正输出端VOUT+和负输出端VOUT-，在所述主控芯片U2的反馈端口VFB和所述负输出端VOUT-之间设置有根据本实用新型实施例的电压补偿电路100。在所述正输出端VOUT+和地GND之间设置有分压电路，所述分压电路包括串联连接的第二电阻R2和第三电阻R3，在所述第二电阻R2和第三电阻R3之间设置有反馈点FB，所述主控芯片U2的反馈端口VFB和所述电压补偿电路100的三极管的集电极连接至所述反馈点FB。此外，负输出端VOUT-通过采样电阻R4接地。

本实施例中的充电控制电路的原理为：主控芯片U2控制输出电压的大小，供电电流从正输出端VOUT+输出，经过输出线缆和充电器件后返回至负输出端VOUT-流入地形成供电回路。在负输出端VOUT-和地之间设置采样电阻R4来将负输出端VOUT-的电流转换为电压，并输入至电压补偿电路100中，具体为输入至运算放大器U1的同相输入端，然后运算放大器U1的输出端输出与同相输入端成比例关系的电压，当该电压达到一定大小时开启三极管Q1，从而将反馈点FB的电压由第三电阻R3上的分压下拉至三极管Q1的集电极电压，也即使得主控芯片U2反馈端口VFB的输入电压下拉，随后主控芯片增大输出电压以进行补偿。在该过程中，由于运算放大器U1的输出电压与同相输入端的输入电压，也即负输出端VOUT-的采样电压呈线性关系，因此，补偿电压也与负输出端VOUT-的采样电压呈线性关系，而采样电压的大小负输出端VOUT-的电流呈正比，因此补偿电压根据输出电流大小实时补偿，与固定的补偿电压相比，更灵活并且补偿效果更好。

根据本实施例的充电器由于具有根据本本实施例的电压补偿电路，因而具有类似的优点。

应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本实用新型的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其实用新型点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电压补偿电路，应用于充电控制电路，其特征在于，所述电压补偿电路包括：

运算放大器，所述运算放大器的同相输入端与所述充电控制电路的输出端电连接；

三极管，所述三极管的基极与所述运算放大器的输出端电连接，所述三极管的发射极与所述运算放大器的反相输入端电连接，所述三极管的集电极电连接至所述充电控制电路的控制芯片的反馈端口；

其中，所述运算放大器的主控芯片在所述反馈端口的电压下降时增大所述充电控制电路的输出电压，从而实现对与所述充电控制电路连接的输出线缆进行电压补偿。

2.根据权利要求1所述的电压补偿电路，其特征在于，所述运算放大器的输出端用于在所述同相输入端的电压大于比较电压时输出与所述同相输入端的电压呈比例关系的电压。

3.根据权利要求1所述的电压补偿电路，其特征在于，在所述三极管的发射极与地之间设置有反馈电阻。

4.根据权利要求1所述的电压补偿电路，其特征在于，在所述运算放大器的同相输入端和所述充电控制电路的负输出端之间设置有RC电路。

5.根据权利要求4所述的电压补偿电路，其特征在于，所述RC电路包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端与所述充电控制电路的负输出端电连接，所述第一电阻的另一端与所述运算放大器的同相输入端电连接，所述第一电容的一端接地，所述第一电容的另一端与所述运算放大器的同相输入端电连接。

6.根据权利要求1所述的电压补偿电路，其特征在于，所述运算放大器的电源正端与所述充电控制电路的正输出端连接，所述运算放大器的电源负端接地。

7.根据权利要求6所述的电压补偿电路，其特征在于，所述运算放大器的电源正端通过滤波电容接地。

8.一种充电器，其特征在于，包括充电控制电路，所述充电控制电路包括主控芯片以及正输出端和负输出端，在所述主控芯片的反馈端口和所述负输出端之间设置有权利要求1-7中的任一项所述的电压补偿电路。

9.根据权利要求8所述的充电器，其特征在于，在所述正输出端和地之间设置有分压电路，所述分压电路包括串联连接的第二电阻和第三电阻，在所述第二电阻和第三电阻之间设置有反馈点，所述主控芯片的反馈端口和所述电压补偿电路的三极管的集电极连接至所述反馈点。

10.根据权利要求8所述的充电器，其特征在于，所述负输出端通过采样电阻接地。

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