[发明专利]一种开关电源输出电缆压降补偿电路及补偿方法

说明书

本发明公开了一种开关电源输出电缆压降补偿电路及补偿方法，包括电源管理芯片和变压器，变压器的辅助绕组通过检测电阻接至电源管理芯片的反馈脚，电源管理芯片用于检测变压器原边峰值电流实现负载变化检测，还包括原边电流中值采样电路、低通滤波电路和补偿电流转换电路，原边电流中值采样电路为变压器原边电流的采样保持电路，低通滤波电路通过反馈脚电压对原边电流中值信号进行占空比调制处理输出补偿电压，补偿电压输出至补偿电流转换电路，补偿电流转换电路用于将补偿电压转换为补偿电流输出至反馈脚进行补偿。本发明可以在断续模式和连续模式下实现对开关电源电缆终端输出电压的精确控制，使电缆终端输出电压不随负载变化而变化。

技术领域

本发明涉及开关电源及半导体技术领域，特别涉及一种对开关电源(SMPS)的充电电缆产生的电压降进行补偿的电缆电压补偿电路。

背景技术

开关电源技术主要是通过功率变换器来实现电能的变换，不需要使用工频变压器，具有体积小、重量轻的优点，被广泛应用于LED照明、通讯设备、消费类电子等领域。

开关电源通常向输出提供恒定电流(CC模式)或者恒定电压(CV模式)，恒定电流或者恒定电压输出都是通过检测负载状态实现的。负载状态检测一般有两种方法：副边控制(SSR)和原边控制(PSR)。

副边控制通常通过光耦反馈负载状态，可以直接反映负载的状态。副边控制是抗干扰能力、工作稳定性和传输效率等方面有很大的优势，但是副边控制需要增加额外的器件，成本高，体积大。

原边控制通过变压器的辅助线圈反馈负载状态，不需要光耦元件、环路补偿及稳压器件，简化了芯片外围反馈回路的设计，达到了节省系统成本和空间的目的。

图1是一种采用原边控制的开关电源100。开关电源100的电路板终端输出电压为Vcap，开关电源100的电缆终端输出电压为V_load，开关电源100的电路板终端与电缆终端通过输出电缆cable耦接。开关电源100通过调整DRIVE的脉冲宽度或者脉冲频率，保持电路板终端输出电压V_cap的恒定。输出电缆cable的导通阻抗不随负载变化而变换，输出电缆cable两端的压降会随负载变化而变化，导致电缆终端输出电压随负载变化而变化。

传统的输出电缆压降补偿方法通过检测原边峰值电流，并对原边峰值电流进行处理，实现负载变化检测，保证电缆终端输出电压恒定。但是在连续控制模式下，原边峰值电流与负载变化没有必然关联，因此传统的输出电缆压降补偿方法仅适用于断续控制模式(DCM)中，无法保证在连续控制模式(CCM)下提供精确的输出电缆压降补偿。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，保证在断续控制模式和连续控制模式下实现开关电源电缆终端输出电压的精确控制，本发明提供一种开关电源输出电缆压降补偿电路。

本发明的另一目的是提供一种开关电源输出电缆压降补偿方法。

技术方案：一种开关电源输出电缆压降补偿电路，包括电源管理芯片和变压器，变压器的辅助绕组通过检测电阻Ra和检测电阻Rb接至电源管理芯片的反馈脚，所述电源管理芯片用于检测变压器原边峰值电流实现负载变化检测，包括原边电流中值采样电路、低通滤波电路和补偿电流转换电路，所述原边电流中值采样电路为变压器原边电流的采样保持电路，低通滤波电路通过反馈脚电压对原边电流中值信号进行占空比调制处理输出补偿电压，补偿电压输出至补偿电流转换电路，所述补偿电流转换电路用于将补偿电压转换为补偿电流输出至反馈脚进行补偿。