CN205788002U - 一种电源供电线压降补偿电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电源供电线压降补偿电路，所述电路包括：负载电压取样电路，比较器电路，基准电压产生电路，电源电压调整电路；负载电压取样电路并联在负载两端，输出与负载两端电压成正比的电压并送至比较器电路的一个输入端，基准电压产生电路输出的基准电压送至比较器电路的另一个输入端，比较器电路输出一个大小随负载变化的电压信号至电源电压调整电路的输入端，电源电压调整电路的输出端接电源的电压调整端，调整电源的输出电压使负载两端电压保持恒定。本实用新型提出的电源供电线压降补偿电路，不仅能够对由于供电线过长引起的负载压降损耗进行有效补偿，还能消除或减弱由供电线等效电感引起的负载电压过冲、不稳等现象。

Description

一种电源供电线压降补偿电路

技术领域

本实用新型属于电源技术领域，具体涉及一种电源供电线压降补偿电路。

背景技术

在电源为负载供电的很多应用场合中，负载距离电源的输出端很远，这就需要很长的供电线。供电线的等效电路如图1所示，图中的R、L分别为供电线上的等效电阻和等效电感，RL为负载电阻，C为负载两端的滤波电容。供电线长度的增加使供电线的等效电阻和等效电感都明显增加。供电线等效电阻的增加导致供电线上的电压降增加，从而使负载两端的实际电压低于额定值，严重时负载因欠压而无法正常工作；供电线等效电感的增加会引起电源控制回路的相位滞后，在供电起始阶段产生过冲、振荡等。图2给出了电源加电瞬间(0～3ms内)负载两端的电压波形和电源输出端电压波形。由图2可以看出，负载两端的电压波形在起始跃变阶段变化较缓，并出现了过冲和振荡，而且负载两端电压稳定后其电压值小于电源输出端的电压值。

目前，一般采用高压传输供电技术对供电线引起的压降或损耗进行补偿。最典型的应用实例就是变电所向用户的高压交流输电。在变电所一端，通过升压变压器将交流电升至上万伏，在用户一端则采用降压变压器将高压降至～220V。由于变压器输出功率恒定，升压变压器输出电压的提高必将导致输出电流的下降，从而降低了传输线的损耗。直流电源供电一般也是通过将电源输出电压调高一些补偿供电线损耗，但是由于实际的负载阻抗并不是恒定不变的，当负载阻抗变小时，负载两端的电压会过高，从而影响到设备工作的稳定性。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提出一种电源供电线压降补偿电路，根据负载大小的变化情况，实时调节电源的输出电压，从而使负载两端的电压一直保持在额定值。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电源供电线压降补偿电路，包括：负载电压取样电路，积分电路，基准电压产生电路，电源电压调整电路。负载电压取样电路并联在负载两端，输出与负载两端电压成正比的电压并送至积分电路的一个输入端，基准电压产生电路输出的基准电压送至积分电路的另一个输入端，积分电路输出一个大小随负载变化的电压信号至电源电压调整电路的输入端，电源电压调整电路的输出端接电源的电压调整端，调整电源的输出电压使负载两端电压保持恒定。

进一步地，负载电压取样电路是由两个串联电阻组成的分压电路。

进一步地，基准电压产生电路主要由一个运算放大器组成，将运算放大器芯片内自带的基准电源放大后送到积分电路。

优选地，基准电压产生电路的运算放大器的反相输入端与输出端之间接一电容，用于降低电源加电瞬间负载两端产生的过冲电压。

进一步地，积分电路主要由一个运算放大器组成，运算放大器的反相输入端与输出端之间接一电容。

进一步地，电源电压调整电路主要由一个光耦放大器组成。光耦放大器的一个输入端接积分电路的输出端，另一个输入端通过电阻接电源的正输出端。光耦放大器的一个输出端接地，另一个输出端通过电阻R1接电源的调整端，用于设定电源的最高输出电压；电源的调整端通过电阻R2接电源的正输出端，用于设定电源的最低输出电压。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提出的电源供电线压降补偿电路，通过并联在负载两端的取样电路实时监测负载变化引起的负载电压的变化，取样电路输出的与负载两端电压成正比的电压与基准电压经积分电路输出一个大小随负载变化的电压信号至电源电压调整电路，电源电压调整电路的输出端接电源的电压调整端，调整电源的输出电压使负载两端电压保持恒定。本实用新型提出的电源供电线压降补偿电路，不仅能够对由于供电线过长引起的负载压降损耗进行有效补偿，还能消除或减弱由供电线等效电感引起的负载电压过冲、不稳等现象。

附图说明

图1为现有供电线等效电路；

图2为现有加电瞬间电源输出端和负载端电压波形；

图3为电源供电线压降补偿电路框图；

图4为实施例给出的电源供电线压降补偿电路的电原理图。

图中：1-负载电压取样电路，2-积分电路，3-基准电压产生电路，4-电源电压调整电路，5-电源，6-负载。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

一种电源供电线压降补偿电路，如图3所示，包括：负载电压取样电路1，积分电路2，基准电压产生电路3，电源电压调整电路4。负载电压取样电路1并联在负载6两端，输出与负载6两端电压成正比的电压并送至积分电路2的一个输入端，基准电压产生电路3输出的基准电压送至积分电路2的另一个输入端，积分电路2输出一个大小随负载6变化的电压信号至电源电压调整电路4的输入端，电源电压调整电路4的输出端接电源5的电压调整端，调整电源5的输出电压使负载6两端电压保持恒定。

负载电压取样电路1是由两个串联电阻组成的分压电路。如图4所示，R9、R10就是并联在负载RL两端的负载取样电路1，取样电压等于电阻R10上的电压，用公式表示为：

$V_{R10}=\frac{R10}{R10+R9}\×V_{RL}$

式中，V_RL为负载两端电压，V_R10为R10两端电压，即取样电压。

基准电压产生电路3主要由一个运算放大器组成，将芯片内自带的基准电源放大后送到积分电路2。如图4所示，基准电压产生电路3主要由运算放大器芯片LM10的一个运算放大器组成，其正相输入端接一个200mV的基准电源，经放大后输出1.245V基准电压，放大位倍数由R7、R8决定。

基准电压产生电路3的运算放大器的反相输入端与输出端之间接一电容，用于降低电源5加电瞬间负载6两端的过冲电压。如图4所示，并联在电阻R7两端的电容C2能通过减慢电源5加电瞬间负载电压的斜升时间来抑制负载6两端电压的过冲。

积分电路2主要由一个运算放大器组成，其反相输入端与输出端之间接一电容。如图4所示，积分电路2主要由运算放大器芯片LM10的另一个运算放大器组成，运算放大器的反相输入端与输出端之间接电容C3。选择合适电容量的C3能够补偿由于供电线等效电感引起的相移，从而有效抑制负载6上产生的振荡电压。

电源电压调整电路4主要由一个光耦放大器组成。光耦放大器的一个输入端接积分电路2的输出端，另一个输入端通过电阻接电源5的正输出端。光耦放大器的一个输出端接地，另一个输出端通过电阻R1接电源5的调整端，用于设定电源5的最高输出电压；电源5的调整端通过电阻R2接电源5的正输出端，用于设定电源5的最低输出电压。如图4所示，光耦放大器采用PS270。采用光耦放大器可以有效隔离输入端引入的噪声信号。

本实用新型不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本实用新型的构思和所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种电源供电线压降补偿电路，其特征在于，包括：负载电压取样电路，积分电路，基准电压产生电路，电源电压调整电路；负载电压取样电路并联在负载两端，输出与负载两端电压成正比的电压并送至积分电路的一个输入端，基准电压产生电路输出的基准电压送至积分电路的另一个输入端，积分电路输出一个大小随负载变化的电压信号至电源电压调整电路的输入端，电源电压调整电路的输出端接电源的电压调整端，调整电源的输出电压使负载两端电压保持恒定。

2.根据权利要求1所述的电源供电线压降补偿电路，其特征在于，负载电压取样电路是由两个串联电阻组成的分压电路。

3.根据权利要求1所述的电源供电线压降补偿电路，其特征在于，基准电压产生电路由一个运算放大器组成。

4.根据权利要求3所述的电源供电线压降补偿电路，其特征在于，基准电压产生电路的运算放大器的反相输入端与输出端之间接一电容，用于降低电源加电瞬间负载两端产生的过冲电压。

5.根据权利要求1所述的电源供电线压降补偿电路，其特征在于，积分电路由一个运算放大器组成，运算放大器的反相输入端与输出端之间接一电容。

6.根据权利要求1所述的电源供电线压降补偿电路，其特征在于，电源电压调整电路由一个光耦放大器组成；光耦放大器的一个输入端接积分电路的输出端，另一个输入端通过电阻接电源的正输出端；光耦放大器的一个输出端接地，另一个输出端通过电阻R1接电源的调整端，用于设定电源的最高输出电压；电源的调整端通过电阻R2接电源的正输出端，用于设定电源的最低输出电压。