初级侧反馈控制（PSR）电源供应器的缆线补偿.PDF

Application Note 黃俊獅 AN011 –April 2014 初级侧反饋控制 (PSR) 电源供应器的缆线补偿 Cable Compensation of a Primary-Side-Regulation (PSR) Power Supply 摘要 缆线补偿是用来补偿缆线阻抗因电流流经而产生的电压降，以便提供电池充电器等应用一稳定充电电压的方法。本应用须知介绍一 种新的、被称为缆线减法补偿 (cable minus compensation) 的补偿方法，并以之为例来说明在初级侧反饋控制 (PSR, Primary Side Regulation) 反激式转换器中缆线补偿的概念和设计方法，其分析结果也将藉电路仿真结果来进行验证。 目录 1. 简介2 2. 有缆线补偿的 PSR 反激式转换器的小信号分析4 3. 反饋控制设计6 4. 电路仿真验证7 5. 总结10 AN011 © 2014 Richtek Technology Corporation 1 Application Note 1. 简介 初级侧反饋控制 (PSR，Primary Side Regulation) 的反激式转换器，因具有低成本与控制简易的优点，被广泛地应用于离线式电 池充电器上。在初级侧反饋控制中，二次侧的输出电压是透过初级侧之辅助线圈 (auxiliary winding) 进行间接检测的，该检测信号 再经由精确的侦测电路对输出进行控制可得到很好的稳压输出。然而，这些应用中的电子产品像手机或平板电脑等设备在充电时通 常都会透过一条长缆线与电源转换器 (adapter) 连接，若适配器的输出为一个稳定的电压源，当输出电流流过缆线阻抗时，就会在 缆线上形成电压降，连接负载的另一端电压则会相应变低。此降低的充电电压不仅可能会造成电池充电时间延长，甚至可能会无法 符合充电电压的规格，这在低压大电流的充电应用上表现尤其严重。图一可用来说明此现象。 图一、缆线阻抗所造成的电压降 缆线补偿的概念，就是控制输出电压 VO 随输出电流 IO 以缆线阻抗 Rcable 线性上升，进而达到一稳定之充电电压 VBat 。图二显 示两种实现缆线补偿的方法，其中一种称为缆线加法补偿 (cable plus compensation)，其方法是把输出电流 IO 透过一直流增益 K 形成补偿信号 K∙I ，将此补偿信号加到参考电压 V 上，再将结果输入至误差放大器的非反相端。所需的补偿电压可以借着补偿 O REF 信号 K∙IO 准确地反映在参考电压的增量上，而直流增益K 值可以由式 (1) 得到。而另一种缆线补偿方法称为缆线减法补偿 (cable minus compensation)，其作法是从反饋电压 VFB 减去补偿信号 K∙IO 后，再经由阻抗 Zi 输入至误差放大器的反相端。 V V REF Bat (