PSR充电器原理解析（下）

leonxu · 发表于 2018-7-26 20:25:52

高低压电流补偿设计

下面讲解的是输入高低压横流点平衡的设计，首先我们要理解输入高压如264V和输入低压90V时，为什么恒流点会有差异？这涉及到模拟电路的沿（斜率）和阀值的概念，如图1，从当原边电流峰值在原边采样电阻上产生的电压，达到芯片内部设定的门槛电压Vcs_ref的t1时候，芯片打算关断开关管，可是受到芯片本身和开关管的延时影响，真正的关断时刻却是在t2，对应的电压为Vcs_ref’，这造成了实际的电流峰值比芯片预期设定的要大（为了示范，做了适当的夸大），而高压下原边电感上的电流上升的斜率就是比低压时斜率大，经过同样的延时tdelay=t2-t1所造成的误差Vcs_ref’就更大，这就造成了高压输入时会比低压输入时输出的电流要大，这个多出来的△VCS=Vcs_ref’-Vcs_ref=(Vin_dc/Lp) *tdelay*RCS就是我们想要消除的对象，通过公式可以看到它直接与输入电压的直流分量成正比，那我们可不可以引入另一个参数使其也与Vin_dc成正比，但方向相反，达到和△VCS抵消的目的？有了这个思路，我们就可以搭建出合适的电路了，而我的芯片AP3772内部就含有该线路，如图2：

当原边开关管导通的时候，BULK电容上的母线电压会通过绕组耦合到Vaux辅助绕组上并由FB引脚检测到，这时S1已经闭合，形成了一股电流流过Rline便产生了电压Vcs_line来补偿，这时你可以调节Rline阻值的大小来设置补偿电压的大小。公式如下：

FB引脚的负压Vn与线电压线性相关：

补偿电压Vcs_line为，

这个电压补偿了原边电感电流上由于芯片和开关管的延时导致了的增量△VCS

因此可以得到Rline来实现不同线电压下精准的输出电流

当然芯片如果不自带有这种补偿的话，也可以在母线电压上连接一个电阻分压到Rline上来实现补偿，思路上是一样的，不过相较于自带补偿的这种，不仅BOM的数量会增加，而且待机功耗也会增加。

输出线缆cable补偿设计

由于充电线比较长，有一定的电阻，电流通过后必然会产生一定的压降，同时该压降和电流的大小线性相关，我们的芯片为了满足不同应用下不同输出线缆压降的线性补偿需求，有三个版本的芯片可供选择。芯片内部通过VFB上叠加一个增量△VFB_cable从而在输出电压Vout上叠加了一个对应的增量△Vout_cable，而这个增量是与输出电流线性相关的。AP3772桶过CPC引脚来检测输出负载电流的大小然后传递给VFB一个线性相关的增量实现线缆的补偿。

Datashet上专门定义了一个相关的参数△VFB_cable/VFB %（图3）.例如，在AP3772中，这个值是6%，那就意味着满载时VFB上叠加的增量是6%，而如果输出电流时满载的10%，那么这个增量就是0.6%，完全和电流的大小线性相关，这和线损相互抵消，正好使得线端的电压大小可以不变。根据不同应用的输出线缆的阻抗值可以选择合适的芯片版本。