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如何针对压降补偿扩展电源

作者:angelazhang时间:2016-02-18

德州仪器模拟高级现场应用工程师 Carsten Thiele 介绍如何针对压降补偿扩展电源。


图 1:真正的等效电路图

根据图 1 给出的真正等效电路图,我们可以看到系统压降情况。电压 Vload 取决于电流 Iload、电路电阻 Rwire 和连接器电阻 Rcon。从根本上讲,附加开关等与电源线串联的一切组件都必须考虑。Vload 会相应降低。图 2 就是这种特征。


图 3:汽车中央控制台 USB 充电端口方框图

图 4 是汽车中央控制台 USB 充电端口的等效电路。电源保持恒定 Vout 电压,因为反馈电阻分压器可参考于此。为了确保适当电荷顺利通过,需要 USB 充电端口控制器和电源开关。TPS2546-Q1 (http://www.ti.com/product/tps2546-q1) 在 D+/D 线路上提供电气签名,支持各种充电方案。开关与电源线串联,重点针对开关、连接器以及电线为不必要压降添加的阻抗。


图 5:INA213 压降补偿

采用这种实施方案,电源特性将按照图 6 变化。




反馈分压器网络

有了电流传感输出的公式,下一步就是使用以下公式计算反馈分压器网络。




Vcs1 和 Vcs2 可通过方程式 4 确定。请选择 R2 的值。最佳实践是选择已经存在于电源设计中的值,因为这有助于确保网络稳定性。转换器的反馈电压 Vfb 可在稳压器产品说明书中找到。这样我们可手动或用数学工具解算线性系统方程式,结果就是 G1 和 GM 电导值。反过来,其结果就是 R1 和 RM。

结论

如果系统中的压降电阻是恒定的,则可补偿电源线压降。电源可通过双向高侧电流分流监测器进行修改,从而可在 Iload 增加时提升 Vout。只需对现有专用电源进行少量修改即可。我们还可使用基于 SPICE 的免费模拟仿真程序 Tina-TI 进行仿真。此外,还提供有设计套件和评估板。





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