充电补偿电路及装置的制作方法

1.本实用新型涉及电压补偿领域，尤其涉及基于耦合监控系统实时数据的城市绿地精细化管理系统。


背景技术：

2.随着时代的发展科技的进步，越来越多的电子产品不断问世，因此伴随着各种电子产品的开发，充电技术也越来越受到重视，目前电子产品大多使用usb接口的直流充电器进行充电，当设计usb对外充电电路时，需要考虑iec62368-3的安规要求，该安规要求在dc-dc输出端增加过压保护和过流保护等保护芯片。当充电输出电流过大时，这些芯片以及电路内部pcb的走线会产生明显的压降，导致输出端输出的5v电压在达到usb插座端时低于安规要求的4.75v电压，即当输出电流过大时，充电器输出的电压不足导致无法满足充电规格要求。
3.上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供了一种充电补偿电路及装置，旨在解决现有的充电电压不足无法满足充电规格要求的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种充电补偿电路，充电补偿电路包括降压模块和补偿模块；补偿模块的第一端分别与降压模块的接地端和负载连接，第二端和第三端均接地；降压模块的电压输出端与负载连接；
6.降压模块，用于对输入的电压进行降压，得到降压后的电压；
7.补偿模块，用于根据接地端输出的电流反馈相应的补偿电压至电压输出端；
8.降压模块，还用于通过补偿电压对降压后的电压进行电压补偿后，通过电压输出端将补偿后的电压输出至负载。
9.可选地，补偿模块包括补偿电阻和第一电容；
10.补偿电阻的第一端分别与降压模块的接地端和负载连接，第二端与第一电容的第一端连接；
11.第一电容的第一端接地和第二端均接地。
12.可选地，降压模块包括降压单元、第一电阻以及第二电容；
13.降压单元的第一引脚与补偿电阻的第一端连接，第二引脚与第二电容的第二端连接，第三引脚分别与电压输入端和第一电阻的第一端连接，第四引脚与负载连接，第五引脚与第一电阻的第二端连接，第六引脚与第二电容的第一端连接；
14.第一电阻的第一端与电压输入端连接。
15.可选地，降压模块还包括第三电容和第四电容；
16.第三电容的第一端分别与第二电容的第二端、第二引脚以及负载连接，第二端与
第四引脚连接；
17.第四电容的第一端分别与第一电阻的第一端和电压输入端连接，第二端分别与补偿电阻的第二端和第一电容的第一端连接。
18.可选地，降压模块还包括第二电阻和第三电阻；
19.第二电阻的第一端分别与负载、第三电容的第一端以及第二电容的第二端连接，第二端分别与第三电阻的第一端和第四引脚连接；
20.第三电阻的第一端分别与第二电阻的第二端和第四引脚连接，第三电阻的第二端分别与补偿电阻的第二端和第一电容的第一端连接。
21.可选地，降压模块还包括第五电容和第六电容；
22.第五电容的第一端分别与负载、第二电阻的第一端以及第三电容的第一端连接，第二端分别与第一引脚、补偿电阻的第一端以及第六电容的第二端连接；
23.第六电容的第一端分别与第五电容的第一端和负载连接，第二端分别与第五电容的第二端和第一电容的第一端连接。
24.可选地，降压模块还包括第四电阻、第五电阻以及第六电阻；
25.第四电阻的第一端分别与第五电容的第一端、第二电阻的第一端和第三电容的第一端连接，第二端与第五电阻的第一端连接；
26.第五电阻的第二端与第六电阻的第一端连接；
27.第六电阻的第二端分别与负载和第六电容的第一端连接。
28.可选地，降压模块还包括第七电阻；
29.第七电阻的第一端分别与第六电容的第一端、第六电阻的第二端以及负载连接，第二端分别与补偿电阻的第一端、第一电容的第二端、第一引脚、第六电容的第二端以及第五电容的第二端连接。
30.可选地，降压模块还包括电感；
31.电感的第一端分别与第二电容的第二端和第二引脚连接，第二端分别与第三电容的第一端、第二电阻的第一端、第五电容的第一端以及第四电阻的第一端连接。
32.为实现上述目的，本实用新型还提出一种充电补偿装置，充电补偿装置包括上述充电补偿电路。
33.本实用新型提供一种充电补偿电路。补偿模块的第一端分别与降压模块的接地端和负载连接，第二端和第三端均接地；降压模块的电压输出端与负载连接；降压模块对输入的电压进行降压，得到降压后的电压，补偿模块根据接地端输出的电流反馈相应的补偿电压至电压输出端，降压模块通过补偿电压对降压后的电压进行电压补偿后，通过电压输出端将补偿后的电压输出至负载。由于本实用新型是通过补偿模块对降压后的电压进行补偿，并通过降压模块将补偿后的电压输出至负载进行充电，有效避免了因充电电流过大导致输出电压不足而使充电不稳定的缺陷，提升了充电体验。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
35.图1为本实用新型充电补偿电路第一实施例的结构示意图；
36.图2为本实用新型充电补偿电路第一实施例的电路结构示意图；
37.图3为本实用新型充电补偿电路第一实施例中降压模块输出电压趋势示意图。
38.附图标号说明：
39.标号名称标号名称10降压模块20补偿模块30负载r
gnd
补偿电阻r1第一电阻r2第二电阻r3第三电阻r4第四电阻r5第五电阻r6第六电阻r7第七电阻c1第一电容c2第二电容c3第三电容c4第四电容c5第五电容c6第六电容l电感gnd1接地gnd2接地v
out
电压输出端v
in
电压输入端101降压单元
ꢀꢀ
具体实施方式
40.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
41.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
42.参照图1，图1为本实用新型充电补偿电路第一实施例的结构示意图，提出本实用新型的第一实施例。
43.如图1所示，在本实施例中，充电补偿电路包括降压模块10和补偿模块20；补偿模块20的第一端分别与降压模块10的接地端和负载30连接，第二端和第三端均接地；降压模块10的电压输出端与负载30连接。
44.可以理解的是，本实施例应用于充电过程中充电电压不足时，通过补偿模块20对充电输出电压进行电压补偿，解决了充电器输出电压不足导致无法满足安全规格的问题。
45.需要说明的是，补偿模块20可以是降压模块10接地端串联的增益补偿电阻，降压模块10将接收到的输入电流传输至补偿模块20，补偿模块20反馈增益补偿电压至降压模块10的电压输出端进行电压补偿。降压模块10可以是直流降压模块10。
46.应当理解的是，降压模块10对输入的电压进行降压，得到降压后的电压，补偿模块20根据降压模块10的接地端输出的电流反馈相应的补偿电压至电压输出端，降压模块10通过补偿电压对降压后的电压进行电压补偿后，通过电压输出端将补偿后的电压输出至负载30。
47.参照图2，图2为本实用新型充电补偿电路的电路结构示意图。
48.在具体实现中，例如，在降压模块10的接地端与大地之间串联一个补偿电阻，反馈增益电阻的两端在接收到降压模块10传输的电流时会产生电压差，电压差值如下公式所
示：
49.δv＝i
in
×rgnd
50.当输入电压v
in
以及输出电压v
out
不变时，输出电流i
out
越大，因此输入电流i
in
也随之增大，所以降压模块10电压输出端的电压如下公式所示：
[0051][0052]
由此可知，负载30端充电的电压v
out
_usb如下公式所示：
[0053]vout_usb
＝v
out_dc-i
out
·
(r4+r5+r6)
[0054]
参照图3，图3为降压模块10的电压输出端未补偿的输出电压v
out_dc
和补偿后的输出电压v
out_usb
趋势图。
[0055]
如图3所示，降压模块10的电压输出端未补偿的输出电压v
out_dc
随着输出电流i
out
的增大而逐渐减小。而经过补偿模块20补偿后的输出电压v
out_usb
随着输出电流i
out
的增大而逐渐增大。
[0056]
进一步地，补偿模块20包括补偿电阻和第一电容c1；
[0057]
补偿电阻r
gnd
的第一端分别与降压模块10的接地端和负载30连接，第二端与第一电容c1的第一端连接；
[0058]
第一电容c1的第一端和第二端均接地。
[0059]
进一步地，降压模块10包括降压单元101、第一电阻r1以及第二电容c2；
[0060]
降压单元101的第一引脚与补偿电阻r
gnd
的第一端连接，第二引脚与第二电容c2的第二端连接，第三引脚分别与电压输入端和第一电阻r1的第一端连接，第四引脚与负载30连接，第五引脚与第一电阻r1的第二端连接，第六引脚与第二电容c2的第一端连接。
[0061]
需要说明的是，降压单元101可以是tps54302降压转换器，也可以是其它降压转换器，本实施例不加以限定。
[0062]
第一电阻r1的第一端与电压输入端连接；
[0063]
第二电容c2的第一端与降压单元101的第六引脚连接，第二电容c2的第二端与降压单元101的第二引脚连接。
[0064]
进一步地，降压模块10还包括第三电容c3和第四电容c4；
[0065]
第三电容c3的第一端分别与第二电容c2的第二端、第二引脚以及负载30连接，第二端与第四引脚连接；
[0066]
第四电容c4的第一端分别与第一电阻r1的第一端和电压输入端连接，第二端分别与补偿电阻r
gnd
的第二端和第一电容c1的第一端连接。
[0067]
进一步地，降压模块10还包括第二电阻r2和第三电阻r3；
[0068]
第二电阻r2的第一端分别与负载30、第三电容c3的第一端以及第二电容c2的第二端连接，第二端分别与第三电阻r3的第一端和第四引脚连接；
[0069]
第三电阻r3的第一端分别与第二电阻r2的第二端和第四引脚连接，第三电阻r3的第二端分别与补偿电阻r
gnd
的第二端和第一电容c1的第一端连接。
[0070]
进一步地，降压模块10还包括第五电容c5和第六电容c6；
[0071]
第五电容c5的第一端分别与负载30、第二电阻r2的第一端以及第三电容c3的第一端连接，第二端分别与第一引脚、补偿电阻r
gnd
的第一端以及第六电容c6的第二端连接；
[0072]
第六电容c6的第一端分别与第五电容c5的第一端和负载30连接，第二端分别与第五电容c5的第二端和第一电容c1的第一端连接。
[0073]
进一步地，降压模块10还包括第四电阻r4、第五电阻r5以及第六电阻r6；
[0074]
第四电阻r4的第一端分别与第五电容c5的第一端、第二电阻r2的第一端和第三电容c3的第一端连接，第二端与第五电阻r5的第一端连接；
[0075]
第五电阻r5的第二端与第六电阻r6的第一端连接；
[0076]
第六电阻r6的第二端分别与负载30和第六电容c6的第一端连接。
[0077]
进一步地，降压模块10还包括第七电阻r7；
[0078]
第七电阻r7的第一端分别与第六电容c6的第一端、第六电阻r6的第二端以及负载30连接，第二端分别与补偿电阻r
gnd
的第一端、第一电容c1的第二端、第一引脚、第六电容c6的第二端以及第五电容c5的第二端连接。
[0079]
进一步地，降压模块10还包括电感l；
[0080]
电感l的第一端分别与第二电容c2的第二端和第二引脚连接，第二端分别与第三电容c3的第一端、第二电阻r2的第一端、第五电容c5的第一端以及第四电阻r4的第一端连接。
[0081]
本实施例中提供一种充电补偿电路。补偿模块的第一端分别与降压模块的接地端和负载连接，第二端和第三端均接地；降压模块的电压输出端与负载连接；降压模块对输入的电压进行降压，得到降压后的电压，补偿模块根据接地端输出的电流反馈相应的补偿电压至电压输出端，降压模块通过补偿电压对降压后的电压进行电压补偿后，通过电压输出端将补偿后的电压输出至负载。由于本实用新型是通过补偿模块对降压后的电压进行补偿，并通过降压模块将补偿后的电压输出至负载进行充电，有效避免了因充电电流过大导致输出电压不足而使充电不稳定的缺陷，提升了充电体验。
[0082]
为实现上述目的，本实用新型还提出一种充电补偿装置，充电补偿装置包括如上述的充电补偿电路。该充电补偿装置的具体结构参照上述实施例，由于充电补偿装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0083]
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0084]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0085]
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要
求的保护范围之内。