反馈电路、集成电路板和移动工具的制作方法

1.本实用新型涉及电路领域，尤其涉及一种反馈电路、一种集成电路板和一种移动工具。


背景技术：

2.常用的直流(direct current,dc)稳压电源一般是dc/dc电源，其是将某一电压等级的直流电源变换其他电压等级直流电源的装置，低压差线性稳压器(low dropout regulator,ldo)也属于dc/dc电源的一种，以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
3.dc/dc电源的反馈电路是将放大器输出电压信号的一部分或全部回收到放大器输入端与输入信号进行比较，并用比较所得的有效输入信号去控制输出，达到降低或者调高输出电压的目的。
4.目前现有的方案基本为，小负载电流时直接在电源输出电容后级采集反馈电压，之后回收到电源芯片的输出电压反馈端脚进行比较处理。dc/dc电源在负载电流相对较小时，其输出电压精度控制相对简单，但是大电流负载的输出电压受到供电的线长、反馈线干扰等原因不易控制，精度较差。
5.有鉴于此，找到一种可提高电源输出精度的电路结构是亟待解决的事情。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提出了反馈电路，通过将电源反馈的采样点后移至负载芯片参考信号端或电源电压输入端，减小了后级负载芯片供电的纹波电压，提高了反馈电路的抗干扰能力，从而提高了电压采样的准确性，使电源芯片达到按需输出电压的目的。
7.为实现上述目的，本实用新型实施例第一方面提供了一种反馈电路，所述反馈电路分别连接电源芯片和负载芯片，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容；
8.所述第一电阻、第二电阻和第三电阻依次串联构成串联电路；所述串联电路与所述第一电容和第二电容分别并联，构成并联电路；所述并联电路的第二端接地；所述并联电路的第一端与所述电源芯片的电压输出端连接，并与所述负载芯片的电源电压输入端连接；
9.所述第一电阻与所述第二电阻相接于第一电位参考点；所述第二电阻与所述第三电阻相接于第二电位参考点；所述第一电位参考点连接所述负载芯片的参考信号端或电源电压输入端，所述第二电位参考点连接所述电源芯片的输出电压反馈端。
10.优选的，所述反馈电路还包括：滤波电容；
11.所述滤波电容并联在所述第二电阻的两端。
12.优选的，所述反馈电路还包括:吸收电阻和吸收电容；
13.所述吸收电阻和吸收电容串联在所述电源芯片的电压输出端与所述并联电路的第一端之间。
14.优选的，所述第二电阻的阻值与所述第一电阻的阻值之比大于所述第二电阻的阻值与所述第三电阻的阻值之比。
15.进一步优选的，所述第二电阻的阻值与所述第一电阻的阻值之比至少是所述第二电阻的阻值与所述第三电阻的阻值之比的100倍。
16.优选的，所述反馈电路包括第一区域和第二区域；
17.所述第一区域与所述电源芯片的距离小于与所述负载芯片的距离；所述第二区域与所述电源芯片的距离大于与所述负载芯片的距离；所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容设置在所述第一区域内；所述第二电容设置在所述第二区域内；
18.所述第一电容与所述电源芯片的电压输出端的距离小于与所述负载芯片的电源电压输入端的距离；
19.所述第二电容与所述电源芯片的电压输出端的距离大于与所述负载芯片的电源电压输入端的距离。
20.优选的，所述并联电路的第一端与所述负载芯片的电源电压输入端之间的电路，与，所述第一电位参考点与所述负载芯片的参考信号端或电源电压输入端之间的电路，在印刷电路板pcb布线时采用并行差分走线。
21.本实用新型实施例第二方面提供了一种集成电路板，包括第一方面任一项所述的反馈电路。
22.本实用新型实施例第三方面提供了一种移动工具，包括第二方面所述的集成电路板。
23.本实用新型实施例提供的反馈电路，通过将电源反馈的采样点后移至负载芯片参考信号端或电源电压输入端，减小了后级负载芯片供电的纹波电压，提高了反馈电路的抗干扰能力，从而提高了电压采样的准确性，使电源芯片达到按需输出电压的目的。
附图说明
24.图1为本实用新型实施例提供的反馈电路的结构示意图；
25.图2(a)为本实用新型实施例提供的第一种反馈电路图；
26.图2(b)为本实用新型实施例提供的第二种反馈电路图；
27.图3(a)为本实用新型实施例提供的第三种反馈电路图；
28.图3(b)为本实用新型实施例提供的第四种反馈电路图；
29.图4(a)为本实用新型实施例提供的第五种反馈电路图；
30.图4(b)为本实用新型实施例提供的第六种反馈电路图。
具体实施方式
31.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
32.实施例一
33.图1为本实用新型实施例提供的反馈电路的结构示意图，如图1所示，反馈电路的一端连接电源芯片，另一端连接负载芯片，电源芯片的电源输入端vin连接输入电源，电压
输出端vout输出电压，反馈电路用于将电压输出端vout输出的电压提供给负载芯片，同时从负载芯片采集电压并反馈给电源芯片的电压反馈端fb，随后电源芯片内部的比较器通过比较该采集电压和期望电压(例如期望是负载芯片的额定工作电压)来调整电压输出端vout的输出电压，以使输入至负载芯片的电压达到期望电压。
34.图2(a)和图2(b)分别为图1所示反馈电路的两种可能的示例，如图2(a)和图2(b)所示，反馈电路包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第一电容c1、第二电容c2。
35.第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3依次串联构成串联电路。串联电路与第一电容c1和第二电容c2分别并联，构成并联电路。并联电路的第二端接地。并联电路的第一端与电源芯片的电压输出端vout连接，并与负载芯片的电源电压输入端vcc连接，由此电源芯片的电压输出端vout可向负载芯片的电源电压输入端vcc进行供电。
36.第一电阻r1与第二电阻r2相接于第一电位参考点a。
37.图2(a)所示的示例中，负载芯片具有参考信号端ref，这种情况下，优选地，令第一电位参考点a连接负载芯片的参考信号端ref，通过参考信号端ref，反馈电路可精准采集负载芯片的参考电压，该参考电压可反映输入至负载芯片的电压水平。
38.图2(b)所示的示例中，负载芯片不具有参考信号端ref，这种情况下，令第一电位参考点a连接负载芯片的电源电压输入端vcc，通过电源电压输入端vcc，反馈电路也可相对精准地采集负载芯片的电压，该电压也可反映输入至负载芯片的电压水平。
39.第二电阻r2与第三电阻r3相接于第二电位参考点b。第二电位参考点b接电源芯片的输出电压反馈端fb，由此，反馈电路可将从负载芯片采集的电压反馈给电源芯片，以便电源芯片调整输出电压。
40.具体地，第三电阻r3和第二电阻r2组成分压电路，将从负载芯片的参考信号端ref或电源电压输入端vcc采集的电压分压后反馈到电源芯片的输出电压反馈端fb，随后电源芯片内部的比较器通过比较该采集的电压和期望电压来调整电压输出端vout的输出电压，以使输入至负载芯片的电压达到期望电压。
41.传统方案中，电压采样点设置在电源芯片的电压输出端vout所连接的电容的后级，这种电路结构仅适用于工作电流较小的负载，而对于工作电流较大的负载，其供电线一般比工作电流较小的负载的供电线长很多，受供电线的电压损失影响，采集到的电压往往不能精准反映负载芯片的电压，再加上反馈回路的干扰，这种电路结构的反馈精度就会较差，导致电源芯片难以实现精准按需输出电压的目的。
42.借助本实用新型提供的反馈电路，将电源反馈的采样点后移至负载芯片的参考信号端ref或电源电压输入端vcc，可以避免供电线长带来的影响，显著提高采样电压的准确性，帮助电源芯片实现精准按需输出电压。
43.图2(a)和图2(b)所示的反馈电路中：
44.第一电容c1用于电源芯片的储能电容，辅助电源芯片正常工作；第二电容c2作为负载芯片的储能及滤波电容,辅助负载芯片正常工作。
45.第一电阻r1用于在第一电位参考点连接至负载芯片的参考信号端或电源电压输入端的电路开路时，避免因反馈到电源芯片的输出电压反馈端fb的电压突然降低而导致电源芯片输出异常进而造成负载芯片烧毁的风险，保障负载芯片的安全。为了实现这一保障，具体实施时，可令第二电阻r2的阻值与第一电阻r1的阻值之比应远大于第二电阻r2的阻值
与第三电阻r3的阻值之比,例如：r2/r1至少是r2/r3的100倍。
46.具体实施时，可基于期望电压vcc、反馈电压v
fb
,按照如下公式1配置r2和r3的阻值：
47.vcc＝v
fb
*(r2 r3)/r3
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(公式1)
48.为了提高反馈电路的信号抗干扰能力，在一种可能的实施方式中，针对该反馈电路在印刷电路板(printed circuit board，pcb)布线时，将并联电路的第一端与负载芯片的电源电压输入端vcc之间的电路(即图2(a)和图2(b)中的上方虚线)与第一电位参考点a与负载芯片的参考信号端ref或电源电压输入端vcc之间的电路(即图2(a)和图2(b)中的下方虚线)布置成并行差分走线，以防止这两条电路上的电压信号相互影响，保证采样的准确性。
49.为了降低供电线长带来的不利影响，需要合理布局反馈电路，如图2(a)和图2(b)所示，可将反馈电路布局为：包括第一区域和第二区域，第一区域与电源芯片的距离小于与负载芯片的距离，第二区域与电源芯片的距离大于与负载芯片的距离，第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容设置在第一区域内，第二电容设置在第二区域内，第一电容与电源芯片的电压输出端的距离小于与负载芯片的电源电压输入端的距离，第二电容与电源芯片的电压输出端的距离大于与负载芯片的电源电压输入端的距离。
50.在上述布局方式中，第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第一电容c1靠近电源芯片放置，第二电容c2靠近负载芯片放置。第一电容c1在电路布局上要靠近电源芯片的电压输出端vout。第二电容c2在电路布局上要靠近负载芯片的电源电压输入端vcc。
51.图3(a)和图3(b)为本实用新型实施例提供的另外两种反馈电路示例，如图3(a)和图3(b)所示，反馈电路还包括：滤波电容c3。滤波电容c3并联在第二电阻r2的两端，用于提高反馈信号稳定性。
52.图4(a)和图4(b)为本实用新型实施例提供的另外两种反馈电路示例，如图4(a)和图4(b)所示，反馈电路还包括：吸收电阻r4和吸收电容c4。吸收电阻r4和吸收电容c4组成的rc吸波电路串联在电源芯片的电压输出端vout与并联电路的第一端之间，用于提高电磁兼容性能。
53.需要说明的是，图3(a)所示反馈电路中的滤波电容c3和图4(a)所示反馈电路中的吸收电阻r4和吸收电容c4可以同时存在并起到相应作用，图3(b)所示反馈电路中的滤波电容c3和图4(b)所示反馈电路中的吸收电阻r4和吸收电容c4可以同时存在并起到相应作用，此处不再赘述。
54.本实用新型提供的反馈电路通过将电源反馈的采样点后移至负载芯片参考信号端或电源电压输入端，减小了后级负载芯片供电的纹波电压，提高了反馈电路的抗干扰能力，从而提高了电压采样的准确性，使电源芯片达到按需输出电压的目的。
55.本实用新型提供的反馈电路可广泛适用于带反馈引脚的电源芯片，例如dc/dc、ldo等类型的电源。
56.实施例二
57.本实用新型实施例二提供了一种集成电路板，包括上述的实施例一提供的任意一种反馈电路。集成电路板例如可以是pcba板。
58.实施例三
59.本实用新型实施例三提供了一种电路系统，包括上述的实施例一提供的任意一种反馈电路。
60.实施例四
61.本实用新型实施例四提供了一种控制器，包括上述的实施例一提供的任意一种反馈电路。
62.实施例五
63.本实用新型实施例五提供了一种移动工具，可以包括实施例四的控制器、实施例三的电路系统、实施例二的集成电路板、实施例一的反馈电路中的任意一种或多种。
64.本实施例中，移动工具可以是任何一种可以移动的工具，例如车辆、火车、扫地机器人、机器人等，车辆例如包括洗地车、清扫车、吸尘车、物流小车、乘用车、公交车、大巴车、厢式货车、卡车、载重车、挂车、甩挂车、吊车、挖掘机、铲土机、公路列车、扫地车、洒水车、垃圾车、工程车、救援车、物流小车、自动导引运输车(automated guided vehicle，agv)、摩托车、自行车、三轮车、手推车、机器人、扫地机、平衡车等。本技术对于移动工具的类型不做严格限定，在此不再穷举。
65.本实施例中，反馈电路中的负载芯片可以是中央处理器(central processing unit，cpu)、图形处理器(graphics processing unit，gpu)、微控制单元(micro controller unit，mcu)等任意一种或多种车载计算设备，本技术对此不做严格限定。
66.本实用新型实施例提供的集成电路板、电路系统、控制器和移动工具中所含的反馈电路，通过将电源反馈的采样点后移至负载芯片参考信号端或电源电压输入端，减小了后级负载芯片供电的纹波电压，提高了反馈电路的抗干扰能力，从而提高了电压采样的准确性，使电源芯片达到按需输出电压的目的。
67.在本实用新型中，术语均应做广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
68.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种反馈电路，其特征在于，所述反馈电路分别连接电源芯片和负载芯片，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容；所述第一电阻、第二电阻和第三电阻依次串联构成串联电路；所述串联电路与所述第一电容和第二电容分别并联，构成并联电路；所述并联电路的第二端接地；所述并联电路的第一端与所述电源芯片的电压输出端连接，并与所述负载芯片的电源电压输入端连接；所述第一电阻与所述第二电阻相接于第一电位参考点；所述第二电阻与所述第三电阻相接于第二电位参考点；所述第一电位参考点连接所述负载芯片的参考信号端或电源电压输入端，所述第二电位参考点连接所述电源芯片的输出电压反馈端。2.根据权利要求1所述的反馈电路，其特征在于，所述反馈电路还包括：滤波电容；所述滤波电容并联在所述第二电阻的两端。3.根据权利要求1所述的反馈电路，其特征在于，所述反馈电路还包括:吸收电阻和吸收电容；所述吸收电阻和吸收电容串联在所述电源芯片的电压输出端与所述并联电路的第一端之间。4.根据权利要求1所述的反馈电路，其特征在于，所述第二电阻的阻值与所述第一电阻的阻值之比大于所述第二电阻的阻值与所述第三电阻的阻值之比。5.根据权利要求4所述的反馈电路，其特征在于，所述第二电阻的阻值与所述第一电阻的阻值之比至少是所述第二电阻的阻值与所述第三电阻的阻值之比的100倍。6.根据权利要求1所述的反馈电路，其特征在于，所述反馈电路包括第一区域和第二区域；所述第一区域与所述电源芯片的距离小于与所述负载芯片的距离；所述第二区域与所述电源芯片的距离大于与所述负载芯片的距离；所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容设置在所述第一区域内；所述第二电容设置在所述第二区域内；所述第一电容与所述电源芯片的电压输出端的距离小于与所述负载芯片的电源电压输入端的距离；所述第二电容与所述电源芯片的电压输出端的距离大于与所述负载芯片的电源电压输入端的距离。7.根据权利要求1所述的反馈电路，其特征在于，所述并联电路的第一端与所述负载芯片的电源电压输入端之间的电路，与，所述第一电位参考点与所述负载芯片的参考信号端或电源电压输入端之间的电路，在印刷电路板pcb布线时采用并行差分走线。8.一种集成电路板，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的反馈电路。9.一种移动工具，其特征在于，包括权利要求8所述的集成电路板。

技术总结
本实用新型涉及反馈电路、集成电路板和移动工具，反馈电路分别连接电源芯片和负载芯片，反馈电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容；第一电阻、第二电阻和第三电阻依次串联构成串联电路；串联电路与第一电容和第二电容分别并联，构成并联电路；并联电路的第二端接地；并联电路的第一端与电源芯片的电压输出端连接，并与负载芯片的电源电压输入端连接；第一电阻与第二电阻相接于第一电位参考点；第二电阻与第三电阻相接于第二电位参考点；第一电位参考点连接负载芯片的参考信号端或电源电压输入端，第二电位参考点连接电源芯片的输出电压反馈端。电源芯片的输出电压反馈端。电源芯片的输出电压反馈端。


技术研发人员：刘汝涛 马江涛 刘渊 张放 李晓飞 王肖 张德兆 霍舒豪
受保护的技术使用者：合肥智行者科技有限公司
技术研发日：2021.11.19
技术公布日：2022/5/25