基于电流采样运放的DCDC电源输出线损补偿电路的详细推导计算

当dcdc电源输出需要经过一根长线缆才能到达负载时，由于线缆的阻抗产生压降，会导致负载端电压小于实际dcdc输出电压。为保证负载端电压在不同的负载电流下，维持我们希望的固定值，我们可以实时采集负载电流，并根据导线负载，动态提高dcdc电源的输出电压，补偿线缆的压降，使得负载端的电压保持不变。
本文以lmr14030和ina213为例，给出了线损补偿的详细推导。当客户需要更改电路器件（例如使用不同的dcdc或电流采样运放）或更改电路参数（例如要求不同的输出电压）时，也可以利用本文的公式，快速计算确定电路中的其他参数。
在下面例子中，只要确定dcdc、电流采样运放以及负载端所需的电压后，通过最后的式(7)和式(8)即可计算出相关电阻值。
参数说明：
vout，为lmr14030的输出电压。
vfb = 0.75v，为dcdc电源的fb引脚电压。
iout，为usb输出电流。
vusb = 5v，为经过usb线缆后到中控面板usb插座上的电压。
vina，为ina213的输出电压。
，为ina213的ref引脚上电压。
gina = 50，为ina213的增益。
rsense = 0.01ω，为电流采样电阻。
rds(on) = 0.073ω，为tps2546内部开关限流mosfet的导通阻抗。如果电路中没有tps2546，可忽略此项。
rcable，为usb线缆中5v线和gnd线的电阻总和。
从原理图可得下式：
(1)
(2)
(3)
从式(1)，(2)，(3)可得：
(4)
线损补偿的设计目标是：不论iout为何值，vusb都必须保持为5v。所以由式(4)可得：
(5)
(6)
代入相关参数可得
(7)
(8)
先选定r1，r2，r3的其中一个值，即可通过式(7)和式(8)计算另外两个值。