本發(fā)明屬于電子控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種PWM功率控制裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)功率控制電路包含以下兩種方式，第一種，采用PWM信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)開關(guān)管，控制輸出功率；第二種，采用PWM驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)，控制輸出功率。然而，上述方式要輸出頻率固定的PWM信號(hào)，往往輸入與輸出的頻率要匹配，無法控制PWM信號(hào)的占空比精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種PWM功率控制裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)功率控制電裝置無法控制PWM信號(hào)占空比精度的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種PWM功率控制裝置，包括：

調(diào)理單元，適于將脈沖寬度調(diào)制源信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)；

驅(qū)動(dòng)信號(hào)參數(shù)調(diào)節(jié)單元，與所述調(diào)理單元的輸出端相連，適于比較三角波信號(hào)與直流信號(hào)生成符合預(yù)設(shè)工作頻率的參考脈沖信號(hào)；

功率驅(qū)動(dòng)單元，與所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)參數(shù)調(diào)節(jié)單元的輸出端相連，適于根據(jù)所述參考脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)開關(guān)管輸出功率信號(hào)。

如上所述，本發(fā)明的PWM功率控制裝置，具有以下有益效果：

相比同樣的功率控制裝置，在系統(tǒng)性能不變的前提下，降低了PWM信號(hào)的輸入頻率，同時(shí)，提高了PWM信號(hào)的占空比控制精度；減小了儲(chǔ)能元件尺寸，節(jié)約成本，提高了其工作效率。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明提供的一種PWM功率控制裝置結(jié)構(gòu)框圖；

圖2顯示為本發(fā)明提供的一種PWM功率控制裝置的調(diào)理單元的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3顯示為本發(fā)明提供的一種PWM功率控制裝置的驅(qū)動(dòng)信號(hào)參數(shù)調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4顯示為本發(fā)明提供的一種PWM功率控制裝置的功率驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5顯示為本發(fā)明提供的一種PWM功率控制裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。

元件標(biāo)號(hào)說明：

1 調(diào)理單元

2 驅(qū)動(dòng)信號(hào)參數(shù)調(diào)節(jié)單元

3 功率驅(qū)動(dòng)單元

11 第一開關(guān)電路

12 第二開關(guān)電路

13 第一濾波電路

21 震蕩子單元

22 驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生子單元

31 驅(qū)動(dòng)子單元

32 開關(guān)管子單元

33 第二濾波電路

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種PWM功率控制裝置結(jié)構(gòu)框圖，包括：

調(diào)理單元1，適于將脈沖寬度調(diào)制源信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)；

驅(qū)動(dòng)信號(hào)參數(shù)調(diào)節(jié)單元2，與所述調(diào)理單元的輸出端相連，適于比較三角波信號(hào)與直流信號(hào)生成符合預(yù)設(shè)工作頻率的參考脈沖信號(hào)；

功率驅(qū)動(dòng)單元3，與所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)參數(shù)調(diào)節(jié)單元的輸出端相連，適于根據(jù)所述參考脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)開關(guān)管輸出功率信號(hào)。

在本實(shí)施例中，所述調(diào)理單元1輸入低頻的脈沖寬度調(diào)制源信號(hào)(即初始輸入的PWM信號(hào))，如1KHZ，降低了輸入的系統(tǒng)的硬件要求，同時(shí)，由于輸入驅(qū)動(dòng)信號(hào)參數(shù)調(diào)節(jié)單元2的直流信號(hào)占空比精度穩(wěn)定，驅(qū)動(dòng)信號(hào)參數(shù)調(diào)節(jié)單元2可將其調(diào)制為預(yù)設(shè)工作頻率的參考脈沖信號(hào)(即調(diào)制后的PWM信號(hào))，即把低頻轉(zhuǎn)換成高頻，使得輸出的參考脈沖信號(hào)占空比大、精度較高，功率驅(qū)動(dòng)單元3采用參考脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的通斷，提高了功率輸出。

請(qǐng)參閱圖2，為本發(fā)明提供的一種PWM功率控制裝置的調(diào)理單元的結(jié)構(gòu)框圖，包括：

第一開關(guān)電路11，適于接收所述脈沖寬度調(diào)制源信號(hào)導(dǎo)通一三極管，輸出第一脈沖信號(hào)，三極管根據(jù)脈沖寬度調(diào)制源信號(hào)的高低電平處于導(dǎo)通或截至狀態(tài)。

第二開關(guān)電路12，為兩個(gè)對(duì)稱且負(fù)載相同的三極管構(gòu)成，與所述第一開關(guān)電路的輸出端相連，適于根據(jù)第一脈沖調(diào)制信號(hào)導(dǎo)通兩三極管輸出占空比均衡的第二脈沖信號(hào)；通過對(duì)稱的開關(guān)管Q2與Q3構(gòu)成第二開關(guān)電路12，且它們負(fù)載相同，使得輸出PWM的占空比信號(hào)精度能夠穩(wěn)定。

第一濾波電路13，與所述第二開關(guān)電路12的輸出端相連，適于對(duì)所述第二脈制信號(hào)濾波得到直流信號(hào)，所述第一濾波電路優(yōu)選為阻容濾波，濾除第二脈沖信號(hào)中的交流信號(hào)得到直流信號(hào)，該電路濾波效率較高，具有降壓限流的作用，被廣泛應(yīng)用于負(fù)載較大，電流較小及波紋系數(shù)較小的場(chǎng)景。

具體地，調(diào)理單元按照上述電路進(jìn)行展開，其連接關(guān)系為如圖5所示，詳述如下：

所述第一開關(guān)電路11包括第一三極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻與第一電容，所述第一電阻的一端連接所述脈沖寬度調(diào)制源信號(hào)，其另一端連接所述第一三極管的基極，所述第二電阻連接于該三極管的發(fā)射極與基極之間，所述第一電容連接于該三極管的集電極與發(fā)射極之間，所述第三電阻連接所述第一三極管的集電極，其中，負(fù)載電阻(第一電阻、第二電阻、第三電阻)，當(dāng)?shù)谝蝗龢O管導(dǎo)通，其發(fā)射極接地，其處于截止時(shí)，第一與第二電阻分壓，而第二電阻為了確保第一三極管沒有輸入時(shí)其處于截狀態(tài)，所述第一電容為了穩(wěn)定輸出的第一脈沖信號(hào)的波形。

所述第二開關(guān)電路12包括第二三極管、第三三極管、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻與第八電阻，所述第二三極管的基極分別連接第四電阻、第五電阻的一端，所述第三三極管的基極分別連接第六電阻、第七電阻的一端，所述第四電阻與第六電阻的另一端連接第一三極管的集電極，所述第五電阻、第七電阻的另一端分別對(duì)應(yīng)連接第二三極管、第三三極管的發(fā)射極，所述第二三極管與第三三極管的發(fā)射極相互連接作為輸出端，第二三極管與第三三極管兩者之間形成對(duì)應(yīng)的對(duì)稱開關(guān)管，且第八電阻為第三三極管的下拉電阻，用于穩(wěn)定阻抗，保證輸出端輸出的第二脈沖信號(hào)占空比精度穩(wěn)定，第五電阻與第七電阻與第二電阻作用相同，在此不一一贅述。

所述第一濾波電路13包括第九電阻、第十電阻、第二電容與第三電容，所述第九電阻與第十電阻依次串聯(lián)于第二開關(guān)電路的輸出端，所述第二電容一端連接于第九電阻與第十電阻之間，所述第三電容的一端連接于第十電阻的另一端作為輸出端，所述第二電容與第三電容的另一端均接地。

在本實(shí)施例中，通過導(dǎo)通第一開關(guān)電路11輸出幅值為VREF的第一脈沖信號(hào)，根據(jù)第一脈沖信號(hào)導(dǎo)通第二開關(guān)電路12輸出占空比穩(wěn)定且頻率較低的第二脈沖信號(hào)，采用RC濾波電路對(duì)所述第二脈沖信號(hào)進(jìn)行濾波，過濾掉干擾信號(hào)輸出直流信號(hào)。

請(qǐng)參閱圖3，為本發(fā)明提供的一種PWM功率控制裝置的驅(qū)動(dòng)信號(hào)參數(shù)調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)框圖包括：

震蕩子單元21，適于根據(jù)震蕩電路配置三角波信號(hào)的工作頻率；

驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生子單元22，與所述震蕩子單元的輸出端相連，適于根據(jù)直流信號(hào)與固定工作頻率的三角波信號(hào)生成預(yù)設(shè)工作頻率的參考脈沖信號(hào)。

如圖5所示，震蕩子單元21包括第十一電阻和第六電容，通過第十一電阻和第六電容即可配置三角波信號(hào)的工作頻率，通過調(diào)整三角波信號(hào)的工作頻率即可調(diào)整輸出參考脈沖信號(hào)的頻率，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生子單元U1為固定頻率脈寬調(diào)制電路，其中，該固定頻率脈寬調(diào)制電路的型號(hào)可為TL494，其內(nèi)部設(shè)有誤差比較器，由于因?yàn)槿遣ㄅc直流信號(hào)的電壓進(jìn)行比較產(chǎn)生預(yù)設(shè)工作頻率的參考脈沖信號(hào)，只有當(dāng)三角波的電壓大于直流信號(hào)的電壓時(shí)，才能輸出參考脈沖信號(hào)，且隨著直流信號(hào)增大，輸出的參考脈沖信號(hào)的脈寬減小。由于固定頻率脈寬調(diào)制電路包含了開關(guān)電源控制所需的全部功能，廣泛應(yīng)用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關(guān)電源。

請(qǐng)參閱圖4，為本發(fā)明提供的一種PWM功率控制裝置的功率驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)框圖，包括：

驅(qū)動(dòng)子單元31，適于根據(jù)參考脈沖信號(hào)為輸入，輸出開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

具體地，驅(qū)動(dòng)子單元31如圖5中的U2為開關(guān)驅(qū)動(dòng)芯片，其型號(hào)優(yōu)選為IR2110，兼有光耦隔離與電磁隔離的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于中小功率變換裝置中驅(qū)動(dòng)器。

開關(guān)管子單元32，與所述驅(qū)動(dòng)子單元的輸出端相連，適于根據(jù)所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)開關(guān)管工作，輸出功率信號(hào)。

具體地，如附圖5中開關(guān)管Q4，開關(guān)管驅(qū)動(dòng)芯片U2輸出端連接有濾波電路(C9、R18)，其具有隔直通交的作用，其中，開關(guān)管Q4優(yōu)選為場(chǎng)效應(yīng)管。

第二濾波電路33，適于對(duì)輸出的功率信號(hào)進(jìn)行濾波得到特定頻率下的功率信號(hào)。

具體地，包括電感、第四電容與第五電容，所述電感一端連接所述驅(qū)動(dòng)子單元的輸出端相連，所述電感的另一端依次并聯(lián)第四電容與第五電容的一端輸出功率信號(hào)，所述第四電容與第五電容的另一端均接地，濾除干擾信號(hào)，使得其輸出特定頻率的功率信號(hào)，相比于其它功率輸出信號(hào)，采用電感與電容，不僅具有儲(chǔ)能的功能，減小了儲(chǔ)能器件的尺寸，還節(jié)約成本，提高了工作的效率。

在本實(shí)施例中，48V的電源電壓通過濾波電容(C7與C8)可使得連接開關(guān)管Q4的電壓穩(wěn)定，對(duì)穩(wěn)壓有利，反向并聯(lián)的二極管D2具有保護(hù)開關(guān)管Q4，防止其被損壞。另外，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)參數(shù)調(diào)節(jié)單元輸出特定頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)開關(guān)管芯片使其發(fā)出導(dǎo)通開關(guān)管，輸出功率信號(hào)，對(duì)所述功率信號(hào)進(jìn)行濾波穩(wěn)壓，使其變換為穩(wěn)定的功率控制信號(hào)。

綜上所述，本發(fā)明相比同樣的功率控制裝置，在系統(tǒng)性能不變的前提下，降低了PWM信號(hào)的輸入頻率，同時(shí)，提高了PWM信號(hào)的占空比控制精度；減小了儲(chǔ)能元件尺寸，節(jié)約成本，提高了其工作效率。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。