CN101783582A - 一种死区时间可调的单输入双输出脉宽调制信号产生电路 - Google Patents

一种死区时间可调的单输入双输出脉宽调制信号产生电路 Download PDF

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Abstract

本发明公布了一种死区时间可调的单输入双输出脉宽调制信号产生电路，包括主脉宽调制信号产生电路(1)、从脉宽调制信号产生电路(2)和输出使能电路(3)，其中主脉宽调制信号产生电路(1)和从脉宽调制信号产生电路(2)的输入端接单路输入的脉宽调制信号(PWM_in)，主脉宽调制信号产生电路(1)和从脉宽调制信号产生电路(2)的输出端分别接输出使能电路(3)的输入端。本发明易于实现，可靠性好，成本极低。

Description

一种死区时间可调的单输入双输出脉宽调制信号产生电路
技术领域
本发明涉及一种单输入双输出的脉宽调制信号产生电路，尤其涉及一种死区时间可调的单输入双输出脉宽调制信号产生电路。
背景技术
在功率变换器中，如直流开关电源、逆变器等，通常是以脉宽调制信号控制功率器件的开关，以到达功率变换的目的。一般比较经典的中小功率电源拓扑结构中都只有一个开关器件，如标准的BUCK、BOOST、正激、反激结构等。所以发展了一批产生单路输出脉宽调制信号的电源控制芯片。这些芯片目前应用范围极广，如UC3842、TL494等等，简单易用且成本较低。不过随着功率电子的飞速发展，更多适用于大功率或者高效率的变换器拓扑结构正在被广泛应用，其中一般会用到2个或以上开关器件，如半桥、同步整流、有源钳位、全桥结构等等，这就需要2路或以上的脉宽调制信号控制此类变换器拓扑。绝大多数2路脉宽调制控制信号是一对占空比可调的互补矩形波，由于开关器件的导通截止过程需要一定时间，为了防止两个开关器件同时导通所带来的大穿通电流问题，这一对互补的脉宽调制信号之间需要有一定的死区时间，而且为了针对不同系统的优化设计，死区时间必须能够可调。为实现2路及以上死区时间可调的互补脉宽调制信号，现在可采用一些专门的双路及多路输出控制驱动芯片，但是其成本往往比目前普遍应用的单路输出芯片高数倍，会大大增加系统的成本，只适合应用于中高端产品。还有一种方法就是采用数字控制，利用单片机、DSP等处理器产生这样的控制信号，这样灵活性很高，也很容易实现高级算法，但是成本也会大大提高，并且外围电路复杂，也是适用于高端产品中。本发明设计一种简单的硬件电路，仅由少量的电阻、电容及门电路实现，能够把一路脉宽调制信号转变为两路输出，并且死区时间可以调整，易于实现，成本极低。采用目前广泛应用的低成本单路输出控制芯片，通过本发明电路的配合，即可实现需要2个开关器件的功率变换器拓扑电路控制。
发明内容
本发明设计一种简单的硬件电路，仅由少量的电阻、电容及门电路实现，能够把一路脉宽调制信号转变为两路输出，并且死区时间可以调整，易于实现，成本极低。采用目前广泛应用的低成本单路输出控制芯片，通过本发明电路的配合，即可实现需要2个开关器件的功率变换器拓扑电路控制。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
本发明一种死区时间可调的单输入双输出脉宽调制信号产生电路，包括主脉宽调制信号产生电路、从脉宽调制信号产生电路和输出使能电路，其中主脉宽调制信号产生电路和从脉宽调制信号产生电路的输入端接单路输入的脉宽调制信号，主脉宽调制信号产生电路和从脉宽调制信号产生电路的输出端分别接输出使能电路的输入端。
本发明具有如下优点：
1)利用1、2电路的配合，可产生单输入转双输出的互补脉宽调制信号，而且两信号间的死区时间可调。
2)结构极为简单，仅由少量的电阻、电容及门电路实现，易于实现，可靠性好。
3)所用元器件数量少，而且均为基本器件，成本极低。
4)本发明电路配合目前广泛应用的低成本单路输出控制芯片，即可实现需要2个开关器件的功率变换器拓扑电路控制，代替成本很高的专用双路及多路输出控制驱动芯片。
附图说明
图1：本发明整体原理图。
图2：本发明电路原理图。
图3：本发明信号波形图。
图4：本发明实施例电路原理图。
图5：本发明实施例仿真波形图。
具体实施方式
下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：
如图1所示，一种死区时间可调的单输入双输出脉宽调制信号产生电路，包括主脉宽调制信号产生电路1、从脉宽调制信号产生电路2和输出使能电路3，其中主脉宽调制信号产生电路1和从脉宽调制信号产生电路2的输入端接单路输入的脉宽调制信号PWM_in，主脉宽调制信号产生电路1和从脉宽调制信号产生电路2的输出端分别接输出使能电路3的输入端。
如图2所示，所述主脉宽调制信号产生电路1由第一与门以及第二、第三、第六电阻R2、R3、R6和第二电容C2构成，其中第二、第六电阻(R2、R6)的一端和第一与门的输入端分别接单路输入的脉宽调制信号PWM_in，第二电阻R2的另一端分别接第三电阻R3)和第二电容C2的一端，第三电阻R3的另一端接第一与门的输入端，第六电阻R6的另一端接地，第一与门的输出端分别接第二电容C2的另一端和输出使能电路3的输入端。
所述从脉宽调制信号产生电路2由第一电阻R1、第一电容C1和反相器构成，其中第一电阻R1的一端接单路输入的脉宽调制信号PWM_in，第一电阻R1的另一端分别接第一电容C1的一端和反相器的输入端，第一电容C1的另一端接地，反相器的输出端接输出使能电路3的输入端。
所述输出使能电路3由第二、第三与门和第四、第五电阻R4、R5，其中第二、第三与门的输入端分别接外部使能信号，第二与门的输入端接主脉宽调制信号产生电路1的输出端，第三与门的输入端接从脉宽调制信号产生电路2的输出端，第二与门的输出端串接第四电阻R4输出一路脉宽调制信号，第三与门的输出端串接第五电阻R5输出另一路脉宽调制信号。
如图3所示，为单路输入的脉宽调制信号PWM_in与两路输出脉宽调制信号的波形图。
下面以图2和图3为例，具体说明本发明。
每个模块的工作原理：
模块1主脉宽调制信号产生电路，当PWM_in信号从低到高时，AND1的下端输入立刻置高，但此时由于C2的关系，其上端输入还未被置高，AND1保持输出低电平。同时通过R2对C2充电，C2上的电压逐渐上升，即AND1的上端输入电压逐渐上升，当其大于AND1的门限时，AND1的输出才会从低置为高，信号得以传输过去，其时间差为T2。T2可以通过改变R2和C2的值进行改变。当PWM_in信号从高到低时，AND1的下端输入立刻置低，与门的特点是有一个输入为低，输出就置低，所以其输出会立刻从高置低，没有延迟。
模块2从脉宽调制信号产生电路，当PWM_in信号从低到高时，通过R1对C1充电，C1上端电压逐渐升高，当大于后级反门NOT1的门限电压时，信号得以传输过去，反门NOT1输出从高到低，其间有个时间差T1。当PWM_in信号从高到低时，C1要通过R1放电，电压缓缓下降到反门的门限电压以下时，信号才能传输过去，反门NOT1输出从低到高，其延时为T3。T1、T3可以通过改变R1和C1的值进行改变。R6的作用是PWM_in断开时，起到拉地电位的保护作用。
在模块1和2中，电容上电压为：
Figure GSA00000047779000031
Us一般为5V电压，假设逻辑门的门限电压为Vth，则令Uc(t)＝Vth即可算出给定延迟时间t的情况下，各自R、C的取值。
如果设置T2＞T1，这样便得到图3中的波形关系。从图中可以看出L_PWM和H_PWM两个互补脉宽调制信号的死区时间分别为T2-T1和T3，该死区时间通过改电阻电容的值进行调整。以上分析中，门级延迟相对于RC延迟可以忽略不计。
模块3输出使能电路，从模块1输出的信号通过AND2的使能控制进行输出，H_EN为高时，输出H_PWM为所产生的脉宽调制信号，H_EN为低时，输出H_PWM始终为低，相当于关闭输出。从模块2输出的信号通过AND3的使能控制进行输出，L_EN为高时，输出L_PWM为所产生的脉宽调制信号，L_EN为低时，输出L_PWM始终为低，相当于关闭输出。电阻R4、R5起输出信号限流保护的作用。
图4为一本发明的应用实例，其中参数及说明如下：
PWM_in：0-5V，100KHz，D＝0.4
T1＝230ns，T2＝460ns，T3＝230ns
死区时间为T2-T1＝230ns，T3＝230ns
如图5所示，为本发明实施例波形图：
可看出单路的脉宽调制信号PWM_in通过本发明电路产生了两路互补的脉宽调制信号H_PWM和L_PWM，两者之间有一定的死区时间。
放大波形后可以看出：
T1＝230ns，T2＝460ns，T3＝230ns；死区时间为T2-T1＝230ns，T3＝230ns。

Claims (4)

1.一种死区时间可调的单输入双输出脉宽调制信号产生电路，其特征在于包括主脉宽调制信号产生电路(1)、从脉宽调制信号产生电路(2)和输出使能电路(3)，其中主脉宽调制信号产生电路(1)和从脉宽调制信号产生电路(2)的输入端接单路输入的脉宽调制信号(PWM_in)，主脉宽调制信号产生电路(1)和从脉宽调制信号产生电路(2)的输出端分别接输出使能电路(3)的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种死区时间可调的单输入双输出脉宽调制信号产生电路，其特征在于所述主脉宽调制信号产生电路(1)由第一与门(AND1)以及第二、第三、第六电阻(R2、R3、R6)和第二电容(C2)构成，其中第二、第六电阻(R2、R6)的一端和第一与门(AND1)的输入端分别接单路输入的脉宽调制信号(PWM_in)，第二电阻(R2)的另一端分别接第三电阻(R3)和第二电容(C2)的一端，第三电阻(R3)的另一端接第一与门(AND1)的输入端，第六电阻(R6)的另一端接地，第一与门(AND1)的输出端分别接第二电容(C2)的另一端和输出使能电路(3)的输入端。
3.根据权利要求1所述的一种死区时间可调的单输入双输出脉宽调制信号产生电路，其特征在于所述从脉宽调制信号产生电路(2)由第一电阻(R1)、第一电容(C1)和反相器(NOT1)构成，其中第一电阻(R1)的一端接单路输入的脉宽调制信号(PWM_in)，第一电阻(R1)的另一端分别接第一电容(C1)的一端和反相器(NOT1)的输入端，第一电容(C1)的另一端接地，反相器(NOT1)的输出端接输出使能电路(3)的输入端。
4.根据权利要求1所述的一种死区时间可调的单输入双输出脉宽调制信号产生电路，其特征在于所述输出使能电路(3)由第二、第三与门(AND2、AND3)和第四、第五电阻(R4、R5)，其中第二、第三与门(AND2、AND3)的输入端分别接外部使能信号，第二与门(AND2)的输入端接主脉宽调制信号产生电路(1)的输出端，第三与门(AND3)的输入端接从脉宽调制信号产生电路(2)的输出端，第二与门(AND2)的输出端串接第四电阻(R4)输出一路脉宽调制信号(H_PWM)，第三与门(AND3)的输出端串接第五电阻(R5)输出另一路脉宽调制信号(L_PWM)。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102075177A (zh) * 2010-12-24 2011-05-25 苏州华芯微电子股份有限公司 一种具有合理死区时间的非交叠信号的产生方法
CN103647531A (zh) * 2013-11-23 2014-03-19 大连尚能科技发展有限公司 双脉冲发生装置
CN103715888A (zh) * 2012-09-28 2014-04-09 罗伯特·博世技术与业务解决方案公司 用于减小驱动感性负载的电路的功率损耗的方法
CN104022643A (zh) * 2014-03-07 2014-09-03 深圳市伟创电气有限公司 简易脉冲开关电源pwm发生电路及方法
CN104917356A (zh) * 2014-03-13 2015-09-16 力智电子股份有限公司 栅极驱动器与其控制方法
CN103701439B (zh) * 2013-12-24 2016-05-25 深圳市汇川技术股份有限公司 一种单输入双输出脉宽调制信号产生电路

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200983562Y (zh) * 2006-12-14 2007-11-28 谢步明 变频器死区发生电路
CN101170280A (zh) * 2007-10-17 2008-04-30 吴壬华 一种高端驱动电路的实现方法及电路
CN101309529A (zh) * 2008-06-27 2008-11-19 武汉理工大学 一种大功率节能电磁灶的智能控制装置及方法
CN101330779A (zh) * 2008-07-24 2008-12-24 武汉理工大学 一种模块化大功率电磁灶电控装置及控制方法
CN101345474A (zh) * 2007-06-01 2009-01-14 国际整流器公司 智能死区时间控制
CN101420218A (zh) * 2007-10-26 2009-04-29 比亚迪股份有限公司 用于并联igbt动态均流的方法和电路
CN101534108A (zh) * 2009-04-14 2009-09-16 清华大学 一种独立调节两相脉宽的不交叠时钟产生电路
CN101577482A (zh) * 2008-06-13 2009-11-11 崇贸科技股份有限公司 用于功率转换器的具节能的晶体管闸极驱动电路
CN101604965A (zh) * 2009-06-30 2009-12-16 美的集团有限公司 一种场效应晶体管死区控制驱动信号的发生电路

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200983562Y (zh) * 2006-12-14 2007-11-28 谢步明 变频器死区发生电路
CN101345474A (zh) * 2007-06-01 2009-01-14 国际整流器公司 智能死区时间控制
CN101170280A (zh) * 2007-10-17 2008-04-30 吴壬华 一种高端驱动电路的实现方法及电路
CN101420218A (zh) * 2007-10-26 2009-04-29 比亚迪股份有限公司 用于并联igbt动态均流的方法和电路
CN101577482A (zh) * 2008-06-13 2009-11-11 崇贸科技股份有限公司 用于功率转换器的具节能的晶体管闸极驱动电路
CN101309529A (zh) * 2008-06-27 2008-11-19 武汉理工大学 一种大功率节能电磁灶的智能控制装置及方法
CN101330779A (zh) * 2008-07-24 2008-12-24 武汉理工大学 一种模块化大功率电磁灶电控装置及控制方法
CN101534108A (zh) * 2009-04-14 2009-09-16 清华大学 一种独立调节两相脉宽的不交叠时钟产生电路
CN101604965A (zh) * 2009-06-30 2009-12-16 美的集团有限公司 一种场效应晶体管死区控制驱动信号的发生电路

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102075177A (zh) * 2010-12-24 2011-05-25 苏州华芯微电子股份有限公司 一种具有合理死区时间的非交叠信号的产生方法
CN102075177B (zh) * 2010-12-24 2012-12-12 苏州华芯微电子股份有限公司 一种具有合理死区时间的非交叠信号的产生方法
CN103715888A (zh) * 2012-09-28 2014-04-09 罗伯特·博世技术与业务解决方案公司 用于减小驱动感性负载的电路的功率损耗的方法
CN103715888B (zh) * 2012-09-28 2020-01-21 罗伯特·博世技术与业务解决方案公司 用于减小驱动感性负载的电路的功率损耗的方法
CN103647531A (zh) * 2013-11-23 2014-03-19 大连尚能科技发展有限公司 双脉冲发生装置
CN103647531B (zh) * 2013-11-23 2016-03-02 大连尚能科技发展有限公司 双脉冲发生装置
CN103701439B (zh) * 2013-12-24 2016-05-25 深圳市汇川技术股份有限公司 一种单输入双输出脉宽调制信号产生电路
CN104022643A (zh) * 2014-03-07 2014-09-03 深圳市伟创电气有限公司 简易脉冲开关电源pwm发生电路及方法
CN104917356A (zh) * 2014-03-13 2015-09-16 力智电子股份有限公司 栅极驱动器与其控制方法
CN104917356B (zh) * 2014-03-13 2017-06-30 力智电子股份有限公司 栅极驱动器与其控制方法

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