CN105846798A - 一种软切换模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软切换模块，包括输出控制电路、脉宽检测电路和选择器；输出控制电路分别与脉宽检测电路和选择器连接，脉宽检测电路与选择器连接，选择器与电机的H桥连接；输出控制电路用于接收固定频率信号并设定有可变的目标脉宽，输出控制电路根据目标脉宽调整固定频率信号中高电平脉宽的长短，形成脉宽与目标脉宽一致的软切换信号，并分别传送至选择器和脉宽检测电路；选择器将软切换信号传送至电机的H桥。本发明的优点和有益效果在于：避免了软切换模块产生无效脉冲，提高了软切换模块有效性及可靠性，进而提高了高速电机的工作效率，并且更加平稳的实现了高速电机的软切换过程。
Description
技术领域
本发明涉及控制领域，特别涉及一种软切换模块。
背景技术
高速电机的H桥工作中，软切换过程可以降低功耗，通过调整占空比值，实现控制驱动信号脉冲宽度的渐变来调整电机的驱动桥背的切换，然而，现有的软切换装置是按10KHz～50KHz频率内的某个频率调整输出的脉冲宽度，最小脉冲宽度为系统时钟的周期，如系统时钟大于2MH在，则最小脉冲宽度低于500ns；而这个值低于一般电机的响应时间，因此，该软切换装置所输出脉冲为无效脉冲；由于无效脉冲无法实现驱动电机工作，导致现有的软切换装置有效性及可靠性较差，进而导致高速电机的工作效率降低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种软切换模块。本技术方案通过利用脉宽检测电路在保证用于所需的占空比的基础上，限制了最小脉宽，避免了软切换模块产生无效脉冲，提高了软切换模块有效性及可靠性，进而提高了高速电机的H桥的工作效率；
同时还利用占空比模块实现了在保证最小脉宽的基础上，调整最小脉宽信号的脉冲个数或脉冲间隔形成最小脉宽软切换信号，直至最小占空比为止，平稳的实现了高速电机的H桥软切换过程；占空比单元还对输出信号进行线性调制或非线性调制，更为有效地实现了软切换信号过程。
本发明中的一种软切换模块，用于控制电机的驱动桥背的切换，所述软切换模块包括输出控制电路、脉宽检测电路和选择器；所述输出控制电路分别与所述脉宽检测电路和所述选择器的输入端连接，所述脉宽检测电路与所述选择器的输入端连接，所述选择器的输出端与所述电机的H桥连接；
所述输出控制电路用于接收固定频率信号并设定有可变的目标脉宽，所述输出控制电路根据所述目标脉宽调整所述固定频率信号中高电平脉宽的长短，形成脉宽与所述目标脉宽一致的软切换信号，并分别传送至所述选择器和脉宽检测电路；所述选择器的输出端将所述软切换信号传送至所述电机的H桥。
上述方案中，所述输入端包括第一输入端、第二输入端和通断端口，所述第一输入端和所述第二输入端分别用于输入所述软切换信号，所述通断端口用于开启或断开所述选择器的第一输入端；所述输出控制电路与所述第一输入端连接，所述脉宽检测电路分别与所述第二输入端和通断端口连接。
上述方案中，所述脉宽检测电路设定有最小脉宽，所述脉宽检测电路用于对比所述软切换信号的脉宽与所述最小脉宽长短和开启或断开所述第一输入端，所述脉宽检测电路还用于调整所述软切换信号的脉宽、脉冲个数或脉冲间隔。
上述方案中，所述脉宽检测电路包括与所述输出控制电路连接并用于接收软切换信号的对比单元，与所述对比单元连接并用于调整所述软切换信号的脉宽的调整单元，和与所述通断端口连接并用于向所述通断端口输出高电平或低电平的启动单元；所述启动单元还与所述对比单元连接，所述对比单元设定有最小脉宽，所述对比单元对比所述软切换信号的脉宽与所述最小脉宽的长短。
上述方案中，所述脉宽检测电路还具有分别与所述调整单元和输出控制电路连接的占空比单元，所述占空比单元用于调整所述软切换信号的脉冲个数或脉冲间隙。
上述方案中，当软切换信号的脉宽大于或等于所述最小脉宽时，所述对比单元向所述启动单元发送启动信号，所述启动单元根据所述启动信号向所述通断端口输出低电平，使所述第一输入端开启，所述输出控制电路所输出的软切换信号进入所述第一输入端，并通过所述输出端输送至所述电机的H桥。
上述方案中，当软切换信号的脉宽小于所述最小脉宽时，所述对比单元向所述启动单元发送断开信号，所述启动单元根据所述断开信号向所述通断端口输出高电平，使所述第一输入端断开；
所述对比单元将所述软切换信号传送至所述调整单元，所述调整单元将所述软切换信号的脉宽调整为所述最小脉宽，并形成最小脉宽信号输出至所述占空比单元，所述占空比单元调整所述最小脉宽信号的脉冲个数或脉冲间隙后形成最小脉宽软切换信号输出至所述第二输入端，并通过所述输出端输送至所述电机的H桥。
上述方案中，所述占空比单元通过所述输出控制电路获得由所述输出控制电路输出的软切换信号，并计算所述软切换信号的占空比；所述占空比单元对所述最小脉宽信号进行线性调制或非线性调制，调整所述最小脉宽信号的脉冲个数或脉冲间隙，形成占空比与所述软切换信号的占空比一致的最小脉宽软切换信号。
上述方案中，所述占空比单元还与所述对比单元连接，所述占空比单元设置有最小占空比，所述占空比单元对比所述软切换信号的占空比和所述最小占空比，当所述软切换信号的占空比大于所述最小占空比时，所述占空比单元向所述对比单元发送结束信号，所述对比单元停止从所述输出控制电路接收软切换信号，所述脉宽检测电路停止工作。
本发明的优点和有益效果在于：本发明提供一种软切换模块，避免了软切换模块产生无效脉冲，导致无法有效驱动高速电机工作的情况，提高了软切换模块有效性及可靠性，进而提高了高速电机的工作效率，并且更加平稳的实现了高速电机软切换过程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种软切换模块的结构示意图。
图中：1、输出控制电路 2、脉宽检测电路 3、选择器
21、对比单元 22、调整单元 23、启动单元
24、占空比单元 31、输入端 32、输出端
311、第一输入端 312、第二输入端 313、通断端口
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明是一种软切换模块，用于控制电机的驱动桥背的切换，软切换模块包括输出控制电路1、脉宽检测电路2和选择器3；输出控制电路1分别与脉宽检测电路2和选择器3的输入端31连接，脉宽检测电路2与选择器3的输入端31连接，选择器3的输出端32与电机的H桥(图中未示出)连接；
输出控制电路1用于接收固定频率信号并设定有可变的目标脉宽，输出控制电路1根据目标脉宽调整固定频率信号中高电平脉宽的长短，形成脉宽与目标脉宽一致的软切换信号，并分别传送至选择器3和脉宽检测电路2；选择器3的输出端32将软切换信号传送至电机的H桥。
具体的，输入端31包括第一输入端311、第二输入端312和通断端口313，第一输入端311和第二输入端312分别用于输入软切换信号，通断端口313用于开启或断开选择器3的第一输入端311；输出控制电路1与第一输入端311连接，脉宽检测电路2分别与第二输入端312和通断端口313连接。
进一步的，脉宽检测电路2设定有最小脉宽，脉宽检测电路2用于对比软切换信号的脉宽与最小脉宽长短和开启或断开第一输入端311，脉宽检测电路2还用于调整软切换信号的脉宽、脉冲个数或脉冲间隔。
可选的，最小脉宽可设定为1us。
进一步的，脉宽检测电路2包括与输出控制电路1连接并用于接收软切换信号的对比单元21，与对比单元21连接并用于调整软切换信号的脉宽的调整单元22，和与通断端口313连接并用于向通断端口313输出高电平或低电平的启动单元23；启动单元23还与对比单元21连接，对比单元21设定有最小脉宽，对比单元21对比软切换信号的脉宽与最小脉宽的长短。
进一步的，脉宽检测电路2还具有分别与调整单元22和输出控制电路1连接的占空比单元24，占空比单元24用于调整软切换信号的脉冲个数或脉冲间隙。
优选的，当软切换信号的脉宽大于或等于最小脉宽时，对比单元21向启动单元23发送启动信号，启动单元23根据启动信号向通断端口313输出低电平，使第一输入端311开启，输出控制电路1所输出的软切换信号进入第一输入端311，并通过输出端32输送至电机的H桥。
优选的，当软切换信号的脉宽小于最小脉宽时，对比单元21向启动单元23发送断开信号，启动单元23根据断开信号向通断端口313输出高电平，使第一输入端311断开；
对比单元21将软切换信号传送至调整单元22，调整单元22将软切换信号的脉宽调整为最小脉宽，并形成最小脉宽信号输出至占空比单元24，占空比单元24对所述最小脉宽信号进行线性调制或非线性调制，调整最小脉宽信号的脉冲个数或脉冲间隙后形成最小脉宽软切换信号输出至第二输入端312，并通过输出端32输送至电机的H桥。
具体的，占空比单元24对最小脉宽信号进行线性调制或非线性调制，调整最小脉宽信号的脉冲个数或脉冲间隙，形成占空比与软切换信号的占空比一致的最小脉宽软切换信号。
占空比单元24还与对比单元21连接，占空比单元24设置有最小占空比，占空比单元24对比软切换信号的占空比和最小占空比，当软切换信号的占空比大于最小占空比时，占空比单元24向对比单元21发送结束信号，对比单元21停止从输出控制电路1接收软切换信号，脉宽检测电路2停止工作。
可选的，最小占空比设定为1％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种软切换模块，用于电机驱动桥背的切换控制，其特征在于，所述软切换模块包括输出控制电路、脉宽检测电路和选择器；所述输出控制电路分别与所述脉宽检测电路和所述选择器的输入端连接，所述脉宽检测电路与所述选择器的输入端连接，所述选择器的输出端与所述电机的H桥连接；
所述输出控制电路用于接收固定频率信号并设定有可变的目标脉宽，所述输出控制电路根据所述目标脉宽调整所述固定频率信号中高电平脉宽的长短，形成脉宽与所述目标脉宽一致的软切换信号，并分别传送至所述选择器和脉宽检测电路；所述选择器的输出端将所述软切换信号传送至所述电机的H桥。
2.根据权利要求1所述的一种软切换模块，其特征在于，所述输入端包括第一输入端、第二输入端和通断端口，所述第一输入端和所述第二输入端分别用于输入所述软切换信号，所述通断端口用于开启或断开所述选择器的第一输入端；所述输出控制电路与所述第一输入端连接，所述脉宽检测电路分别与所述第二输入端和通断端口连接。
3.根据权利要求2所述的一种软切换模块，其特征在于，所述脉宽检测电路设定有最小脉宽，所述脉宽检测电路用于对比所述软切换信号的脉宽与所述最小脉宽长短和开启或断开所述第一输入端，所述脉宽检测电路还用于调整所述软切换信号的脉宽、脉冲个数或脉冲间隔。
4.根据权利要求3所述的一种软切换模块，其特征在于，所述脉宽检测电路包括与所述输出控制电路连接并用于接收软切换信号的对比单元，与所述对比单元连接并用于调整所述软切换信号的脉宽的调整单元，和与所述通断端口连接并用于向所述通断端口输出高电平或低电平的启动单元；所述启动单元还与所述对比单元连接，所述对比单元设定有最小脉宽，所述对比单元对比所述软切换信号的脉宽与所述最小脉宽的长短。
5.根据权利要求4所述的一种软切换模块，其特征在于，所述脉宽检测电路还具有分别与所述调整单元和输出控制电路连接的占空比单元，所述占空比单元用于调整所述软切换信号的脉冲个数或脉冲间隙。
6.根据权利要求4所述的一种软切换模块，其特征在于，当软切换信号的脉宽大于或等于所述最小脉宽时，所述对比单元向所述启动单元发送启动信号，所述启动单元根据所述启动信号向所述通断端口输出低电平，使所述第一输入端开启，所述输出控制电路所输出的软切换信号进入所述第一输入端，并通过所述输出端输送至所述电机的H桥。
7.根据权利要求5所述的一种软切换模块，其特征在于，当软切换信号的脉宽小于所述最小脉宽时，所述对比单元向所述启动单元发送断开信号，所述启动单元根据所述断开信号向所述通断端口输出高电平，使所述第一输入端断开；
所述对比单元将所述软切换信号传送至所述调整单元，所述调整单元将所述软切换信号的脉宽调整为所述最小脉宽，并形成最小脉宽信号输出至所述占空比单元，所述占空比单元调整所述最小脉宽信号的脉冲个数或脉冲间隙后形成最小脉宽软切换信号输出至所述第二输入端，并通过所述输出端输送至所述电机的H桥。
8.根据权利要求7所述的一种软切换模块，其特征在于，所述占空比单元通过所述输出控制电路获得由所述输出控制电路输出的软切换信号，并计算所述软切换信号的占空比；所述占空比单元对所述最小脉宽信号进行线性调制或非线性调制，调整所述最小脉宽信号的脉冲个数或脉冲间隙，形成占空比与所述软切换信号的占空比一致的最小脉宽软切换信号。
9.根据权利要求8所述的一种软切换模块，其特征在于，所述占空比单元还与所述对比单元连接，所述占空比单元设置有最小占空比，所述占空比单元对比所述软切换信号的占空比和所述最小占空比，当所述软切换信号的占空比大于所述最小占空比时，所述占空比单元向所述对比单元发送结束信号，所述对比单元停止从所述输出控制电路接收软切换信号，所述脉宽检测电路停止工作。
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