CN106487365A - 一种多路pwm驱动控制电路、驱动控制方法及家用烹饪电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多路PWM驱动控制电路、驱动控制方法及家用烹饪电器。所述驱动控制电路包括PWM输出电路和多路与PWM输出电路连接的PWM扩展电路，每一路PWM扩展电路包括限流电路、使能控制电路、功能控制电路、驱动电路和负载电路，所述PWM输出电路与每一路PWM扩展电路的限流电路的输入端连接，限流电路的输出端连接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端连接负载电路，使能控制电路通过功能控制电路到驱动电路的输入端。本发明将一路PWM输出扩展为n路输出，当要求任一扩展支路输出所需信号时，可以通过该支路的使能控制电路控制驱动电路输出三种模式：分别为PWM、高电平和低电平，而且各支路间互不影响，调整灵活，大大降低了对单片机资源的要求。

Description

一种多路PWM驱动控制电路、驱动控制方法及家用烹饪电器

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种多路PWM驱动控制电路、驱动控制方法及家用烹饪电器。

背景技术

脉冲宽度调制PWM，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在测量、通信、功率控制与变换的许多领域中。

单片机中的PWM指单片机有部分I/O口具有输出PWM信号的功能。比如说部分单片机的I/O口可以输出时钟信号，时钟信号的脉宽和占空比可调，可以根据实际需要调整寄存器位来设定。

现有的单片机PWM功能模块很少，对现在多PWM应用存在不足，当需要实现多PWM输出时，不能给予相应的支持。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种多路PWM驱动控制电路、驱动控制方法及家用烹饪电器。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种多路PWM驱动控制电路，包括PWM输出电路和与PWM输出电路连接的多路PWM扩展电路，每一路PWM扩展电路包括限流电路、使能控制电路、功能控制电路、驱动电路和负载电路，所述PWM输出电路与每一路PWM扩展电路中限流电路的输入端连接，限流电路的输出端连接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端连接负载电路，使能控制电路通过功能控制电路连接驱动电路的输入端；所述PWM输出电路，其用于输出PWM信号；所述限流电路， 其用于对PWM信号进行限流并输出到驱动电路；所述使能控制电路，其用于根据根据负载电路的信号需求，产生相应的使能控制信号；所述功能控制电路，其用于根据使能控制信号，产生功能控制信号并输出到驱动电路；所述驱动电路，其用于在限流的PWM信号和功能控制信号的作用下导通或截止，进而向负载电路输出所需的信号。

本发明的有益效果是：本发明将一路PWM输出扩展为n路输出，PWM输出电路输出占空比PWM_OUT，当要求任一扩展支路输出所需信号时，可以通过该支路的使能控制电路控制驱动电路输出三种模式：分别为PWM、高电平和低电平，而且各支路间互不影响，调整灵活，大大降低了对单片机资源的要求。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述PWM输出电路采用带有PWM输出的单片机，所述使能控制电路为单片机的PWM使能端；所述限流电路包括限流电阻。

进一步，所述功能控制电路包括二极管，所述二极管的负极连接使能控制电路，所述二级管的正极连接驱动电路。

进一步，当任一PWM扩展电路需要输出低电平时，该PWM扩展电路的功能控制电路还包括一个分压电阻，所述分压电阻与所述二极管并联。

进一步，所述驱动电路包括三极管，当所述三极管采用NPN型三极管时，所述三极管的基极连接限流电路和功能控制电路的公共端，发射集接地，集电极连接负载电路，当所述三极管采用PNP型三极管时，所述三极管的基极连接限流电路和功能控制电路的公共端，发射集接电源，集电极连接负载电路。

进一步，所述功能控制电路的二极管选用导通电压低于驱动电路的三极管BE极电压的二极管。

进一步，所述驱动电路的三极管用MOS管或场效应管代替，当所述MOS 管或场效应管采用N沟道型时，所述MOS管或场效应管的栅极连接限流电路和功能控制电路的公共端，源极接地，漏极连接负载电路，当所述MOS管或场效应管采用P沟道型时，所述MOS管或场效应管的栅极连接限流电路和功能控制电路的公共端，源极接电源，漏极连接负载电路。

进一步，当扩展电路的数目超出预定值时，还包括前置电流驱动电路，所述前置电流驱动电路包括限流电阻和三极管，所述PWM输出电路通过限流电阻连接三极管的基极，所述三极管的发射极接电源，集电极接各个PWM扩展电路。

一种多路PWM驱动控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，所述PWM输出电路输出PWM信号，所述使能控制电路根据根据负载电路的信号需求，产生相应的使能控制信号

步骤S2，所述限流电路对PWM信号进行限流；所述功能控制电路根据使能控制信号，产生功能控制信号；

步骤S3，所述驱动电路在限流的PWM信号和功能控制信号的作用下导通或截止，进而向负载电路输出所需的信号。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，具体控制方法如下：PWM输出电路输出PWM_OUT，

当任一路PWM扩展电路的负载电路需要PWM时，使能控制电路设置为输入状态，相当于使能控制电路为开路，此时功能控制电路无控制作用，驱动电路的三极管的基极端电压与PWM_OUT一致，驱动电路输出高电平；

当任一路PWM扩展电路的负载电路需要高电平时，使能控制电路设置为输出低电平，使驱动电路的三极管基极电压达不到导通电压，三极管截止，驱动电路输出高电平；

当任一路PWM扩展电路的负载电路需要低电平时，对应的功能控制电路还包括一个分压电阻，所述分压电阻与所述二极管并联，使能控制电路设置 为输出高电平，当PWM_OUT为高电平时，驱动电路的三极管的基极为高导通，驱动电路输出低电平，当PWM_OUT为低电平时，通过功能控制电路中的分压电阻与限流电路的限流电阻分压，使驱动电路的三极管的基极电平高于导通电压，三极管仍处于导通状态，驱动电路输出低电平。

一种家用烹饪电器，包括上述技术方案所述多路PWM驱动控制电路。

附图说明

图1为本发明所述一种多路PWM驱动控制电路示意图；

图2为本发明实施例1的结构示意图；

图3为本发明实施例2的结构示意图；

图4为本发明实施例3的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、PWM输出电路，2、限流电路，3、使能控制电路，4、功能控制电路，5、驱动电路，6、负载电路，7、前置电流驱动电路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

如图1所示，一种多路PWM驱动控制电路，包括PWM输出电路1和多路与PWM输出电路连接的PWM扩展电路，每一路PWM扩展电路包括限流电路2、使能控制电路3、功能控制电路4、驱动电路5和负载电路6，所述PWM输出电路1与每一路PWM扩展电路的限流电路2的输入端连接，限流电路2的输出端连接驱动电路5的输入端，驱动电路5的输出端连接负载电路，使能控制电路3通过功能控制电路4连接驱动电路5的输入端。所述PWM输出电路1，其用于输出PWM信号；所述限流电路2，其用于对PWM信号进行限流并输出到驱动电路5；所述使能控制电路3，其用于根据根据负载电路6的信号需求，产生相应的使能控制信号；所述功能控制电路4，其用于根据使能控制信号，产生功能控制信号并输出到驱动电路5；所述驱动电路5，其用于在限流的PWM信号和功能控制信号的作用下导通或截止，进而向负载电路6输出所需的信号。

具体地，本电路包括PWM输出电路、限流电路1、使能控制电路1、功能控制电路1、驱动电路1和负载1；限流电路2、使能控制电路2、功能控制电路2、驱动电路2和负载2；……限流电路n、使能控制电路n、功能控制电路n、驱动电路n和负载n。其中PWM输出电路连接到限流电路1，限流电流1连接到驱动电路1，同时使能控制电路1通过功能控制电路1连接到驱动电路1，驱动电路1连接负载1；PWM输出同时连接到限流电路2，限流电流2连接到驱动电路2，同时使能控制电路2通过功能控制电路2连接到驱动电路2，驱动电路2连接负载2；PWM输出连接到限流电路n，限流电流n连接到驱动电路n，同时使能控制电路n通过功能控制电路n连接到驱动电路n，驱动电路n连接负载n。

实施例1，如图2所示，所述PWM输出电路采用带有PWM输出的单片机。所述限流电路包括限流电阻。使所述使能控制电路为单片机的PWM使能端。所述功能控制电路包括二极管，所述二极管的负极连接使能控制电路，所述 二级管的正极连接驱动电路。当任一PWM扩展电路需要输出低电平时，该PWM扩展电路的功能控制电路还包括一个分压电阻，所述分压电阻与所述二极管并联。所述驱动电路包括三极管，所述三极管采用NPN型三极管，所述三极管的基极连接限流电路和功能控制电路的公共端，发射集接地，集电极连接负载电路。所述功能控制电路的二极管选用导通电压低于驱动电路的三极管BE极电压的二极管。

所述驱动电路的三极管用MOS管或场效应管代替，当所述MOS管或场效应管采用N沟道型时，所述MOS管或场效应管的栅极连接限流电路2和功能控制电路4的公共端，源极接地，漏极连接负载电路6，当所述MOS管或场效应管采用P沟道型时，所述MOS管或场效应管的栅极连接限流电路2和功能控制电路4的公共端，源极接电源，漏极连接负载电路6。

实施例2，如图3所示，所述PWM输出电路采用带有PWM输出的单片机。所述限流电路包括限流电阻。使所述使能控制电路为单片机的PWM使能端。所述功能控制电路包括二极管，所述二极管的负极连接使能控制电路，所述二级管的正极连接驱动电路。当任一PWM扩展电路需要输出低电平时，该PWM扩展电路的功能控制电路还包括一个分压电阻，所述分压电阻与所述二极管并联。所述驱动电路包括三极管，所述三极管采用PNP型三极管，所述三极管的基极连接限流电路和功能控制电路的公共端，发射集接电源，集电极连接负载电路。所述功能控制电路的二极管选用导通电压低于驱动电路的三极管BE极电压的二极管。所述驱动电路的三极管用MOS管或场效应管代替。

实施例3，如图4所示，当扩展电路的数目超出预定值时，还包括前置电流驱动电路7，所述前置电流驱动电路7包括限流电阻和三极管，所述PWM输出电路通过限流电阻连接三极管的基极，所述三极管的发射极接电源，集电极接各个PWM扩展电路。

利用上述电路进行输出控制时，PWM输出电路输出PWM_OUT，每一路PWM 扩展电路根据负载电路的信号需求，通过控制使能控制电路的状态，进而控制功能控制电路的状态，通过限流电路和功能控制电路的配合控制驱动电路的导体和截止，进而负载电路输出所需的信号。

当任一路PWM扩展电路的负载电路需要PWM时，使能控制电路设置为输入状态，相当于使能控制电路为开路，此时功能控制电路无控制作用，驱动电路的三极管的基极端电压与PWM_OUT一致，驱动电路输出高电平。

当任一路PWM扩展电路的负载电路需要高电平时，使能控制电路设置为输出低电平，使驱动电路的三极管基极电压达不到导通电压，三极管截止，驱动电路输出高电平。

当任一路PWM扩展电路的负载电路需要低电平时，对应的功能控制电路还包括一个分压电阻，所述分压电阻与所述二极管并联，使能控制电路设置为输出高电平，当PWM_OUT为高电平时，驱动电路的三极管的基极为高导通，三极管的集电极输出低电平，当PWM_OUT为低电平时，通过功能控制电路中的分压电阻与限流电路的限流电阻分压，使驱动电路的三极管的基极电平高于导通电压，三极管仍处于导通状态，驱动电路输出低电平。

具体地，当要求任一扩展支路输出所需信号时，可以通过该支路的使能控制电路控制驱动电路输出三种模式，可以通过PWM_EN控制驱动电路输出三种模式：分别为PWM、高电平和低电平，具体实现方式如下：

1.PWM输出需求的占空比PWM_OUT，经过限流电阻R1一端，R1另一端连接到三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，集电极驱动负载1，三极管Q1连接二极管D1正极，二极管负极连接PWM_EN，二极管并联一个电阻R2，工作原理如下：

①当负载1需要PWM时，PWM1_EN设置为输入状态，相当于PWM1_EN端为开路，此时功能控制电路1无控制作用，三极管Q1基极端电压与PWM_OUT一致，输出高电平；

②当负载1需要高电平时，PWM1_EN设置为输出低电平，二极管D1选用导通电压低于三极管Q1导通电压的二极管，使三极管Q1基极电压达不到导通电压，三极管Q1截止，输出高电平；

③当负载1需要低电平时，PWM1_EN设置为输出高电平，当PWM_OUT为高电平时，三极管Q1的基极为高导通，三极管Q1是发射极输出低电平，当PWM_OUT为低电平时，通过功能控制电路中的R2与R1分压，使三极管Q1的基极电平高于导通电压，三极管Q1仍处于导通状态，输出低电平。

第2路PWM2-OUT、第3路PWM3-OUT……第n路PWMn-OUT工作原理同第1路PWM1-OUT，各个PWM输出互不影响，均可输出高电平、低电平和PWM三种模式。

本发明还提供一种家用烹饪电器，包括上述技术方案所述多路PWM驱动控制电路。所述家用烹饪电器可以为电饭煲、电压力锅和电磁炉等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (11)

1.一种多路PWM驱动控制电路，其特征在于，包括PWM输出电路(1)和与PWM输出电路连接的多路PWM扩展电路，每一路PWM扩展电路包括限流电路(2)、使能控制电路(3)、功能控制电路(4)、驱动电路(5)和负载电路(6)，所述PWM输出电路(1)与每一路PWM扩展电路中限流电路(2)的输入端连接，限流电路(2)的输出端连接驱动电路(5)的输入端，驱动电路(5)的输出端连接负载电路(6)，使能控制电路(3)通过功能控制电路(4)连接驱动电路(5)的输入端；

所述PWM输出电路(1)，其用于输出PWM信号；

所述限流电路(2)，其用于对PWM信号进行限流并输出到驱动电路(5)；

所述使能控制电路(3)，其用于根据根据负载电路(6)的信号需求，产生相应的使能控制信号；

所述功能控制电路(4)，其用于根据使能控制信号，产生功能控制信号并输出到驱动电路(5)；

所述驱动电路(5)，其用于在限流的PWM信号和功能控制信号的作用下导通或截止，进而向负载电路(6)输出所需的信号。

2.根据权利要求1所述一种多路PWM驱动控制电路，其特征在于，所述PWM输出电路(1)采用带有PWM输出的单片机，所述使能控制电路(3)为单片机的PWM使能端；所述限流电路(2)包括限流电阻。

3.根据权利要求1所述一种多路PWM驱动控制电路，其特征在于，所述功能控制电路(4)包括二极管，所述二极管的负极连接使能控制电路(3)，所述二级管的正极连接驱动电路(5)。

4.根据权利要求3所述一种多路PWM驱动控制电路，其特征在于，当任一PWM扩展电路需要输出低电平时，该PWM扩展电路的功能控制电路(4)还包括一个分压电阻，所述分压电阻与所述二极管并联。

5.根据权利要求3所述一种多路PWM驱动控制电路，其特征在于，所述驱动电路(5)包括三极管，当所述三极管采用NPN型三极管时，所述三极管的基极连接限流电路(2)和功能控制电路(4)的公共端，发射集接地，集电极连接负载电路(6)，当所述三极管采用PNP型三极管时，所述三极管的基极连接限流电路(2)和功能控制电路(4)的公共端，发射集接电源，集电极连接负载电路(6)。

6.根据权利要求5所述一种多路PWM驱动控制电路，其特征在于，所述功能控制电路(4)的二极管选用导通电压低于驱动电路(5)的三极管BE极电压的二极管。

7.根据权利要求6所述一种多路PWM驱动控制电路，其特征在于，所述驱动电路(5)的三极管用MOS管或场效应管代替，当所述MOS管或场效应管采用N沟道型时，所述MOS管或场效应管的栅极连接限流电路(2)和功能控制电路(4)的公共端，源极接地，漏极连接负载电路(6)，当所述MOS管或场效应管采用P沟道型时，所述MOS管或场效应管的栅极连接限流电路(2)和功能控制电路(4)的公共端，源极接电源，漏极连接负载电路(6)。

8.根据权利要求6所述一种多路PWM驱动控制电路，其特征在于，当扩展电路的数目超出预定值时，还包括前置电流驱动电路(7)，所述前置电流驱动电路(7)包括限流电阻和三极管，所述PWM输出电路通过限流电阻连接三极管的基极，所述三极管的发射极接电源，集电极连接各个PWM扩展电路。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述多路PWM驱动控制电路的多路PWM驱动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，所述PWM输出电路(1)输出PWM信号，所述使能控制电路(3)根据根据负载电路(6)的信号需求，产生相应的使能控制信号；

步骤S2，所述限流电路(2)对PWM信号进行限流；所述功能控制电路(4)根据使能控制信号，产生功能控制信号；

步骤S3，所述驱动电路(5)在限流的PWM信号和功能控制信号的作用下导通或截止，进而向负载电路(6)输出所需的信号。

10.根据权利要求9所述一种多路PWM驱动控制方法，其特征在于，具体控制方法如下：PWM输出电路输出PWM_OUT，

当任一路PWM扩展电路的负载电路需要PWM时，使能控制电路设置为输入状态，相当于使能控制电路为开路，此时功能控制电路无控制作用，驱动电路的三极管的基极端电压与PWM_OUT一致，驱动电路输出高电平；

当任一路PWM扩展电路的负载电路需要高电平时，使能控制电路设置为输出低电平，使驱动电路的三极管基极电压达不到导通电压，三极管截止，驱动电路输出高电平；

当任一路PWM扩展电路的负载电路需要低电平时，对应的功能控制电路还包括一个分压电阻，所述分压电阻与所述二极管并联，使能控制电路设置为输出高电平，当PWM_OUT为高电平时，驱动电路的三极管的基极为高导通，驱动电路输出低电平，当PWM_OUT为低电平时，通过功能控制电路中的分压电阻与限流电路的限流电阻分压，使驱动电路的三极管的基极电平高于导通电压，三极管仍处于导通状态，驱动电路输出低电平。

11.一种家用烹饪电器，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述多路PWM驱动控制电路。