CN203135845U - 一种对pwm信号端口进行扩展的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种对PWM信号端口进行扩展的电路，包括：第一延时模块和第二延时模块，第一延时模块的一端和第二延时模块的一端分别与PWM信号输入端相连；第一二极管和第二二极管，第一二极管与第一延时模块反向并联，第二二极管与第二延时模块正向并联；以及第一比较模块和第二比较模块，第一比较模块的输入端与第一延时模块相连，第二比较模块的输入端与第二延时模块相连，其中，第一比较模块的输出端和第二比较模块的输出端作为第一PWM信号端口和第二PWM信号端口以输出PWM信号。采用本实用新型提出的电路能够对PWM信号端口进行扩展，从而增加PWM信号端口数量，并且电路结构简单，容易实现，成本低。

Description

一种对PWM信号端口进行扩展的电路

技术领域

本实用新型涉及开关器件驱动控制技术领域，特别涉及一种对PWM信号端口进行扩展的电路。

背景技术

在家电、工业控制、电源等领域经常需要同时控制多个开关器件，例如家电领域的多电机驱动控制、电源领域的多电平开关模块的控制等，都需要使用多个PWM（Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制）控制信号，但是，当采用单个微控制器或微处理器进行控制时，就会造成PWM端口不够用，通常的解决方法是增加微控制器或微处理器的数量，从而增加PWM端口数量，但是，此方法需要解决多个微控制器或微处理器之间的通信问题，增加了系统控制的复杂程度，同时也增加了成本。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种对PWM信号端口进行扩展的电路，采用本实用新型提出的电路能够对PWM信号端口进行扩展，从而增加PWM信号端口的数量，扩展了微处理器的外设控制能力，并且电路结构简单，容易实现，成本低。

为达到上述目的，本实用新型提出一种对PWM信号端口进行扩展的电路，包括：第一延时模块和第二延时模块，所述第一延时模块的一端和所述第二延时模块的一端分别与PWM信号输入端相连；第一二极管和第二二极管，所述第一二极管与所述第一延时模块反向并联，所述第二二极管与所述第二延时模块正向并联；第一比较模块和第二比较模块，所述第一比较模块的输入端与所述第一延时模块相连，所述第二比较模块的输入端与所述第二延时模块相连，其中，所述第一比较模块的输出端和所述第二比较模块的输出端作为第一PWM信号端口和第二PWM信号端口以输出PWM信号。

根据本实用新型实施例的对PWM信号端口进行扩展的电路，通过延时模块产生扩展互补PWM信号的死区，并且死区时间可以灵活设置，可以防止桥臂直通的情况发生，进而，通过比较模块输出PWM信号，使一路PWM输入信号扩展为两路具有死区设置功能的两路互补PWM信号，扩展了微处理器的外设控制能力。另外，该电路结构简单、容易实现，成本低，可靠性高。

较优地，当所述第一比较模块为同相比较模块时，所述第二比较模块为反相比较模块。

另外，当所述第一比较模块为反相比较模块时，所述第二比较模块为同相比较模块。

具体地，所述第一延时模块包括：相互串联的第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端与所述第一电容的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述PWM信号输入端相连，所述第一电容的另一端接地，所述第一电阻和第一电容之间具有第一节点。

更具体地，所述第一比较模块包括：第一比较器，所述第一比较器的同相输入端与所述第一节点相连，所述第一比较器的反相输入端与参考电位相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一比较器的输出端相连，所述第二电阻的另一端与参考电源相连，所述第二电阻的一端与所述第一比较器的输出端之间具有第二节点，所述第二节点作为所述第一PWM信号端口。

进一步地，所述第二延时模块包括：相互串联的第三电阻和第二电容，所述第三电阻的一端与所述第二电容的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述PWM信号输入端相连，所述第二电容的另一端接地，所述第三电阻和第二电容之间具有第三节点。

更进一步地，所述第二比较模块包括：第二比较器，所述第二比较器的反相输入端与所述第三节点相连，所述第二比较器的同相输入端与所述参考电位相连；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二比较器的输出端相连，所述第四电阻的另一端与所述参考电源相连，所述第四电阻的一端与所述第二比较器的输出端之间具有第四节点，所述第四节点作为所述第二PWM信号端口。

优选地，上述对PWM信号端口进行扩展的电路还包括：第五电阻，所述第五电阻的一端与所述参考电源相连，所述第五电阻的另一端分别与所述第一节点和所述第一二极管的阳极相连；第六电阻，所述第六电阻的一端与所述参考电源相连，所述第六电阻的另一端分别与所述第三节点和所述第二二极管的阴极相连。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型的实施例的对PWM信号端口进行扩展的电路的模块结构的示意图；

图2为根据本实用新型的一个实施例的对PWM信号端口进行扩展的电路的模块结构的示意图；

图3为根据本实用新型的一个实施例的PWM-IN信号、PWM1信号和PWM2信号的时序图；

图4为根据本实用新型的另一个实施例的对PWM信号端口进行扩展的电路的模块结构的示意图；

图5为根据本实用新型的另一个实施例的PWM-IN信号、PWM1信号和PWM2信号的时序图；

图6为根据本实用新型的一个具体实施例的对PWM信号端口进行扩展的电路的模块结构的示意图；

图7为根据本实用新型的另一个具体实施例的对PWM信号端口进行扩展的电路的模块结构的示意图；

附图标记：

第一延时模块101、第二延时模块102、第一二极管103、第二二极管104、第一比较模块105和第二比较模块106，第一驱动模块201和第一开关器件202、第一驱动模块203和第二开关器件204，第一比较器U1A和第二比较器U1B。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本实用新型的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本实用新型的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本实用新型的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本实用新型的实施例的范围不受此限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照附图描述根据本实用实施例提出的一种对PWM信号端口进行扩展的电路。

图1为根据本实用新型的实施例的对PWM信号端口进行扩展的电路的模块结构的示意图。如图1所示，本实用新型的实施例提出的对PWM信号端口进行扩展的电路包括：第一延时模块101、第二延时模块102、第一二极管103、第二二极管104、第一比较模块105和第二比较模块106。其中，第一延时模块101的一端和第二延时模块102的一端分别与PWM信号输入端PWM-IN相连。第一延时模块101和第二延时模块102可以产生扩展互补PWM信号的死区，以防止桥臂直通情况的发生，即防止开关器件出现同时导通的情况。第一二极管103与第一延时模块101反向并联即第一二极管103的阴极与PWM信号输入端相连，第一二极管103的阳极与第一延时模块101的另一端相连。第二二极管104与第二延时模块102正向并联即第二二极管104的阳极与PWM信号输入端相连，第二二极管104的阴极与第二延时模块102的另一端相连。第一比较模块105的输入端与第一延时模块101相连，第二比较模块106的输入端与第二延时模块102相连，其中，第一比较模块105的输出端和第二比较模块106的输出端作为第一PWM信号端口和第二PWM信号端口以输出PWM信号例如输出PWM1信号和PWM2信号。

本实用新型实施例的对PWM信号端口进行扩展的电路，可以应用于整流、逆变、功率变换等技术领域，可以对PWM信号端口进行扩展，从而解决家电、工业控制、电源领域中控制系统的PWM信号端口不够用的问题。

较优地，在本实用新型的一个实施例中，当第一比较模块105为同相比较模块时，第二比较模块106为反相比较模块，如图2为根据本实施例的对PWM信号端口进行扩展的电路的模块的示意图，如图2所示，输入PWM信号PWM-IN分别输入到第一延时模块101和第一二极管103及第二延时模块102和第二二极管104，第一延时模块101和第一二极管103将PWM信号输入到同相比较模块产生PWM1信号，PWM1信号输入到第一驱动模块201，通过第一驱动模块201控制第一开关器件202的导通和关断。同时，第二延时模块102和第二二极管104将PWM信号输入到反相比较模块产生PWM2信号，PWM2信号输入到第二驱动模块203，通过第二驱动模块203控制第二开关器件204的导通和关断，可知，第一驱动模块201和第二驱动模块203采用反相驱动的方式。本实施例中的输入PWM信号即PWM-IN信号、扩展脉冲调制信号即PWM1信号和PWM2信号的时序图如图3所示。在本实施例中，第一延时模块101和第二延时模块102可以产生扩充互补PWM信号的死区，并且死区时间可以灵活设置，以防止桥臂直通的情况发生，即防止第一开关器件202和第二开关器件204的同时导通或关断。本实施例中的对PWM信号端口进行扩展的电路将一路输入PWM信号扩展为两路具有死区设置功能的互补PWM信号，扩展了微处理器的外设控制功能。

另外，在本实用新型的一个实施例中，当第一比较模块105为反相比较模块时，第二比较模块106为同相比较模块。如图4所示为根据本实施例的对PWM信号端口进行扩展的电路的模块的示意图，如图4所示，输入PWM信号PWM-IN分别输入到第一延时模块101和第一二极管103及第二延时模块102和第二二极管104，第一延时模块101和第一二极管103将PWM信号输入到反相比较模块产生PWM1信号,PWM1信号输入到第一驱动模块201，通过第一驱动模块201控制第一开关器件202的导通和关断。同时，第二延时模块102和第二二极管104将PWM-IN信号输入到同相比较模块产生PWM2信号，PWM2信号输入到第二驱动模块203，通过第二驱动模块203控制第二开关器件204的导通和关断，可知，第一驱动模块201和第二驱动模块203采用反相驱动的方式。本实施例中的输入PWM信号即PWM-IN信号、扩展脉冲调制信号即PWM1信号和PWM2信号的时序图如图5所示。参考图5和图3可知，第一比较模块105为同相比较模块且第二比较模块106为反相比较模块时输出的PWM1信号和PWM2信号，与第一比较模块105为反相比较模块且第二比较模块106为同相比较模块时输出的PWM1信号和PWM2信号是反相的。在本实施例中，第一延时模块101和第二延时模块102可以产生扩充互补PWM信号的死区，并且死区时间可以灵活设置，可以防止桥臂直通的情况发生，即防止第一开关器件202和第二开关器件204的同时导通或关断。

具体地，图6为根据本实用新型的一个具体实施例的对PWM信号端口进行扩展的电路的结构示意图，如图6所示，第一延时模块101可以包括：相互串联的第一电阻R1和第一电容C1，第一电阻R1的一端与第一电容C1的一端相连，第一电阻R1的另一端与PWM信号输入端相连，第一电容C1的另一端接地，第一电阻R1和第一电容C1之间具有第一节点1。

更具体地，如图6所示，第一比较模块105包括第一比较器U1A和第二电阻R2，其中，第一比较器U1A例如LM393比较器的同相输入端与第一节点1相连，第一比较器U1A例如LM393比较器的反相输入端与参考电位VCC相连。第二电阻R2的一端与第一比较器U1A的输出端相连，第二电阻R2的另一端与参考电源VCC相连，第二电阻R2的一端与第一比较器U1A的输出端之间具有第二节点2，第二节点2作为第一PWM信号即PWM1信号端口。

进一步地，如图6所示，第二延时模块102包括第三电阻R3和第二电容C2。其中，第三电阻R3和第二电容C1相互串联，第三电阻R3的一端与第二电容C2的一端相连，第三电阻R3的另一端与PWM信号输入端相连，第二电容C2的另一端接地，第三电阻R3和第二电容C2之间具有第三节点3。进一步具体地，第二比较模块106包括第二比较器U1B和第四电阻R4，第二比较器U1B的反相输入端与第三节点3相连，第二比较器U1B的同相输入端与参考电位V1相连。第四电阻R4的一端与第二比较器U1B的输出端相连，第四电阻R4的另一端与参考电源VCC相连，第四电阻R4的一端与第二比较器U1B的输出端之间具有第四节点4，第四节点4作为第二PWM信号即PWM2信号端口。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图6所示，本实用新型的对PWM信号端口进行扩展的电路还包括第五电阻R5和第六电阻R6，其中，第五电阻R5的一端与参考电源VCC相连，第五电阻R5的另一端分别与第一节点1和第一二极管103的阳极相连。第六电阻R6的一端与参考电源VCC相连，第六电阻R6的另一端分别与第三节点3和第二二极管104的阴极相连。

如上所述，第一延时模块101为同相比较模块，第二延时模块102为反相比较模块。

在本实用新型的另一个具体实施例中，当第一延时模块101为反相比较模块，第二延时模块102为同相比较模块时，具体地，如图7所示，为根据本实施例的对PWM信号端口进行扩展的电路的结构示意图。与第一延时模块101为同相比较模块且第二延时模块102为反相比较模块不同的是，第一比较模块105例如LM393比较器的第一比较器U1A的反相输入端与第一节点1相连，第一比较器U1A例如LM393比较器的正相输入端与参考电位V1相连。第二比较模块106的第二比较器U1B例如LM393比较器的同相输入端与第三节点3相连，第二比较器U1B的反相输入端与参考电位V1相连。

综上所述，根据本实用新型实施例的对PWM信号端口进行扩展的电路，通过延时模块产生扩展互补PWM信号的死区，并且死区时间可以灵活设置，可以防止桥臂直通的情况发生，进而，通过比较模块输出PWM信号，使一路PWM输入信号扩展为两路具有死区设置功能的两路互补PWM信号，扩展了微处理器的外设控制能力。另外，该电路结构简单、容易实现，成本低，可靠性高。

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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种对PWM信号端口进行扩展的电路，其特征在于，包括：

第一延时模块和第二延时模块，所述第一延时模块的一端和所述第二延时模块的一端分别与PWM信号输入端相连；

第一二极管和第二二极管，所述第一二极管与所述第一延时模块反向并联，所述第二二极管与所述第二延时模块正向并联；以及

第一比较模块和第二比较模块，所述第一比较模块的输入端与所述第一延时模块相连，所述第二比较模块的输入端与所述第二延时模块相连，其中，所述第一比较模块的输出端和所述第二比较模块的输出端作为第一PWM信号端口和第二PWM信号端口以输出PWM信号。

2.如权利要求1所述的对PWM信号端口进行扩展的电路，其特征在于，当所述第一比较模块为同相比较模块时，所述第二比较模块为反相比较模块。

3.如权利要求1所述的对PWM信号端口进行扩展的电路，其特征在于，当所述第一比较模块为反相比较模块时，所述第二比较模块为同相比较模块。

4.如权利要求2所述的对PWM信号端口进行扩展的电路，其特征在于，所述第一延时模块包括：

相互串联的第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端与所述第一电容的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述PWM信号输入端相连，所述第一电容的另一端接地，所述第一电阻和第一电容之间具有第一节点。

5.如权利要求4所述的对PWM信号端口进行扩展的电路，其特征在于，所述第一比较模块包括：

第一比较器，所述第一比较器的同相输入端与所述第一节点相连，所述第一比较器的反相输入端与参考电位相连；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一比较器的输出端相连，所述第二电阻的另一端与参考电源相连，所述第二电阻的一端与所述第一比较器的输出端之间具有第二节点，所述第二节点作为所述第一PWM信号端口。

6.如权利要求5所述的对PWM信号端口进行扩展的电路，其特征在于，所述第二延时模块包括：

相互串联的第三电阻和第二电容，所述第三电阻的一端与所述第二电容的一端相连，所述第三电阻的另一端与所述PWM信号输入端相连，所述第二电容的另一端接地，所述第三电阻和第二电容之间具有第三节点。

7.如权利要求6所述的对PWM信号端口进行扩展的电路，其特征在于，所述第二比较模块包括：

第二比较器，所述第二比较器的反相输入端与所述第三节点相连，所述第二比较器的同相输入端与所述参考电位相连；

第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二比较器的输出端相连，所述第四电阻的另一端与所述参考电源相连，所述第四电阻的一端与所述第二比较器的输出端之间具有第四节点，所述第四节点作为所述第二PWM信号端口。

8.如权利要求7所述的对PWM信号端口进行扩展的电路，其特征在于，还包括：

第五电阻，所述第五电阻的一端与所述参考电源相连，所述第五电阻的另一端分别与所述第一节点和所述第一二极管的阳极相连；

第六电阻，所述第六电阻的一端与所述参考电源相连，所述第六电阻的另一端分别与所述第三节点和所述第二二极管的阴极相连。

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