CN204031108U - 一种驱动芯片脉宽限幅保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种驱动芯片的脉宽限幅保护电路,在本身不具备驱动脉宽限幅保护的一类芯片中能很好的应用。该电路包括最大脉宽限幅电路和信号逻辑电路,所述最大脉宽限幅电路包括D触发电路和RC充放电路。PWM信号作为D触发器的时钟输入信号,D触发器的输出和RC充放电路互相制约输出最大脉宽限幅保护信号,PWM信号和最大脉宽限幅保护信号作为信号逻辑电路的输入信号,最后信号逻辑电路输出具有脉宽限幅保护的PWM信号,将此信号作为驱动芯片输入。本实用新型脉宽限幅大小可调、限幅效果很好。
Description
技术领域
本实用新型涉及电学领域,特别是一种PWM驱动信号的脉宽限幅保护。
背景技术
随着电力电子开关器件的迅速发展,脉宽调制(PWM)技术已经得到广泛的应用。PWM波形的占空比通常在0到1之间变化。通过PWM波形的占空比,可以控制开关器件的工作状态,从而控制输出电流。 而单片机的PWM信号需要经过驱动电路才能驱动开关管的工作,所以驱动电路在整个系统中是比较关键的部分。然而开关电源中很多拓扑要求占空比小于0.5(例如:双管正激,推挽升压等),如果超过0.5会因为来不及磁复位而导致高频变压器的磁饱和。一旦发生磁饱和,对开关电源危害极大,轻则使元器件过热,重则会使元件损坏。很多驱动芯片内部并不具备脉宽限幅保护电路,所以设计一种脉宽限制保护电路非常有必要。
实用新型内容
为了解决技术背景中存在的上述技术问题,本实用新型提供了一种驱动芯片脉宽限幅保护电路,通过芯片外部外加的脉宽限幅保护,起到限制脉宽、避免磁饱和及保护功率器件的作用。
本实用新型的技术方案是:一种驱动芯片脉宽限幅保护电路,包括最大脉宽限幅电路和信号逻辑电路,所述最大脉宽限幅电路包括D触发电路、RC充放电路、PWM信号输入端和最大脉宽限幅信号输出端,所述PWM信号输入端与D触发电路连接,D触发电路输出端与RC充放电路连接,最大脉宽限幅信号输出端和PWM信号输入端分别与信号逻辑电路输入端连接,信号逻辑电路输出为具有脉宽限幅保护的PWM信号。
所述D触发电路包括D、S、CLK、R四个控制端,所述D接高电平,S接低电平,CLK与PWM信号输入端连接,输出端Q和复位端R与RC充放电电路相连。
采用RC充放电路和上升沿D触发器CD4013组成一个最大脉宽限幅电路。
利用PWM信号作为D触发器时钟信号,可以产生和PWM信号相同频率的最大脉宽限幅信号。
利用RC的充电特性,让D触发器的输出端和复位端互相控制。
利用二极管快速放电,保证下个脉冲来临时,已经将电容的电放尽,保证复位端为低电平。
利用“与”“或”使得信号为最大脉宽限幅或最小脉宽限幅。
本实用新型的有益效果是:本实用新型具有元器件少,成本低,性能可靠,限幅大小可调且调整方便,限幅效果好等优点。
附图说明
图1为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示:本实用新型驱动芯片脉宽限幅保护电路与驱动芯片连接,包括最大脉宽限幅电路(12)和信号逻辑电路(2),最大脉宽限幅电路(12)包括D触发电路(11)、RC充放电路(14)、PWM信号输入端(9)和最大脉宽限幅信号输出端(1),PWM信号输入端(9)与D触发电路(11)连接,D触发电路(11)输出端与RC充放电路(14)连接,最大脉宽限幅信号输出端(1)和PWM信号输入端(9)分别与信号逻辑电路(2)输入端连接,信号逻辑电路(2)输出为具有脉宽限幅保护的PWM信号(3)。
本实用新型采用上升沿触发器CD4013,控制端分别是D(8)、S(6)、CLK(9)。其中D接高电平(VCC)(7),S接低电平(5),CLK(10)接PWM信号输入端(9)。因此复位端R(13)控制着D触发器Q(4)的输出。由D触发器真值表可知,触发信号来的时刻,当R=0时,Q=D=1;而当R=1时,立刻复位Q=0。
而输出端Q(4)和复位端R(13)是通过一个RC充放电电路(14)相连,所以R和Q之间是相互控制着。初始状态Q为0,R为0,当CLK(10)第一个上升沿到来时,使得Q跳转到1(此时R=0,所以Q=D=1),这时RC电路开始充电,根据RC充放电基本知识知道,经过时间t=RCln(Vc/(Vc-Vt)电容C被充到Vt,R端变成高电平,Q端复位(此时R=1时,立刻复位Q=0),电容开始通过二极管快速放电。使得R端变成低电平0,当下一个触发沿到来时,Q端又跳转到1,如此周而复始Q端输出一个t/Ts为占空比的方波。
只要选取合适的RC参数就能确定Q端方波的占空比。这个信号再与PWM信号做“与”逻辑后输入到驱动芯片。如此当PWM信号小于t/Ts时,输入驱动芯片的信号为PWM信号占空比;而占空比超过t/Ts时,输入驱动芯片的信号被限制在t/Ts,起到了脉宽限幅的作用。还有一些应用场合对于最小脉宽也有限制,只要将与门换成或门即可。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种驱动芯片脉宽限幅保护电路,包括最大脉宽限幅电路和信号逻辑电路,其特征在于所述最大脉宽限幅电路包括D触发电路、RC充放电路、PWM信号输入端和最大脉宽限幅信号输出端,所述PWM信号输入端与D触发电路连接,D触发电路输出端与RC充放电路连接,最大脉宽限幅信号输出端和PWM信号输入端分别与信号逻辑电路输入端连接,信号逻辑电路输出为具有脉宽限幅保护的PWM信号。
2.根据权利要求1所述的一种驱动芯片脉宽限幅保护电路,其特征在于所述D触发电路包括D、S、CLK三个控制端,所述D接高电平,S接低电平,CLK与PWM信号输入端连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种驱动芯片脉宽限幅保护电路,其特征在于所述D触发电路还包括输出端Q和复位端R,输出端Q和复位端R与RC充放电电路相连。
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