CN212752126U - 一种pfc脉宽调制逻辑控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PFC脉宽调制逻辑控制电路，该电路包括PWM信号整形电路、PWM信号逻辑比较电路、输出驱动电路与稳压电源电路，其中：所述PWM信号整形电路连接到PWM信号逻辑比较电路的一端，所述PWM信号逻辑比较电路的另一端连接到输出驱动电路，稳压电源电路分别连接到PWM信号逻辑比较电路与输出驱动电路。本实用新型设计了一种频率加倍PFC脉宽调制逻辑控制电路，将单片机输出的两路PWM脉宽调制控制信号经过PWM信号整形电路进行隔离滤波，再由PWM信号逻辑比较电路进行逻辑比较，达到PWM信号频率加倍的效果，最后通过输出驱动电路输出，有效的控制MOSFET管的工作状态。

Description

一种PFC脉宽调制逻辑控制电路

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种PFC脉宽调制逻辑控制电路。

背景技术

随着国家4G移动通信高速发展与节能减排政策实施，对通信电源系统中包括的整流器的电气性能、技术指标要求越来越高。而其中，整流器的功率密度是就是一项关键技术指标，为了提高功率密度，则需要降低整流器单位体积下的功耗，为了实现上述目的，目前已有相关的研究人员提出：通过提高整流器PFC电路的脉宽调制频率来降低功耗，由此，进一步促使功率电路的主变压器工作频率更高、体积更小，使得PFC电路中的MOSFET管能够有效的高频工作，提高整流器的工作效率与电气性能指标，但目前提出的单通道PWM脉宽调制电路，往往不能实现以上功能。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种 PFC脉宽调制逻辑控制电路。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种PFC脉宽调制逻辑控制电路，包括PWM信号整形电路、PWM信号逻辑比较电路和输出驱动电路，其中：

所述PWM信号整形电路连接到PWM信号逻辑比较电路的一端，所述PWM 信号逻辑比较电路的另一端连接到输出驱动电路。

本实用新型的有益效果是：将单片机输出的两路PWM脉宽调制控制信号经过PWM信号整形电路进行隔离滤波，再由PWM信号逻辑比较电路进行逻辑比较，达到PWM信号频率加倍的效果，最后通过输出驱动电路输出，有效的控制MOSFET管的工作状态。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：该电路还包括稳压电源电路，其中：

所述稳压电源电路分别连接到PWM信号逻辑比较电路和输出驱动电路。上述进一步方案的有益效果是：由稳压电源电路为逻辑芯片提供电源。

进一步：所述PWM信号整形电路包括变压器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D1和二极管D2；其中：

电容C1与电阻R1并联；PWM正极输入端连接到电阻R1，电阻R1的另一端以及PWM负极输入端均连接到变压器T1的输入绕组；变压器T1的第一输出绕组分别连接到电阻R2、电阻R3、电阻R6、电容C2和二极管D1，其中：

电阻R2、电阻R3的另一端均连接到二极管D1；

所述电阻R2的另一端还分别连接到电阻R6和电容C2；电容C2的另一端分别连接到电阻R6的另一端和变压器T1的第一输出绕组；

变压器T1的第二输出绕组分别连接到电阻R4、电阻R5和二极管D2；电阻R4、电阻R5的另一端连接到二极管D2；所述电阻R4的另一端还分别连接到电阻R7和电容C3；电阻R7和电容C3的另一端分别连接到变压器T1 的第二输出绕组和二极管D2与变压器T1的第二输出绕组连接的一端。

上述进一步方案的有益效果是：单片机输出的两路PWM脉宽调制控制信号经过隔离变压器T1的信号隔离，转变成两路独立的PWM控制信号，使初次级电路信号隔离不互相影响；再经过电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D1和二极管D2组成的滤波整流电路进行信号整形，包括去掉杂波信号使得输入得PWM 信号波形更标准、不产生变形。

进一步：所述PWM信号逻辑比较电路包括或门逻辑芯片U1、电阻R8、电阻R9、电容C5和电感L1；其中：

所述PWM信号整形电路电连接到或门逻辑芯片U1的引脚1、引脚2和引脚3，或门逻辑芯片U1的引脚3、引脚4均连接到电感L1；或门逻辑芯片 U1的引脚3接地；

电感L1的另一端连接到电阻R8，电阻R8的另一端分别连接到电阻R9 和电容C5，电阻R9和电容C5的另一端连接到电感L1。

上述进一步方案的有益效果是：由所述PWM信号整形电路输出得两路独立的PWM脉宽调制控制信号，经由或门逻辑芯片U1进行比较，比较过程中，或门逻辑芯片U1输出的信号波形实际是两路独立的PWM脉宽调制控制信号的叠加，达到PWM信号频率加倍功能，并且经由或门逻辑芯片U1通过调节输出波形的占空比，来控制主MOSFET管的工作状态。所述PWM信号整形电路中的电阻R8、电阻R9组成分压电路，起降压输出作用；所述PWM信号整形电路中的电感L1和电容C5组成LC滤波电路，对输出波形进行整形滤波。

进一步：所述输出驱动电路包括控制芯片U2、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9和二极管DZ1；其中：

电容C6和二极管DZ1并联；

所述PWM信号逻辑比较电路连接到控制芯片U2的I NA引脚和I NB引脚；控制芯片U2的OUTA引脚和OUTB引脚连接到二极管DZ1的阴极，二极管DZ1 的阳极分别连接到电阻R10和电阻R11，所述电阻R10和电阻R11的另一端分别连接到电容C7、电阻R13和电容C8；电阻R13和电容C8的另一端接地，电容C7连接到电阻R12，电阻R12的另一端接地；

控制芯片U2的VDD引脚连接到电容C9，电容C9的另一端接地。

上述进一步方案的有益效果是：通过输出驱动电路，一方面增加主功率 MOSFET管的门级驱动带载能力；另一方面控制使得使驱动电路的参数与主功率MOSFET管的正反向开关时间、输入阻抗等性能指标相匹配，达到MOSFET 管处于更高效的开关工作状态。

进一步：所述稳压电源电路包括基准源U3、电阻R14、电阻R15、电阻 R16、电阻R17、电阻R18和电容C10，其中：

或门逻辑芯片U1连接到稳压电源电路；

电阻R16的一端分别连接到电阻R14和电阻R15，电阻R14和电阻R15 的另一端分别连接到基准源U3的阳极、电阻R18和电容C10；电阻R18的另一端分别连接到基准源U3的参考端和电阻R17，电阻R17的另一端连接到电容C10的另一端。

上述进一步方案的有益效果是：由电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻 R17、电阻R18、电容C10和基准源U3组成的稳压电源电路，来为或门逻辑芯片U1提供3.3V的稳压电源，使或门逻辑芯片U1的供电电源电压更稳定，保证PWM脉宽调制控制信号的稳定性与精确性。

进一步：所述稳压电源电路还包括电容C11、电容C12和电感L2；其中：

电容C11、电容C12和电感L2组成的滤波电路，供电电源分别连接到电容C11、电容C12和电感L2；电容C11和电容C12的另一端接地且连接到电感L2。

上述进一步方案的有益效果是：为输出驱动电路和PWM信号逻辑比较电路提供12V的稳定电源。

附图说明

图1为本实用新型的PFC脉宽调制逻辑控制电路的结构示意图；

图2为本实用新型的PWM信号整形电路的结构示意图；

图3为本实用新型的PWM信号逻辑比较电路的结构示意图；

图4为本实用新型的输出驱动电路的结构示意图；

图5为本实用新型的稳压电源电路的结构示意图。

具体实施方式

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

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，一种PFC脉宽调制逻辑控制电路，包括PWM信号整形电路、 PWM信号逻辑比较电路和输出驱动电路，其中：

所述PWM信号整形电路连接到PWM信号逻辑比较电路的一端，所述PWM 信号逻辑比较电路的另一端连接到输出驱动电路。

本实用新型的PFC脉宽调制逻辑控制电路，将单片机输出的两路PWM脉宽调制控制信号经过PWM信号整形电路进行隔离滤波，再由PWM信号逻辑比较电路进行逻辑比较，达到PWM信号频率加倍的效果，最后通过输出驱动电路输出，有效的控制MOSFET管的工作状态。

如图1所示，本实用新型公开的一种PFC脉宽调制逻辑控制电路，还包括稳压电源电路，其中：

所述稳压电源电路分别连接到PWM信号逻辑比较电路和输出驱动电路。由稳压电源电路来为PWM信号逻辑比较电路和输出驱动电路提供电源。

如图2所示，在本实用新型提供的一个或多个实施例中，所述PWM信号整形电路包括变压器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D1和二极管D2；其中：

电容C1与电阻R1并联；PWM正极输入端连接到电阻R1，电阻R1的另一端以及PWM负极输入端均连接到变压器T1的输入绕组；变压器T1的第一输出绕组分别连接到电阻R2、电阻R3、电阻R6、电容C2和二极管D1，其中：

电阻R2、电阻R3的另一端均连接到二极管D1；

所述电阻R2的另一端还分别连接到电阻R6和电容C2；电容C2的另一端分别连接到电阻R6的另一端、二级管D2和变压器T1的第一输出绕组；

变压器T1的第二输出绕组分别连接到电阻R4、电阻R5和二极管D2；电阻R4、电阻R5的另一端连接到二极管D2的另一端；所述电阻R4的另一端还分别连接到电阻R7和电容C3；电阻R7和电容C3的另一端分别连接到变压器T1的第二输出绕组和二极管D2。

基于本实用新型公开的PWM信号整形电路，将单片机输出的两路PWM脉宽调制控制信号经过隔离变压器T1的信号隔离，转变成两路独立的PWM控制信号，使初次级电路信号隔离不互相影响；再经过电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D1和二极管D2组成的滤波整流电路进行信号整形，包括去掉杂波信号使得输入得PWM信号波形更标准、不产生变形。

如图3所示，在本实用新型提供的一个或多个实施例中，所述PWM信号逻辑比较电路包括或门逻辑芯片U1、电阻R8、电阻R9、电容C5和电感L1；优选地，在本实用新型提供的一个或多个实施例中，或门逻辑芯片U1的型号为HD74UH32，其中：

所述PWM信号整形电路电连接到或门逻辑芯片U1的引脚1、引脚2和引脚3，或门逻辑芯片U1的引脚3、引脚4均连接到电感L1；或门逻辑芯片U1的引脚3接地；

电感L1的另一端连接到电阻R8，电阻R8的另一端分别连接到电阻R9 和电容C5，电阻R9和电容C5的另一端连接到电感L1。

基于本实用新型公开的所述PWM信号整形电路，使得经由所述PWM信号整形电路输出的两路独立PWM脉宽调制控制信号，经由或门逻辑芯片U1进行比较，比较过程中，或门逻辑芯片U1输出的信号波形实际是两路独立的 PWM脉宽调制控制信号的叠加，达到PWM信号频率加倍功能，并且经由或门逻辑芯片U1通过调节输出波形的占空比，来控制主MOSFET管的工作状态。所述PWM信号整形电路中的电阻R8、电阻R9组成分压电路，起降压输出作用；所述PWM信号整形电路中的电感L1和电容C5组成LC滤波电路，对输出波形进行整形滤波。

如图4所示，在本实用新型提供的一个或多个实施例中，所述输出驱动电路包括控制芯片U2、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9和二极管DZ1；优选地，在本实用新型提供的一个或多个实施例中，控制芯片U2的型号为TC4424，其中：

电容C6和二极管DZ1并联；

所述PWM信号逻辑比较电路连接到控制芯片U2的I NA引脚和I NB引脚；控制芯片U2的OUTA引脚和OUTB引脚连接到二极管DZ1的阴极，二极管DZ1 的阳极分别连接到电阻R10和电阻R11，电阻R10和电阻R11的另一端分别连接到电容C7、电阻R13和电容C8，电阻R13和电容C8的另一端接地，电容C7连接到电阻R12，电阻R12的另一端接地；

控制芯片U2的VDD引脚连接到电容C9，电容C9的另一端接地。

基于本实用新型公开的所述输出驱动电路，一方面增加主功率MOSFET 管的门级驱动带载能力；另一方面控制使得使驱动电路的参数与主功率 MOSFET管的正反向开关时间、输入阻抗等性能指标相匹配，达到MOSFET管处于更高效的开关工作状态。

如图5所示，在本实用新型提供的一个或多个实施例中，所述稳压电源电路包括基准源U3、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18 和电容C10；在本实用新型提供的一个或多个实施例中，基准源U3的型号为 AZ431，其中：

或门逻辑芯片U1连接到稳压电源电路；

电阻R16的一端分别连接到电阻R14和电阻R15，电阻R14和电阻R15 的另一端分别连接到基准源U3、电阻R17和电容C10，电阻R17的另一端分别连接到基准源U3和电阻R18，电阻R18的另一端接地并连接到电容C10 的另一端。

基于本实用新型公开的稳压电源电路，其中，由电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C10和基准源U3组成的稳压电源电路，来为或门逻辑芯片U1提供3.3V的稳压电源，使或门逻辑芯片U1的供电电源电压更稳定，保证PWM脉宽调制控制信号的稳定性与精确性。

为了为输出驱动电路和PWM信号逻辑比较电路提供12V的稳定电源，在本实用新型提供的一个或多个实施例中，所述稳压电源电路还包括电容C11、电容C12和电感L2；其中：

电容C11、电容C12和电感L2组成的滤波电路，供电电源分别连接到电容C11、电容C12和电感L2；电容C11和电容C12的另一端接地且连接到电感L2。

基于本实施例公开的稳压电源电路，为输出驱动电路和PWM信号逻辑比较电路提供12V的稳定电源。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (7)

1.一种PFC脉宽调制逻辑控制电路，其特征在于，包括PWM信号整形电路、PWM信号逻辑比较电路和输出驱动电路，其中：

所述PWM信号整形电路连接到PWM信号逻辑比较电路的一端，所述PWM信号逻辑比较电路的另一端连接到输出驱动电路。

2.根据权利要求1所述的一种PFC脉宽调制逻辑控制电路，其特征在于，该电路还包括稳压电源电路，其中：

所述稳压电源电路分别连接到PWM信号逻辑比较电路和输出驱动电路。

3.根据权利要求1所述的一种PFC脉宽调制逻辑控制电路，其特征在于，所述PWM信号整形电路包括变压器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、电容C3、二极管D1和二极管D2；其中：

电容C1与电阻R1并联；PWM正极输入端连接到电阻R1，电阻R1的另一端以及PWM负极输入端均连接到变压器T1的输入绕组；变压器T1的第一输出绕组分别连接到电阻R2、电阻R3、电阻R6、电容C2和二极管D1，其中：

电阻R2、电阻R3的另一端均连接到二极管D1；

所述电阻R2的另一端还分别连接到电阻R6和电容C2；电容C2的另一端分别连接到电阻R6的另一端和变压器T1的第一输出绕组；

变压器T1的第二输出绕组分别连接到电阻R4、电阻R5和二极管D2；电阻R4、电阻R5的另一端连接到二极管D2；所述电阻R4的另一端还分别连接到电阻R7和电容C3；电阻R7和电容C3的另一端分别连接到变压器T1的第二输出绕组和二极管D2与变压器T1的第二输出绕组连接的一端。

4.根据权利要求3所述的一种PFC脉宽调制逻辑控制电路，其特征在于，所述PWM信号逻辑比较电路包括或门逻辑芯片U1、电阻R8、电阻R9、电容C5和电感L1；其中：

所述PWM信号整形电路电连接到或门逻辑芯片U1的引脚1、引脚2和引脚3，或门逻辑芯片U1的引脚3、引脚4均连接到电感L1；或门逻辑芯片U1的引脚3接地；

电感L1的另一端连接到电阻R8，电阻R8的另一端分别连接到电阻R9和电容C5，电阻R9和电容C5的另一端连接到电感L1。

5.根据权利要求4所述的一种PFC脉宽调制逻辑控制电路，其特征在于，所述输出驱动电路包括控制芯片U2、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9和二极管DZ1；其中：

电容C6和二极管DZ1并联；

所述PWM信号逻辑比较电路连接到控制芯片U2的INA引脚和INB引脚；控制芯片U2的OUTA引脚和OUTB引脚连接到二极管DZ1的阴极，二极管DZ1的阳极分别连接到电阻R10和电阻R11，所述电阻R10和电阻R11的另一端分别连接到电容C7、电阻R13和电容C8；电阻R13和电容C8的另一端接地，电容C7连接到电阻R12，电阻R12的另一端接地；

控制芯片U2的VDD引脚连接到电容C9，电容C9的另一端接地。

6.根据权利要求2所述的一种PFC脉宽调制逻辑控制电路，其特征在于，所述稳压电源电路包括基准源U3、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18和电容C10，其中：

或门逻辑芯片U1连接到稳压电源电路；

电阻R16的一端分别连接到电阻R14和电阻R15，电阻R14和电阻R15的另一端分别连接到基准源U3的阳极、电阻R18和电容C10；电阻R18的另一端分别连接到基准源U3的参考端和电阻R17，电阻R17的另一端连接到电容C10的另一端。

7.根据权利要求6所述的一种PFC脉宽调制逻辑控制电路，其特征在于，所述稳压电源电路还包括电容C11、电容C12和电感L2；其中：

电容C11、电容C12和电感L2组成的滤波电路，供电电源分别连接到电容C11、电容C12和电感L2；电容C11和电容C12的另一端接地且连接到电感L2。

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