CN213462417U - 一种脉宽调制pwm信号中继增强电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种脉宽调制PWM信号中继增强电路，包括：PWM信号输入接口、中继增强模块、PWM信号输出接口、以及供电模块；PWM信号输入接口与灯光控制器的脉宽调制PWM信号输出端口连接、以接入脉宽调制PWM信号，中继增强模块的输入端与PWM信号输入接口连接、中继增强模块的输出端与PWM信号输出接口连接、以对脉宽调制PWM信号进行增强处理后输出至PWM信号输出接口，PWM信号输出接口与调光端口连接、以向调光端口输出经过增强处理的脉宽调制PWM信号，中继增强模块的供电端与供电模块连接、以接入供电信号。该中继增强电路可有效增加脉宽调制PWM信号驱动能力和抗干扰能力，避免脉宽调制PWM信号失真。

Description

一种脉宽调制PWM信号中继增强电路

技术领域

本实用新型涉及灯光调制领域，更具体地说，涉及一种脉宽调制PWM信号中继增强电路。

背景技术

在隧道或者道路等长距离照明控制系统中，控制灯具的灯光控制器一般放置在配电柜中，而配电柜与距离它最远的灯具会超过100米以上，当灯具电源的调光输入端口需要毫安级别以上的驱动电流而且灯具距离灯光控制器较远时，视觉上可以明显看到一条控制回路的灯具的亮度不一致，或者最严重的就是灯具根本接受到灯光控制器的控制信号而熄灭。

当前使用的灯光控制器一般跟电脑通过485通讯接口连接，灯光控制器根据电脑或者用户设定发出的控制信号。大多数灯光控制器制造商为了降低成本采取了脉宽调光PWM输出的调光方式，脉宽调制PWM信号可以从单片机获取，然后通过电平转换电路，得到高电平和低电平信号，高电平信号的幅值电压为供电电源的电压，低电平信号为零。但是这个脉宽调制PWM信号的驱动能力很弱，抗干扰能力差，不足以驱动灯具电源的调光端口。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种脉宽调制PWM信号中继增强电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种脉宽调制PWM信号中继增强电路，包括：PWM信号输入接口、中继增强模块、PWM信号输出接口、以及供电模块；

所述PWM信号输入接口与灯光控制器的脉宽调制PWM信号输出端口连接、以接入脉宽调制PWM信号，所述中继增强模块的输入端与所述PWM信号输入接口连接、所述中继增强模块的输出端与所述PWM信号输出接口连接、以对所述脉宽调制PWM信号进行增强处理后输出至所述PWM信号输出接口，所述PWM信号输出接口与调光端口连接、以向调光端口输出经过增强处理的脉宽调制PWM信号，所述中继增强模块的供电端与所述供电模块连接、以接入供电信号。

优选地，所述中继增强模块包括：储能电路、第一开关电路、第二开关电路、以及钳位电路；

所述储能电路的第一端连接所述PWM信号输入接口和所述第一开关电路的第一端，所述储能电路的第二端连接所述钳位电路的第一端和所述第二开关电路的第一端；

所述第一开关电路的第二端连接所述钳位电路的第二端和所述第二开关电路的第二端并连接至所述PWM信号输出接口，所述第一开关电路的第三端接地，所述第二开关电路的第三端连接所述供电模块。

优选地，所述中继增强模块还包括：短路保护电路；

所述短路保护电路一端与所述供电模块连接，另一端与所述第二开关电路连接。

优选地，所述储能电路包括：第一电容；

所述第一电容的第一端连接所述PWM信号输入端和所述第一开关电路的第一端，所述第一电容的第二端连接所述钳位电路的第一端和所述第二开关电路的第一端；

所述第一电容的第一端为所述储能电路的第一端，所述第一电容的第二端为所述储能电路的第二端。

优选地，所述第一开关电路包括：第一开关管和第二电阻；

所述第一开关管的第一端连接所述PWM信号输入接口和所述第一电容的第一端，所述第一开关管的第二端连接所述钳位电路的第二端和所述PWM信号输出接口，所述第一开关管的第三端接地；

所述第二电阻的第一端连接所述第一开关管的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述第一开关管的第三端；

所述第一开关管的第一端为所述第一开关电路的第一端，所述第一开关管的第二端为所述第一开关电路的第二端，所述第一开关管的第三端为所述第一开关电路的第三端。

优选地，所述第一开关管为NMOS管；

所述第一开关管的第一端为NMOS管的栅极，所述第一开关管的第二端为NMOS管的漏极，所述第一开关管的第三端为NMOS管的源极。

优选地，所述钳位电路包括：第一稳压管和第一二极管；

所述第一稳压管的正极连接所述第一电容的第二端和所述第二开关电路的第一端，所述第一稳压管的负极连接所述第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极连接所述第一开关管的第二端和所述PWM信号输出接口。

优选地，所述第二开关电路包括：第二开关管和第一电阻；

所述第二开关管的第一端连接所述第一电阻的第二端和所述第一稳压管的正极，所述第二开关管的第二端连接所述第一二极管的阳极和所述PWM信号输出接口，所述第二开关管的第三端通过所述短路保护电路连接至所述供电模块；

所述第一电阻的第一端连接所述供电模块，所述第一电阻的第二端连接所述第二开关管的第一端；

所述第二开关管的第一端为所述第二开关电路的第一端，所述第二开关管的第二端为所述第二开关电路的第二端，所述第一电阻的第一端为所述第二开关电路的第三端。

优选地，所述第二开关管为PMOS管；

所述第二开关管的第一端为PMOS管的栅极，所述第二开关管的第二端为PMOS管的漏极，所述第二开关管的第三端为PMOS管的源极。

优选地，所述短路保护电路包括：保险丝；

所述保险丝的第一端连接所述供电模块，所述保险丝的第二端连接所述第二开关管的第三端。

实施本实用新型的脉宽调制PWM信号中继增强电路，具有以下有益效果：包括：PWM信号输入接口、中继增强模块、PWM信号输出接口、以及供电模块；PWM信号输入接口与灯光控制器的脉宽调制PWM信号输出端口连接、以接入脉宽调制PWM信号，中继增强模块的输入端与PWM信号输入接口连接、中继增强模块的输出端与PWM信号输出接口连接、以对脉宽调制PWM信号进行增强处理后输出至PWM信号输出接口，PWM信号输出接口与调光端口连接、以向调光端口输出经过增强处理的脉宽调制PWM信号，中继增强模块的供电端与供电模块连接、以接入供电信号。该中继增强电路可有效增加脉宽调制PWM信号驱动能力和抗干扰能力，避免脉宽调制PWM信号失真。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例提供的脉宽调制PWM信号中继增强电路的原理框图；

图2是本实用新型实施例提供的脉宽调制PWM信号中继增强电路的电路图。

具体实施方式

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。

参考图1，图1为本实用新型实施例提供的脉宽调制PWM信号中继增强电路各实施例一可选实施例的原理框图。

具体的，如图1所示，该脉宽调制PWM信号中继增强电路，其特征在于，包括：PWM信号输入接口101、中继增强模块102、PWM信号输出接口103、以及供电模块104。

PWM信号输入接口101与灯光控制器的脉宽调制PWM信号输出端口连接、以接入脉宽调制PWM信号，中继增强模块102的输入端与PWM信号输入接口101连接、中继增强模块102的输出端与PWM信号输出接口103连接、以对脉宽调制PWM信号进行增强处理后输出至PWM信号输出接口103，PWM信号输出接口103与调光端口连接、以向调光端口输出经过增强处理的脉宽调制PWM信号，中继增强模块102的供电端与供电模块104连接、以接入供电信号。

其中，供电模块104用于给中继增强模块102供电，中继增强模块102用于对所接收的脉宽调制PWM信号进行增强处理、以提升脉宽调制PWM信号的驱动能力。

可选的，在一些实施例中，该中继增强模块102包括：储能电路、第一开关电路、第二开关电路、以及钳位电路。

储能电路的第一端连接PWM信号输入接口101和第一开关电路的第一端，储能电路的第二端连接钳位电路的第一端和第二开关电路的第一端；第一开关电路的第二端连接钳位电路的第二端和第二开关电路的第二端并连接至PWM信号输出接口103，第一开关电路的第三端接地，第二开关电路的第三端连接供电模块104。

其中，储能电路用作隔直通交作用，同时还可以起到加速第二开关电路开通和关断的作用。可选的，该储能电路可采用电容实现。

进一步地，在一些实施例中，该中继增强模块102还包括：短路保护电路。该短路保护电路一端与供电模块104连接，另一端与第二开关电路连接。其中，该短路保护电路用于在PWM信号输出接口103短路时起保护作用，避免第二开关电路中的器件被损坏。

参考图2，图2为本实用新型提供的各实施例一可选实施例的电路图。

如图2所示，A输入端表示PWM信号输入接口101，B输出端表示PWM信号输出接口103，VCC表示供电模块104输出的供电电压。

可选的，在一些实施例中，储能电路包括：第一电容C1。

第一电容C1的第一端连接PWM信号输入端和第一开关电路的第一端，第一电容C1的第二端连接钳位电路的第一端和第二开关电路的第一端；第一电容C1的第一端为储能电路的第一端，第一电容C1的第二端为储能电路的第二端。

进一步地，如图2所示，该第一开关电路包括：第一开关管Q1和第二电阻R2；

第一开关管Q1的第一端连接PWM信号输入接口101和第一电容C1的第一端，第一开关管Q1的第二端连接钳位电路的第二端和PWM信号输出接口103，第一开关管Q1的第三端接地；第二电阻R2的第一端连接第一开关管Q1的第一端，第二电阻R2的第二端连接第一开关管Q1的第三端；第一开关管Q1的第一端为第一开关电路的第一端，第一开关管Q1的第二端为第一开关电路的第二端，第一开关管Q1的第三端为第一开关电路的第三端。

可选的，该第一开关管Q1为NMOS管。其中，第一开关管Q1的第一端为NMOS管的栅极，第一开关管Q1的第二端为NMOS管的漏极，第一开关管Q1的第三端为NMOS管的源极。

该钳位电路包括：第一稳压管ZD1和第一二极管D1。第一稳压管ZD1的正极连接第一电容C1的第二端和第二开关电路的第一端，第一稳压管ZD1的负极连接第一二极管D1的阴极，第一二极管D1的阳极连接第一开关管Q1的第二端和PWM信号输出接口103。

该第二开关电路包括：第二开关管Q2和第一电阻R1。

第二开关管Q2的第一端连接第一电阻R1的第二端和第一稳压管ZD1的正极，第二开关管Q2的第二端连接第一二极管D1的阳极和PWM信号输出接口103，第二开关管Q2的第三端通过短路保护电路连接至供电模块104(VCC)；第一电阻R1的第一端连接供电模块104，第一电阻R1的第二端连接第二开关管Q2的第一端；第二开关管Q2的第一端为第二开关电路的第一端，第二开关管Q2的第二端为第二开关电路的第二端，第一电阻R1的第一端为第二开关电路的第三端。

可选的，该第二开关管Q2为PMOS管；第二开关管Q2的第一端为PMOS管的栅极，第二开关管Q2的第二端为PMOS管的漏极，第二开关管Q2的第三端为PMOS管的源极。

如图2所示，该短路保护电路包括：保险丝F1。保险丝F1的第一端连接供电模块104，保险丝F1的第二端连接第二开关管Q2的第三端。

如图2所示，保险丝F1用于在PWM信号输出接口103短路时起保护作用，第一电阻R1用于释放第二开关管Q2的栅极和源极的电荷，起到保护第二开关管Q2的作用。第二电阻R2用于释放第一开关管Q1的栅极和源极的电荷，起到保护第一开关管Q1的作用。第一电容C1直到隔直通交的作用，同时还可起到加速第二开关管Q2开通和关断的作用。第一稳压管ZD1和第一二极管D1则可以起到钳位第二开关管Q2的栅极和源极之间的电压，防止栅极和源极之间电压超过第二开关管Q2的规格，保护第二开关管Q2。

如图2所示，当PWM信号输入接口101输入高电平信号时，第一开关管Q1的栅极和源极之间正向电压偏置而导通，第二开关管Q2的栅极和源极之间电压相等而关断，PWM信号输出接口103低电平，从灯具电源调光端口拉电流，同时把灯具电源调光端口电平拉至地位；当PWM信号输入接口101输入低电平信号时，第二开关管Q2的栅极和源极之间反向电压偏置而导通，第一开关管Q1的栅极和源极之间电压相等而关断，PWM信号输出接口103为高电平，向灯具电源调光端口输出电流，同时把灯具电源调光端口电平拉至供电模块104的高电平；至此，完成了一个脉宽调制PWM高低电平转换的过程。

当PWM信号输入接口101输入低电平信号时，PWM信号输出接口103的高电平通过第一二极管D1，第一稳压二极管为第一电容C1充电，第一电容C1上正下负，此电压一直维持到PWM信号输入接口101变为高电平时；当PWM信号输入接口101输入高电平信号时，此信号与第一电容C1的上正下负的电压叠加，第二开关管Q2的栅极和源极之间正向偏置而快速关断。第一电容C1存贮的电荷释放。

当PWM信号输入接口101输入由高电平信号转成低电平信号时，第一电容C1两端的电压不能突变，第二开关管Q2的栅极和源极之间反向偏置而快速导通，第一开关管Q1的栅极和源极之间电压相等而关断。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种脉宽调制PWM信号中继增强电路，其特征在于，包括：PWM信号输入接口、中继增强模块、PWM信号输出接口、以及供电模块；

所述PWM信号输入接口与灯光控制器的脉宽调制PWM信号输出端口连接、以接入脉宽调制PWM信号，所述中继增强模块的输入端与所述PWM信号输入接口连接、所述中继增强模块的输出端与所述PWM信号输出接口连接、以对所述脉宽调制PWM信号进行增强处理后输出至所述PWM信号输出接口，所述PWM信号输出接口与调光端口连接、以向调光端口输出经过增强处理的脉宽调制PWM信号，所述中继增强模块的供电端与所述供电模块连接、以接入供电信号。

2.根据权利要求1所述的脉宽调制PWM信号中继增强电路，其特征在于，所述中继增强模块包括：储能电路、第一开关电路、第二开关电路、以及钳位电路；

所述储能电路的第一端连接所述PWM信号输入接口和所述第一开关电路的第一端，所述储能电路的第二端连接所述钳位电路的第一端和所述第二开关电路的第一端；

所述第一开关电路的第二端连接所述钳位电路的第二端和所述第二开关电路的第二端并连接至所述PWM信号输出接口，所述第一开关电路的第三端接地，所述第二开关电路的第三端连接所述供电模块。

3.根据权利要求2所述的脉宽调制PWM信号中继增强电路，其特征在于，所述中继增强模块还包括：短路保护电路；

所述短路保护电路一端与所述供电模块连接，另一端与所述第二开关电路连接。

4.根据权利要求3所述的脉宽调制PWM信号中继增强电路，其特征在于，所述储能电路包括：第一电容；

所述第一电容的第一端连接所述PWM信号输入端和所述第一开关电路的第一端，所述第一电容的第二端连接所述钳位电路的第一端和所述第二开关电路的第一端；

所述第一电容的第一端为所述储能电路的第一端，所述第一电容的第二端为所述储能电路的第二端。

5.根据权利要求4所述的脉宽调制PWM信号中继增强电路，其特征在于，所述第一开关电路包括：第一开关管和第二电阻；

所述第一开关管的第一端连接所述PWM信号输入接口和所述第一电容的第一端，所述第一开关管的第二端连接所述钳位电路的第二端和所述PWM信号输出接口，所述第一开关管的第三端接地；

所述第二电阻的第一端连接所述第一开关管的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述第一开关管的第三端；

所述第一开关管的第一端为所述第一开关电路的第一端，所述第一开关管的第二端为所述第一开关电路的第二端，所述第一开关管的第三端为所述第一开关电路的第三端。

6.根据权利要求5所述的脉宽调制PWM信号中继增强电路，其特征在于，所述第一开关管为NMOS管；

所述第一开关管的第一端为NMOS管的栅极，所述第一开关管的第二端为NMOS管的漏极，所述第一开关管的第三端为NMOS管的源极。

7.根据权利要求5所述的脉宽调制PWM信号中继增强电路，其特征在于，所述钳位电路包括：第一稳压管和第一二极管；

所述第一稳压管的正极连接所述第一电容的第二端和所述第二开关电路的第一端，所述第一稳压管的负极连接所述第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极连接所述第一开关管的第二端和所述PWM信号输出接口。

8.根据权利要求7所述的脉宽调制PWM信号中继增强电路，其特征在于，所述第二开关电路包括：第二开关管和第一电阻；

所述第二开关管的第一端连接所述第一电阻的第二端和所述第一稳压管的正极，所述第二开关管的第二端连接所述第一二极管的阳极和所述PWM信号输出接口，所述第二开关管的第三端通过所述短路保护电路连接至所述供电模块；

所述第一电阻的第一端连接所述供电模块，所述第一电阻的第二端连接所述第二开关管的第一端；

所述第二开关管的第一端为所述第二开关电路的第一端，所述第二开关管的第二端为所述第二开关电路的第二端，所述第一电阻的第一端为所述第二开关电路的第三端。

9.根据权利要求8所述的脉宽调制PWM信号中继增强电路，其特征在于，所述第二开关管为PMOS管；

所述第二开关管的第一端为PMOS管的栅极，所述第二开关管的第二端为PMOS管的漏极，所述第二开关管的第三端为PMOS管的源极。

10.根据权利要求9所述的脉宽调制PWM信号中继增强电路，其特征在于，所述短路保护电路包括：保险丝；

所述保险丝的第一端连接所述供电模块，所述保险丝的第二端连接所述第二开关管的第三端。

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