[發明專利]V-PWM變換電路

在審

• 申請號: 201410202937.7
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN104035361A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 王永秋;張永強;李興佳;彭能嶺;李振山;危波;李鈺銳;秦自瑞;梁赟
• 申請（專利權）人: 鄭州宇通客車股份有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明屬于電子技術領域，具體涉及一種V-PWM變換電路。

背景技術

模擬信號在較長距離傳輸時容易衰減失真，在電磁環境復雜需要隔離的情況下隔離難度較大，甚至在汽車級應用中難以找到汽車級線性隔離器件。以上情況一般通過V-F變換實現，但V-F變換器件價格高，外圍電路復雜，還原為電壓信號時還需要F-V變換器，進一步增加了成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種V-PWM變換電路，以解決模擬信號長距離傳輸及隔離難度大成本高的問題。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：一種V-PWM變換電路，包括順次連接的比較器、驅動器及由電阻R3、電容C1構成的RC濾波電路，所述比較器的同相輸入端用于連接模擬輸入信號，比較器的反相輸入端與電阻R3、電容C1的中間連接點相連接，所述驅動器的輸出端即為PWM輸出信號端。

所述比較器的輸出端與電源端之間連接有上拉電阻R2。

所述比較器的同相輸入端用于通過電阻R1與模擬輸入信號連接。

所述比較器的同相輸入端還連接有由二極管D1、D2串聯構成的鉗位保護電路，二極管D1的陰極用于與電源連接，D1的陽極和D2的陰極均連接于比較器的同相輸入端，D2的陽極接地。

本發明的V-PWM變換電路利用比較器及RC濾波電路將輸入的模擬信號轉換為不易衰減的PWM信號輸出，即將模擬輸入信號與比較器后級的RC電路中電容電壓比較，輸出經整形產生PWM信號，PWM是數字信號，抗干擾能力強，方便遠距離傳輸，并且隔離傳輸簡單、容易還原為電壓信號，適合電磁干擾較大的場合使用，通過此轉換能夠實現輸入信號的遠距離傳輸或隔離，防止長距離傳輸時的失真。在實際應用時再通過單片機輸入捕獲管腳采樣并計算PWM的占空比即可實現AD采樣，并且PWM輸出信號經RC濾波即可還原為電壓信號，也可以用AD采樣，使用簡單靈活。

附圖說明

圖1為本發明V-PWM變換電路的電路圖；

圖2為本發明V-PWM變換電路的應用電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體的實施例對本發明進行進一步介紹。

如圖1所示為本發明V-PWM變換電路實施例的電路圖，由圖可知，該電路包括順次連接的比較器U1、驅動器U2及由電阻R3、電容C1構成的RC濾波電路，比較器的同相輸入端用于連接模擬輸入信號Vin，比較器的反相輸入端與電阻R3、電容C1的中間連接點相連接，Vcap即RC濾波后的電壓信號，其中PWM占空比等與輸入信號和電源電壓之比；驅動器的輸出端即為PWM輸出信號端，供遠距離傳輸或用于隔離。

本實施例的比較器也可以采用運算放大器，驅動器采用同相驅動器(即緩沖器)。

比較器的輸出端與電源端VCC之間連接有上拉電阻R2。

比較器的同相輸入端用于通過電阻R1與模擬輸入信號連接。

比較器的同相輸入端還連接有由二極管D1、D2串聯構成的鉗位保護電路，二極管D1的陰極用于與電源連接，D1的陽極和D2的陰極均連接于比較器的同相輸入端，D2的陽極接地。

本發明的工作原理如下：上電后電容C1上電壓Vcap為0，輸入電壓Vin與其比較，輸出端為高，經同相驅動器后給RC濾波電路充電，當電壓Vcap大于Vin時，比較器輸出翻轉，RC電路經R3放電，直至電壓低于Vin，比較器輸出又發生翻轉，形成振蕩輸出，即PWM信號。由電路原理知電容電壓Vcap基本等于輸入電壓Vin(誤差為比較器的分辨率)，由傅里葉變換知電容C1的電壓正比于PWM信號的占空比，采樣計算該占空比即可實現模數轉換。

如圖2所示，為V-PWM變換電路隔離傳輸的具體應用，輸入的模擬信號Vin經過V-PWM變換電路轉換為PWM信號輸出，PWM信號再經光耦U3隔離，在光耦輸出后由同相驅動器U4整形，IOC信號接單片機輸入捕獲管腳，計算占空比即可實現模數轉換，Vout為RC濾波后的電壓，與輸入電壓相同，接單片機ADC接口也可以實現模數轉換。

本發明的V-PWM變換電路實施例是采用比較器、同相驅動器實現的，當然，比較器也可以采用反相運算放大器，相應的驅動器采用反相器也可以達到同樣的目的。以上實施例僅用于幫助理解本發明的核心思想，不能以此限制本發明，對于本領域的技術人員，凡是依據本發明的思想，對本發明進行修改或者等同替換，在具體實施方式及應用范圍上所做的任何改動，均應包含在本發明的保護范圍之內。