[實用新型]一種PWM信號上電掉電保護電路

有效

• 申請號: 201420358792.5
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN204068902U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 鄭靜;花躍學;仇志凌;張東;芮國強;溫小林;張明;李剛
• 申請（專利權）人: 南京亞派科技股份有限公司
• 主分類號: H03K17/08
• 分類號: H03K17/08
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

技術領域

本發明公開了一種PWM信號上電掉電保護電路，屬于電路設計技術領域。

背景技術

隨著電力電子技術的迅猛發展和成熟，電力系統中有源濾波產品應用日益增多。而PWM信號是對半導體開關器件的導通和關斷進行控制的，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的規則對各脈沖的寬度進行調制，既可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。

PWM是一種對模擬信號電平進行數字編碼的方法。通過高分辨率計數器的使用，方波的占空比被調制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。

脈沖寬度調制是一種模擬控制方式，其根據相應載荷的變化來調制晶體管基極或MOS管柵極的偏置，來實現晶體管或MOS管導通時間的改變，從而實現開關穩壓電源輸出的改變。這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定，是利用微處理器的數字信號對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術。

目前常用的PWM信號上電保護是在主控芯片的PWM信號輸出處加上拉或下拉電阻，沒有考慮到主控芯片在上電過程中其PWM信號輸出電平是不確定的，掉電保護主要是將掉電反饋信號輸入到主控芯片，近而控制PWM信號的輸出，該方法處理PWM信號時間響應慢，上電掉電時沒有PWM信號封鎖措施。這樣在初始上電的PWM信號各級電平轉換時，有可能會出現各個電平上電時序的不同，而造成初始上電時半導體開關器件的短時直通，對半導體開關器件造成損壞。而在掉電時，如未加PWM信號保護也有可能造成對半導體開關器件的損壞。

而半導體開關器件是有源濾波產品逆變輸出的關鍵執行部件，直接影響著有源濾波產品的性能參數乃至有源濾波產品的壽命，同時半導體開關器件的售價相對于其他元器件來說較高，所以對半導體開關器件的保護不僅能夠為企業節省成本，提高經濟效益，同時又能提高有源濾波產品的性能參數及其使用壽命，節能減排，為客戶創造更大利益。

現有應用的電路中，電路在初始上電或是某一級電平掉電給半導體開關器件會造成一定的損傷，這種損傷的程度會決定了半導體的使用壽命，半導體器件可能在掉電一開始就出現不能工作的問題，也有可能會在日后的正常工作中停止工作，這種不可預防的壽命停止會給企業帶來一定的損失，當某個關鍵的半導體器件損壞的時候，往往會造成無法挽回的巨大損失，因此需要研制開發出一種PWM信號上電掉電保護電路，來解決現有技術存在的問題和不足。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術的缺陷，提供一種PWM信號上電掉電保護電路，設有電源監控和比較電路，可隨時監控電路供電的情況，在電路上電時，電壓低于設定的閾值時，限制了PWM信號的輸出，同時在電路掉電時，設置的三極管不導通，禁止PWM信號從緩沖模塊輸出，實現封鎖PWM信號，從而保護半導體器件，當電路上電時，各級電平達到一定限制，才能解鎖PWM信號，避免了初始上電或某一級電平掉電給半導體開關器件造成的損壞，延長了半導體開關器件的使用壽命，節約了產品的成本。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種PWM信號上電掉電保護電路，包括滯環比較電路、與門電路、第一電源監控電路、第二電源監控電路和緩沖電路，所述與門電路分別與滯環比較電路、第一電源監控電路、第二電源監控電路和緩沖電路相連；

所述滯環比較電路中設置有電源轉換芯片；所述與門電路設置有與門芯片；所述滯環比較電路中設置有第一、第二運算放大器；所述第一、第二電源監控電路中分別設置有第一、第二電源監控芯片；所述緩沖電路中設置有第一、第二緩沖芯片和DSP芯片。

作為本發明的進一步優化方案，所述的電源轉換芯片的信號為TPS3801K33DCK。

作為本發明的進一步優化方案，所述與門芯片的型號為74HC21D，所述三極管的型號為MMBT4124。

作為本發明的進一步優化方案，所述第一電源監控芯片和第二電源監控芯片的型號均為ADM708AR。

作為本發明的進一步優化方案，所述第一運算放大器和第二運算放大器的型號為均OP2177AR。

作為本發明的進一步優化方案，所述第一緩沖芯片和第二緩沖芯片的型號均為SN74HC245DW。