[實用新型]一種驅動芯片脈寬限幅保護電路

有效

• 申請號: 201420440107.3
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN204031108U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 王忠;郭瑩星;郁達飛;方淼
• 申請（專利權）人: 浙江嘉科新能源科技有限公司
• 主分類號: H03K17/30
• 分類號: H03K17/30
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 沈志良

技術領域

本實用新型涉及電學領域，特別是一種PWM驅動信號的脈寬限幅保護。

背景技術

隨著電力電子開關器件的迅速發展，脈寬調制（PWM）技術已經得到廣泛的應用。PWM波形的占空比通常在0到1之間變化。通過PWM波形的占空比，可以控制開關器件的工作狀態，從而控制輸出電流。?而單片機的PWM信號需要經過驅動電路才能驅動開關管的工作，所以驅動電路在整個系統中是比較關鍵的部分。然而開關電源中很多拓撲要求占空比小于0.5(例如：雙管正激，推挽升壓等)，如果超過0.5會因為來不及磁復位而導致高頻變壓器的磁飽和。一旦發生磁飽和，對開關電源危害極大，輕則使元器件過熱，重則會使元件損壞。很多驅動芯片內部并不具備脈寬限幅保護電路,所以設計一種脈寬限制保護電路非常有必要。

實用新型內容

為了解決技術背景中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種驅動芯片脈寬限幅保護電路，通過芯片外部外加的脈寬限幅保護，起到限制脈寬、避免磁飽和及保護功率器件的作用。

本實用新型的技術方案是：一種驅動芯片脈寬限幅保護電路，包括最大脈寬限幅電路和信號邏輯電路，所述最大脈寬限幅電路包括D觸發電路、RC充放電路、PWM信號輸入端和最大脈寬限幅信號輸出端，所述PWM信號輸入端與D觸發電路連接，D觸發電路輸出端與RC充放電路連接，最大脈寬限幅信號輸出端和PWM信號輸入端分別與信號邏輯電路輸入端連接，信號邏輯電路輸出為具有脈寬限幅保護的PWM信號。

所述D觸發電路包括D、S、CLK、R四個控制端，所述D接高電平，S接低電平，CLK與PWM信號輸入端連接，輸出端Q和復位端R與RC充放電電路相連。

采用RC充放電路和上升沿D觸發器CD4013組成一個最大脈寬限幅電路。

利用PWM信號作為D觸發器時鐘信號，可以產生和PWM信號相同頻率的最大脈寬限幅信號。

利用RC的充電特性，讓D觸發器的輸出端和復位端互相控制。

利用二極管快速放電，保證下個脈沖來臨時，已經將電容的電放盡，保證復位端為低電平。

利用“與”“或”使得信號為最大脈寬限幅或最小脈寬限幅。

本實用新型的有益效果是：本實用新型具有元器件少，成本低，性能可靠，限幅大小可調且調整方便，限幅效果好等優點。

附圖說明

圖1為本實用新型電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示：本實用新型驅動芯片脈寬限幅保護電路與驅動芯片連接，包括最大脈寬限幅電路（12）和信號邏輯電路（2），最大脈寬限幅電路（12）包括D觸發電路（11）、RC充放電路（14）、PWM信號輸入端（9）和最大脈寬限幅信號輸出端（1），PWM信號輸入端（9）與D觸發電路（11）連接，D觸發電路（11）輸出端與RC充放電路（14）連接，最大脈寬限幅信號輸出端（1）和PWM信號輸入端（9）分別與信號邏輯電路（2）輸入端連接，信號邏輯電路（2）輸出為具有脈寬限幅保護的PWM信號（3）。

本實用新型采用上升沿觸發器CD4013，控制端分別是D（8）、S（6）、CLK（9）。其中D接高電平（VCC）（7），S接低電平（5），CLK（10）接PWM信號輸入端（9）。因此復位端R（13）控制著D觸發器Q（4）的輸出。由D觸發器真值表可知，觸發信號來的時刻，當R=0時，Q=D=1；而當R=1時，立刻復位Q=0。?

而輸出端Q（4）和復位端R（13）是通過一個RC充放電電路（14）相連，所以R和Q之間是相互控制著。初始狀態Q為0，R為0，當CLK（10）第一個上升沿到來時，使得Q跳轉到1（此時R=0，所以Q=D=1），這時RC電路開始充電，根據RC充放電基本知識知道，經過時間t=RCln(Vc/(Vc-Vt)電容C被充到Vt，R端變成高電平，Q端復位（此時R=1時，立刻復位Q=0），電容開始通過二極管快速放電。使得R端變成低電平0，當下一個觸發沿到來時，Q端又跳轉到1，如此周而復始Q端輸出一個t/Ts為占空比的方波。

只要選取合適的RC參數就能確定Q端方波的占空比。這個信號再與PWM信號做“與”邏輯后輸入到驅動芯片。如此當PWM信號小于t/Ts時，輸入驅動芯片的信號為PWM信號占空比；而占空比超過t/Ts時，輸入驅動芯片的信號被限制在t/Ts，起到了脈寬限幅的作用。還有一些應用場合對于最小脈寬也有限制，只要將與門換成或門即可。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護范圍。