一种多路PWM输出的驱动电路结构的制作方法

专利2022-11-15  64


本实用新型属于自动化控制技术领域,具体涉及多路pwm输出的驱动电路结构。



背景技术:

pwm(脉宽调制)是利用微处理器的数字输出并通过模拟电路进行控制的一种技术,现在被广泛应用在测量、通信及功率控制与变换等领域中。目前在检测行业中,对多路pwm驱动技术有着强烈的需求,例如对led驱动电路的pwm调光、驱动mos开关等。在通过多路pwm驱动多路信号时,传统设计方案常采用多台信号发生器来满足需求,虽然精度较高,但此方案成本高且不易集成,由于成本较高很难大规模应用。在需要多路pwm驱动信号时,会因为使用信号发生器成本过高,不容易被客户接受。

在基于单片机外的数字转模拟量芯片及反相器应用技术进行pwm波形合成的方案中,驱动pwm也是在源极加电压、栅极提供驱动信号,通过控制mos管通断来输出pwm波形。但此方案最大的缺点在于,只能支持一路pwm驱动,且电路较为复杂,同时需要外置数字转模拟量芯片,成本较高。

如果通过单片机直接输出pwm波,会存在驱动能力不足的问题,同时驱动电路与被驱动电路之间也没有隔离,pwm输出波形易发生畸变,也容易造成主控制芯片的损坏。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种多路pwm输出的驱动电路结构,利用单片机及驱动电路搭建组成的多路pwm输出电路,可以更方便的集成在测试系统内,驱动电路与主控电路完全隔离,可以同时输出多路pwm,并能够设置幅值、频率、占空比等参数,精度也满足工业测试要求。本实用新型所采用的技术方案如下:

一种多路pwm输出的驱动电路结构,单片机给出的da电压信号输送至运放电路,经过运放电路放大后的电压信号输送至高速缓冲器;单片机给出的pwm信号经过光耦隔离电路,驱动信号与mos管连接,mos管源极与高速缓冲器连接,高速缓冲器的输出端连接pwm输出接口电路。

单片机输出的pwm波形经过光耦隔离后,输出电压给mos管的栅极,驱动电路的给定电压也是由单片机内部da给出,通过运放电路对信号进行比例放大,电压信号给mos管的源极,输出经过高速缓冲器后增加了驱动能力,实现一个单片机资源同时驱动多路pwm输出电路。

本实用新型的有益效果:

本实用新型利用一个单片机资源同时驱动多路pwm输出电路,节省了资源,提高了测试效率,并可以设置相应参数,无需人工手动测试,更加满足自动化实际测试需求。

相比传统直接驱动及信号发生器方式,本实用新型测试速度更快,成本更低,体积更小,方便系统集成,可以在自动测试系统中得到广泛应用。

本实用新型解决了多路pwm驱动测试存在的问题,同时减少了成本,实现了电气隔离,使用更加高效方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的具体实施方式或者现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些具体实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的属于本申请保护范围之内的附图。

图1是本实用新型实施例的驱动电路结构的示意图;

图2是本实用新型实施例的驱动电路的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图,具体说明本实用新型的实施方式。

如图1所示,是本实用新型实施例的驱动电路结构的示意图,图1示出的是一路pwm驱动电路支路的电路结构。单片机(mcu)给出的da电压信号经r1输送至运放电路,电阻r1用于平衡输入端的阻抗;经过运放电路放大1+(r3/r2)倍,放大的具体倍数视测试需要而定,比如:设计放大3倍,以提高输出电压值;放大后的电压信号经r4输送至高速缓冲器,电阻r4用于在mos导通时起限流作用,高速缓冲器用于提高驱动能力。单片机(mcu)给出的pwm信号通过了一个npn及一个pnp组成的推挽电路后,经过光耦隔离电路,驱动信号与mos管连接,mos管源极与高速缓冲器连接,高速缓冲器的输出端经快恢复保险丝连接pwm输出接口电路。

经过高速光耦的隔离及推挽电路,不仅实现了图1中的驱动信号的隔离,更增强了驱动能力。驱动由外部单独供电系统的电源得到,不会因为单片机驱动能力不足而引起驱动电流不够的问题,足够大的驱动电流可以快速的控制mos管的导通,以实现高频pwm波形的调制。

通过驱动信号控制mos管栅极电压来控制mos管通断,从而控制输出高低电平,经过高速缓冲器的驱动放大,驱动能力得到大大提高,后级串入的快恢复保险丝可以防止输出端短路造成电路损坏。基于以上原理,只要驱动能力足够大,就可以同时驱动输出多路pwm波形。图1仅仅示出了一路pwm波形输出的电路结构,实际应用中需要几路pwm波形就相应接入及设置几路输出,最大接入路数受调制pwm的频率等因素影响。

如图2所示,是本实用新型实施例的驱动电路的原理示意图。单片机输出的pwm波形,如果由单片机直接输出,驱动能力不够。本实用新型的单片机输出的pwm波形经过光耦隔离后,输出电压给mos管的栅极,驱动电路的给定电压也是由单片机内部da给出,通过运放电路对信号进行比例放大,电压信号给mos管的源极,输出经过高速缓冲器后增加了驱动能力,并在输出端加入快恢复保险丝,当输出短路后可以保护后级电路。

最后需要说明的是:以上实施例,仅为本实用新型的具体实施方式,用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制,本实用新型的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。


技术特征:

1.一种多路pwm输出的驱动电路结构,其特征在于,单片机给出的da电压信号输送至运放电路,经过运放电路放大后的电压信号输送至高速缓冲器;单片机给出的pwm信号经过光耦隔离电路,驱动信号与mos管连接,mos管源极与高速缓冲器连接,高速缓冲器的输出端连接pwm输出接口电路。

2.根据权利要求1所述的一种多路pwm输出的驱动电路结构,其特征在于,单片机给出的pwm信号通过推挽电路后连接光耦隔离电路。

3.根据权利要求2所述的一种多路pwm输出的驱动电路结构,其特征在于,推挽电路由一个npn及一个pnp组成。

4.根据权利要求1所述的一种多路pwm输出的驱动电路结构,其特征在于,单片机给出的da电压信号经r1输送至运放电路。

5.根据权利要求1所述的一种多路pwm输出的驱动电路结构,其特征在于,运放电路放大后的电压信号经r4输送至高速缓冲器。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种多路pwm输出的驱动电路结构,其特征在于,高速缓冲器的输出端经快恢复保险丝连接pwm输出接口电路。

技术总结
本实用新型涉及一种多路PWM输出的驱动电路结构,单片机给出的DA电压信号输送至运放电路,经过运放电路放大后的电压信号输送至高速缓冲器;单片机给出的PWM信号经过光耦隔离电路,驱动信号与MOS管连接,MOS管源极与高速缓冲器连接,高速缓冲器的输出端连接PWM输出接口电路。本实用新型利用一个单片机资源同时驱动多路PWM输出电路,节省了资源,提高了测试效率,并可以设置相应参数,无需人工手动测试,更加满足自动化实际测试需求;相比传统直接驱动及信号发生器方式,测试速度更快,成本更低,体积更小,方便系统集成,可以在自动测试系统中得到广泛应用;本解决了多路PWM驱动测试存在的问题,同时减少了成本,实现了电气隔离,使用更加高效方便。

技术研发人员:陈安武;周龙;白洪超
受保护的技术使用者:青岛艾诺智能仪器有限公司
技术研发日:2020.09.25
技术公布日:2021.04.06

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