PWM波检测电路的制作方法

文档序号:14744521发布日期:2018-06-19 23:40阅读:492来源:国知局

本实用新型涉及PWM(Pulse Width Modulation)波技术,特别涉及PWM波检测技术。



背景技术:

PWM波在某些电气设备上起着极其重要的作用,PWM波的质量直接影响电气设备的工作状况。目前PWM波的检测方式主要是通过示波器观察波形,这种方式需要购买示波器,价格不菲,并且还需要提前对测试人员进行示波器的使用和保养方面的知识培训,导致检测的物质成本和时间成本高,效率低下。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种结构简单、操作简单的PWM波检测电路,在其加入相应程序后,能准确的对PWM波进行检测,并且实现该技术方案的成本低,检测效率高。

为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:PWM波检测电路,包括输入接口、微控制器模块、PWM波幅度检测模块一、电气隔离模块一、信号输出模块一、PWM波幅度检测模块二、电气隔离模块二和信号输出模块二,其中PWM波幅度检测模块一与输入接口和电气隔离模块一连接,信号输出模块一与电气隔离模块一和微控制器模块连接,PWM波幅度检测模块二与输入接口和电气隔离模块二连接,信号输出模块二与电气隔离模块二和微控制器模块连接。

进一步的,PWM波幅度检测模块一包括稳压管一、晶体管一、电阻一、电阻二、电阻三和地线,其中晶体管一为三极管或场效应管,其中稳压管一的阴极与输入接口和电阻三的一端连接,阳极与电阻一的一端连接,电阻二的一端与电阻一的另一端和晶体管一的基极或栅极连接,电阻二的另一端与晶体管一的发射极或源极和地线连接,晶体管一的集电极或漏极和电阻三的另一端与电气隔离模块一连接。

进一步的,信号输出模块一包括电源、电阻四、电阻五、电容一和地线,其中电阻四的一端与电源连接,另一端与电阻五的一端和电气隔离模块一连接,电容一的一端与电阻五的另一端和微控制器模块连接,电容一的另一端与电气隔离模块一和地线连接。

进一步的,PWM波幅度检测模块二包括稳压管二、晶体管二、电阻六、电阻七、电阻八和地线,其中晶体管二为三极管或场效应管,其中稳压管二的阴极与输入接口和电阻八的一端连接,阳极与电阻六的一端连接,电阻七的一端与电阻六的另一端和晶体管二的基极或栅极连接,电阻七的另一端与晶体管二的发射极或源极和地线连接,晶体管二的集电极或漏极和电阻八的另一端与电气隔离模块二连接。

进一步的,信号输出模块二包括电源、电阻九、电阻十、电容二和地线,其中电阻九的一端与电源连接,另一端与电阻十的一端和电气隔离模块二连接,电容二的一端与电阻十的另一端和微控制器模块连接,电容二的另一端与电气隔离模块二和地线连接。

进一步的,电气隔离模块一采用光电耦合器一,其中光电耦合器一的正输入端与电阻三的另一端连接,负输入端与晶体管一的集电极或漏极连接,正输出端与电阻四的另一端连接,负输出端与电容一的另一端连接,电气隔离模块二采用光电耦合器二,其中光电耦合器二的正输入端与电阻八的另一端连接,负输入端与晶体管二的集电极或漏极连接,正输出端与电阻九的另一端连接,负输出端与电容二的另一端连接。

进一步的,当晶体管一为三极管时,其中晶体管一的基极与电阻一的另一端和电阻二的一端连接,集电极与光电耦合器一的负输入端连接,发射极与电阻二的另一端和地线连接,当晶体管二为三极管时,其中晶体管二的基极与电阻六的另一端和电阻七的一端连接,集电极与光电耦合器二的负输入端连接,发射极与电阻七的另一端和地线连接。

进一步的,微控制器模块包括单片机和指示灯,其中单片机与信号输出模块一、信号输出模块二和指示灯连接。

进一步的,稳压管一的反向击穿电压采用11.2V,采用两个反向击穿电压为5.6V的稳压管串联,稳压管二的反向击穿电压采用13.6V,采用两个反向击穿电压为6.8V的稳压管串联,其中电阻一、电阻五、电阻六和电阻十采用100Ω,电阻二、电阻四、电阻七和电阻九采用10kΩ,电阻三和电阻八采用1kΩ,电容一和电容二采用10uF,其中光电耦合器一和光电耦合器二采用EL817,晶体管一和晶体管二采用MMBT3904。

进一步的,PWM波检测电路的频率检测范围在200Hz以下。

有益效果是:本实用新型的PWM波检测电路结构简单、操作简单,加入相应程序后就能实现其功能,检测时不需要使用昂贵的检测仪器,也不需要对检测人员进行培训,既降低了检测成本,又提高了检测效率。特别适用于批量检测频率在200Hz以下的PWM波。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路图。

其中,Vin是输入信号,ZD1是稳压管一,ZD2是稳压管二,Q1是三极管一,Q2是三极管二,U1是光电耦合器一,U2是光电耦合器二,C1是电容一,C2是电容二,VCC是电源,Vout1 是输出信号一,Vout2是输出信号二,R1是电阻一,R2是电阻二,R3是电阻三,R4是电阻四,R5 是电阻五,R6是电阻六,R7是电阻七,R8是电阻八,R9是电阻九,R10是电阻十。

具体实施方式

下面结合附图和实施例,进一步说明本实用新型的技术方案。

本实用新型的技术方案是:PWM波检测电路,包括输入接口、微控制器模块、PWM波幅度检测模块一、电气隔离模块一、信号输出模块一、PWM波幅度检测模块二、电气隔离模块二和信号输出模块二,其中PWM波幅度检测模块一与输入接口和电气隔离模块一连接,信号输出模块一与电气隔离模块一和微控制器模块连接,PWM波幅度检测模块二与输入接口和电气隔离模块二连接,信号输出模块二与电气隔离模块二和微控制器模块连接。

实施例

本实施例中的PWM波检测电路,参见图1,包括输入接口、微控制器模块、PWM波幅度检测模块一、电气隔离模块一、信号输出模块一、PWM波幅度检测模块二、电气隔离模块二和信号输出模块二,其中PWM波幅度检测模块一与输入接口和电气隔离模块一连接,信号输出模块一与电气隔离模块一和微控制器模块连接,PWM波幅度检测模块二与输入接口和电气隔离模块二连接,信号输出模块二与电气隔离模块二和微控制器模块连接。

各模块的作用是:PWM波幅度检测模块一和PWM波幅度检测模块二用于对PWM波高电平幅度的判断,电气隔离模块一和电气隔离模块二用于排除干扰信号的影响,信号输出模块一和信号输出模块二用于输出高低电平信号供微控制器模块处理,微控制器模块用于处理输出信号和指示PWM波是否正常。其中微控制器模块需要加入相应程序后才能实现其功能。

其中,PWM波幅度检测模块一包括稳压管一、晶体管一、电阻一、电阻二、电阻三和地线,其中晶体管一为三极管或场效应管,其中稳压管一的阴极与输入接口和电阻三的一端连接,阳极与电阻一的一端连接,电阻二的一端与电阻一的另一端和晶体管一的基极或栅极连接,电阻二的另一端与晶体管一的发射极或源极和地线连接,晶体管一的集电极或漏极和电阻三的另一端与电气隔离模块一连接。信号输出模块一包括电源、电阻四、电阻五、电容一和地线,其中电阻四的一端与电源连接,另一端与电阻五的一端和电气隔离模块一连接,电容一的一端与电阻五的另一端和微控制器模块连接,电容一的另一端与电气隔离模块一和地线连接。PWM波幅度检测模块二包括稳压管二、晶体管二、电阻六、电阻七、电阻八和地线,其中晶体管二为三极管或场效应管,其中稳压管二的阴极与输入接口和电阻八的一端连接,阳极与电阻六的一端连接,电阻七的一端与电阻六的另一端和晶体管二的基极或栅极连接,电阻七的另一端与晶体管二的发射极或源极和地线连接,晶体管二的集电极或漏极和电阻八的另一端与电气隔离模块二连接。信号输出模块二包括电源、电阻九、电阻十、电容二和地线,其中电阻九的一端与电源连接,另一端与电阻十的一端和电气隔离模块二连接,电容二的一端与电阻十的另一端和微控制器模块连接,电容二的另一端与电气隔离模块二和地线连接。电气隔离模块一采用光电耦合器一,其中光电耦合器一的正输入端与电阻三的另一端连接,负输入端与晶体管一的集电极或漏极连接,正输出端与电阻四的另一端连接,负输出端与电容一的另一端连接,电气隔离模块二采用光电耦合器二,其中光电耦合器二的正输入端与电阻八的另一端连接,负输入端与晶体管二的集电极或漏极连接,正输出端与电阻九的另一端连接,负输出端与电容二的另一端连接。当晶体管一为三极管时,其中晶体管一的基极与电阻一的另一端和电阻二的一端连接,集电极与光电耦合器一的负输入端连接,发射极与电阻二的另一端和地线连接,当晶体管二为三极管时,其中晶体管二的基极与电阻六的另一端和电阻七的一端连接,集电极与光电耦合器二的负输入端连接,发射极与电阻七的另一端和地线连接。微控制器模块包括单片机和指示灯,其中单片机与信号输出模块一、信号输出模块二和指示灯连接。稳压管一的反向击穿电压采用11.2V,采用两个反向击穿电压为5.6V 的稳压管串联,稳压管二的反向击穿电压采用13.6V,采用两个反向击穿电压为6.8V的稳压管串联,其中电阻一、电阻五、电阻六和电阻十采用100Ω,电阻二、电阻四、电阻七和电阻九采用10kΩ,电阻三和电阻八采用1kΩ,电容一和电容二采用10uF,其中光电耦合器一和光电耦合器二采用EL817,晶体管一和晶体管二采用MMBT3904。PWM波检测电路的频率检测范围在200Hz以下。

具体举例如下:

如图1所示,光电耦合器一U1和光电耦合器二U2采用EL817,晶体管一采用三极管一Q1,晶体管二采用三极管二Q2,三极管一Q1和三极管二Q2采用MMBT3904,稳压管一ZD1的反向击穿电压采用11.2V,稳压管二ZD2的反向击穿电压采用13.6V,电阻一R1、电阻五R5、电阻六R6和电阻十R10采用100Ω,电阻二R2、电阻四R4、电阻七R7和电阻九R9采用10kΩ,电阻三R3和电阻八R8采用1kΩ,电容一C1和电容二C2采用10uF,输入信号Vin采用高电平12V,频率50Hz的PWM波信号。

本例的PWM波检测电路包括输入接口、微控制器模块、PWM波幅度检测模块一、电气隔离模块一、信号输出模块一、PWM波幅度检测模块二、电气隔离模块二和信号输出模块二,其中PWM波幅度检测模块一与输入接口和电气隔离模块一连接,信号输出模块一与电气隔离模块一和微控制器模块连接,PWM波幅度检测模块二与输入接口和电气隔离模块二连接,信号输出模块二与电气隔离模块二和微控制器模块连接。

其中,PWM波幅度检测模块一包括稳压管一ZD1、三极管一Q1、电阻一R1、电阻二R2、电阻三R3和地线,信号输出模块一包括电源VCC、电阻四R4、电阻五R5、电容一C1和地线, PWM波幅度检测模块二包括稳压管二ZD2、三极管二Q2、电阻六R6、电阻七R7、电阻八R8 和地线,信号输出模块二包括电源VCC、电阻九R9、电阻十R10、电容二C2和地线,电气隔离模块一采用光电耦合器一U1,电气隔离模块二采用光电耦合器二U2,微控制器模块采用单片机和指示灯。

具体的,稳压管一ZD1的阴极与输入接口和电阻三R3的一端连接,阳极与电阻一R1的一端连接,电阻二R2的一端与电阻一R1的另一端和三极管一Q1的基极连接,电阻二R2的另一端与三极管一Q1的发射极和地线连接,电阻三R3的另一端与光电耦合器一U1的正输入端连接,三极管一Q1的集电极与光电耦合器一U1的负输入端连接,电阻四R4的一端与电源 VCC连接,另一端与光电耦合器一U1的正输出端和电阻五R5的一端连接,电容一C1的一端与电阻五R5的另一端和微控制器模块连接,另一端与光电耦合器一U1的负输出端和地线连接。稳压管二ZD2的阴极与输入接口和电阻八R8的一端连接,阳极与电阻六R6的一端连接,电阻七R7的一端与电阻六R6的另一端和三极管二Q2的基极连接,电阻七R7的另一端与三极管二Q2的发射极和地线连接,电阻八R8的另一端与光电耦合器二U2的正输入端连接,三极管二Q2的集电极与光电耦合器二U2的负输入端连接,电阻九R9的一端与电源VCC连接,另一端与光电耦合器二U2的正输出端和电阻十R10的一端连接,电容二C2的一端与电阻十 R10的另一端和微控制器模块连接,另一端与光电耦合器二U2的负输出端和地线连接。

检测中,当输入信号Vin高电平欠压时,稳压管一ZD1和稳压管二ZD2都不导通,两路检测信号分别通过对应的光电耦合器和信号输出模块,信号输出模块一的输出信号一Vout1 和信号输出模块二的输出信号二Vout2都是高电平。当输入信号Vin高电平过压时,稳压管一ZD1和稳压管二ZD2都反向击穿导通,输出信号一Vout1和输出信号二Vout2都是低电平。当输入信号Vin高电平正常时,即高电平幅值在11.2V和13.6V之间,稳压管一ZD1导通,稳压管二ZD2不导通,则输出信号一Vout1为低电平,输出信号二Vout2为高电平。当单片机检测到输出信号一Vout1为低电平,输出信号二Vout2为高电平时,开始计输出信号一Vout1 上升沿和下降沿的个数,比如计数300毫秒后,如果上升沿和下降沿的个数为30±2个且输出信号二Vout2一直为高电平,则判定PWM波正常,并点亮指示灯。

由上述的检测过程可知,只要根据PWM波的正常高电平幅值合理设置两个稳压管的反向击穿电压,就可以准确的检测出PWM波高电平幅值是否正常,其中稳压管反向击穿的电压值也可以通过多个稳压管串联得到,例如本实施例中稳压管一ZD1可以采用两个反向击穿电压为5.6V的稳压管串联来代替,稳压管二ZD2可以采用两个反向击穿电压为6.8V的稳压管串联来代替。

本实用新型中,所加入的程序非常简单,本领域技术人员不需要付出创造性劳动就能实现,因此其不是本实用新型的重点,本实用新型提供的是一种PWM波检测电路。

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