专利名称：数字式多功能驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及驱动器技术领域，特别是指一种集成化数字式的多功能驱动器。
背景技术：
当前的驱动器设计，一般是单一的工作模式，且控制范围与精度都是固定不能更改的，不能根据工作需要以及器件的特性选择相应的工作模式及控制的精度、器件输入输出要求等。当驱动器需要在一定范围内变化时，其相关的参数会恶化，如输出功率需在较大范围内调整时，功率调整到很小时，驱动器的整体效率会下降，产生噪声。目前由于集成控制、工作的可靠性、节能、以及安全要求的提高，需要驱动器本身可以根据远程指令或者预置的程序，动态调整参数，从而保证整体系统的工作性能，这就需要对当前的驱动器设计进行大幅度改进。现有的驱动器也是无法满足这一要求的
发明内容
·本发明需解决的问题是针对现有驱动器的缺点提供一种工作模式多样化、可根据不同场合需求灵活控制的集成化数字式多功能驱动器。为解决上述问题，本发明采取技术方案为一种数字式多功能驱动器，包括主控模块，由MCU及存储器组成，用于协调控制各功能模块工作；传感器模块，采集输入端、输出端电压电流信号传输给模数转换模块，由模数转换模块进行信号转换传输给MCU供MCU在大范围内确定输出控制信号；数字脉宽调制模块，与MCU连接，在设定的信号频率下产生指定的导通脉宽并根据控制指令对信号频率进行控制；开关晶体管驱动模块，与数字脉宽调制模块连接，接收设定脉宽信号进行波形整形，输出驱动恒功率晶体管；还包括与MCU连接的远程控制接口模块；所述MCU根据远程控制中心的指令或者预置的程序，按照工作模式以查表的方式从存储器中查找相应的配置参数，通过配置参数确定需输出的脉宽调制的信号给数字脉宽调制模块及开关晶体管驱动模块，进而驱动开关晶体管实现相应指令模式下的工作。优选的，所述传感器模块包括输入电压传感器及输出电压传感器、输出电流传感器、与开关晶体管串联的开关电流检测传感器；所述传感器模块由MCU根据远程指令或预置的程序有选择的使用，实现传感器与不同工作模式及控制精度的匹配。与现有技术相比，本发明的有益效果在于
(1)所述驱动器内根据不同工作模式预存参数配置表格，MCU在各种工作模式下都能够以查表方式快速动态实现参数配置的优化调整，使驱动器能在不同场合需求下调整工作状态保证工作指标不恶化；
(2)所述驱动器具有恒压、恒流、恒功率等多种工作模式；工作模式下的控制精度还可根据模数转换器以及相关算法参数调整；
(3 )所述驱动器具有远程通讯接口可根据远程指令或预置程序对工作模式进行控制灵活控制。
图I所述驱动器组成结构示意框 图2所述驱动器实施例电路原理示意 图3所述驱动器脉宽与交流电源输入峰值调整系数实施例曲线图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步的详述。如图1，本发明所揭示的驱动器包括主控模块及远程控制接口模块、传感器模块、数字脉宽调制模块、开关晶体管驱动模块。交流电源经由整流模块整流后连接电感L，经由电感L为负载供电，负载另一端通过开关晶体管SW接地。MCU与MEMORY存储器、远程控制 接口模块、数字脉宽调制模块(DPWM发生器)、模数转换模块连接，DPWM发生器输出端与开关晶体管驱动模块连接，开关晶体管驱动模块输出端连接开关晶体管控制端。输出电流传感器串联于供电回路中，输出电压传感器与负载并联，开关电流传感器Rs串联于开关晶体管与地之间，输入电压传感器与交流电源及地连接。各个传感器输出端均与模数转换模块连接，其采集的信号经模数转换模块转换后输出给MCU。交流电源AC输入经过输入整流模块转换为直流电压，开关晶体管SW导通时，电流经过电感L、负载、输出电流传感器、开关晶体管、开关电流传感器Rs到地，电流由于整流后电压的存在而逐渐变大；开关晶体管SW断开时，电流经过电感L、负载、输出电流传感器、二极管D形成回路，由于电感上的电流变化是逐步进行的，所以负载上的电流逐渐变小。体现在负载上即是开关晶体管一个通断过程内的平均电流。在恒流工作模式下，开关晶体管SW的导通时间越长，回路中的电流越大(电流峰值和平均值);开关晶体管的导通时间越短，回路中的电流越小(电流峰值和平均值);在恒功率工作模式下，输出电压和输出电流调试在监测范围内。可以通过设定电压的一个范围，得到一个工作允许的电流的区间；或者通过设定电流的范围，得到一个工作允许的电压的区间。在恒压工作模式下，开关晶体管的导通时间越长，负载上的电压越高(电压峰值和平均值)；开关晶体管的导通时间越短，负载上的电压越小(电压峰值和平均值)。输入电压传感器用于监测输入电压的峰值，并通过前馈的方式，MCU根据其信号在大范围内确定开关晶体管SW的通断时间。当输入电压升高时，整流后的直流电压相应升高，获得同样的输出电流或者输出电压时需要的开关晶体管的导通时间缩短，MCU通过计算以及内部的查表，可以得到需要的开关晶体管导通时间；当输入电压降低时，整流后的直流电压相应降低，获得同样的输出电流或者输出电压时需要的开关晶体管的导通时间增加，MCU通过计算以及内部的查表，可以得到需要的开关晶体管导通时间。输出电压传感器用于监测输出电压的大小以及纹波的幅度。直接监测输出电压以及纹波的大小，可以精确控制输出电压以及纹波的数值。当输出电压过高，则降低开关晶体管的导通时间；当输出电压过低，则增加开关晶体管的导通时间。当输出电压的纹波过大，则加快开关晶体管的开关频率；当整体效率低于预期值或者纹波电压远远低于要求值，则降低开关晶体管的开关频率。输出电流传感器用于监测输出电流的大小以及电流的波动。直接监测输出电流以及纹波的大小，可以精确控制输出电流以及纹波的数值。当输出电流过高，则降低开关晶体管的导通时间；当输出电流过低，则增加开关晶体管的导通时间。当输出电流的纹波过大，则加快开关晶体管的开关频率；当整体效率低于预期值或者纹波电流远远低于要求值，则降低开关晶体管的开关频率。开关电流传感器Rs用于监测开关晶体管每一个通断时间内电流的最大值，从而使MCU根据电流的波形以及周期，推算大致的输出电流。上述四个传感器可由MCU根据远程指令或预置的程序有选择的使用，在各种工作状态下，需要配置的传感器类型与总线如下表所示。
权利要求
1.一种数字式多功能驱动器，包括 主控模块，由MCU及存储器组成，用于协调控制各功能模块工作； 传感器模块，采集输入端、输出端电压电流信号传输给模数转换模块，由模数转换模块进行信号转换传输给MCU供MCU在大范围内确定输出控制信号； 数字脉宽调制模块，与MCU连接，在接收MCU指令产生指定的导通脉宽并根据控制指令对信号频率进行控制； 开关晶体管驱动模块，与数字脉宽调制模块连接，接收设定脉宽信号进行波形整形，输出驱动恒功率晶体管；其特征在于， 还包括与MCU连接的远程控制接口模块； 所述MCU根据远程控制中心的指令或者预置的程序，按照工作模式以查表的方式从存储器中查找相应的配置参数，通过配置参数确定需输出的脉宽调制信号给数字脉宽调制模块及开关晶体管驱动模块，进而驱动开关晶体管实现相应指令模式下的工作。
2.根据权利要求书I所述的数字式多功能驱动器，其特征为所述传感器模块包括输入电压传感器、输出电压传感器、输出电流传感器及与开关晶体管串联的开关电流检测传感器；所述传感器模块由MCU根据远程指令或预置的程序有选择的使用，实现传感器与不同工作模式及控制精度的匹配。
3.根据权利要求书I所述的数字式多功能驱动器，其特征为参数配置与脉宽调制之间的对应关系为非线性关系，采用曲线进行多点配置或者采用多折线方式配置。
全文摘要
本发明涉及一种多模式工作的数字式驱动器，包括主控模块及与其连接的远程控制接口模块、传感器模块、数字脉宽调制模块，DPWM发生器输出端与开关晶体管驱动模块连接，开关晶体管驱动模块输出端连接开关晶体管。所述MCU根据远程控制中心的指令或者预置的程序，按照工作模式以查表的方式从存储器中查找相应的配置参数，通过配置参数确定需输出的脉宽调制信号给数字脉宽调制模块及开关晶体管驱动模块，进而驱动开关晶体管实现相应指令模式下的工作。所述驱动器内根据不同工作模式预存参数配置表格，MCU在各种工作模式下都能够以查表方式快速动态实现参数配置的优化调整，使驱动器能在不同场合需求下调整工作状态保证工作指标不恶化。
文档编号H02M1/08GK102946184SQ20111023443
公开日2013年2月27日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日
发明者张建民 申请人:惠州市科信达电子有限公司