一种具有最小占空比设定的PWM控制信号产生电路的制作方法

本实用新型涉及集成电路领域，特别涉及一种脉宽调制控制信号产生电路。

背景技术：

传统的直流无刷电机PWM调速方法如专利CN201110323300《风扇调速驱动电路》所描述的，将外部的PWM信号通过控制电路转变成电机的工作电压，该电压的大小同PWM信号的占空比成正比，由于电机的转速跟工作电压成正比，因此外部的PWM信号可以达到控制直流无刷电机调速的目的。

利用该方法来控制直流无刷电机转速的缺陷在于：当外部输入的PWM信号的占空比较小时，电机的工作电压将相应地变小；当该PWM信号的占空比小到一定程度时，有可能导致直流无刷电机停转。而在某些应用领域，比如CPU散热风扇，要求风扇保持运转以保证CPU的工作安全，因此上述的PWM控制方法应用范围有限。

有鉴于此，本发明人专门设计了一种具有最小占空比设定的PWM控制信号产生电路，本案由此产生。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有最小占空比设定的PWM控制信号产生电路，可单片集成，解决了传统直流无刷电机PWM调速方式在较小的PWM占空比下，直流无刷电机不启动或者导致电机停转的问题。两个直流无刷电机转速的控制端口，给用户在电机调速的设定上较为便捷，可根据电机实际应用情况做最优设定。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种具有最小占空比设定的PWM控制信号产生电路，包括电源、三角波信号产生模块、最小占空比设定输入端口、受控占空比输入端口、脉宽调制模块；

所述电源，与三角波信号产生模块相连，用于供电；

所述三角波信号产生模块，与所述脉宽调制模块相连，用于产生预设周期的三角波信号，并输入至所述脉宽调制模块；

所述最小占空比设定输入端口，与所述脉宽调制模块相连，用于用户根据应用场合来设定直流无刷电机的最小转速；

所述受控占空比输入端口，与所述脉宽调制模块相连，用于根据电机的应用环境控制电机工作状态；可以在电机启动时，给与全速启动的控制信号；电机启动结束后根据实际应用环境来自动控制电机转速；

所述脉宽调制模块，用于输出脉冲，根据所述三角波信号、最小占空比信号及受控占空比信号的调整所输出的脉冲。

优选地，所述受控占空比输入端口包括温度传感器，如直流无刷电机在散热风扇的应用场合，该端口接热敏电阻或温度传感器，在应用环境温度较高的情况下，降低该受控端口的电压，散热风扇增加转速以达到快速散热的目的。

优选地，所述三角波信号产生模块包括电流镜模块、开关控制模块、开关控制输入回路模块、电阻阵列、充放电模块；

所述电流镜模块，与所述开关控制模块相连，用于对电流源进行比例复制后，并传送至所述开关控制模块；

所述开关控制模块，与所述开关控制输入回路模块、充放电模块相连，用于控制充放电模块的充电与放电的通断，产生三角波信号；

所述开关控制输入回路模块的输入端与所述开关控制模块的输出端相连，用于对开关控制模块进行实时动态采样与调理，输出调理信号，并将调理信号传送开关控制模块的输入端，实现开关控制模块的通断时间控制；

所述电阻阵列的输入端和输出端分别与所述电源、开关控制输入回路模块相连，通过对电源的分压决定三角波信号的高低电平；

所述充放电模块，与比较器模块相连，用于产生电压，并将电压信号传送至比较器模块的第二输入端。

优选地，所述开关控制输入回路模块包括比较器、非门、或非门。

优选地，所述充放电模块包括一电容。

优选地，所述电阻阵列包括三个电阻。

优选地，所述比较器的个数为2个。

优选地，所述或非门的个数为2个。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种具有最小占空比设定的PWM控制信号产生电路，可单片集成，解决了传统直流无刷电机PWM调速方式在较小的PWM占空比下，直流无刷电机不启动或者导致电机停转的问题。两个直流无刷电机转速的控制端口，给用户在电机调速的设定上较为便捷，可根据电机实际应用情况做最优设定。

附图说明

图1是本实用新型的系统框图；

图2是本实用新型三角波信号产生模块的简化示意图；

图3是本实用新型三角波信号产生模块的实施方式示意图；

图4是本实用新型实施例所示最小占空比设定PWM控制信号示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种具有最小占空比设定的PWM控制信号产生电路，包括电源、三角波信号产生模块、最小占空比设定输入端口、受控占空比输入端口、脉宽调制模块；

电源，与三角波信号产生模块相连，用于供电；

三角波信号产生模块，与脉宽调制模块相连，用于产生预设周期的三角波信号，并输入至脉宽调制模块；

最小占空比设定输入端口，与脉宽调制模块相连，用于用户根据应用场合来设定直流无刷电机的最小转速；

受控占空比输入端口，与脉宽调制模块相连，用于根据电机的应用环境控制电机工作状态；可以在电机启动时，给与全速启动的控制信号；电机启动结束后根据实际应用环境来自动控制电机转速；

脉宽调制模块，用于输出脉冲，根据三角波信号、最小占空比信号及受控占空比信号的调整所输出的脉冲。

受控占空比输入端口包括温度传感器，如直流无刷电机在散热风扇的应用场合，该端口接热敏电阻或温度传感器，在应用环境温度较高的情况下，降低该受控端口的电压，散热风扇增加转速以达到快速散热的目的。

如图2，三角波信号产生模块包括电流镜模块、开关控制模块、开关控制输入回路模块、电阻阵列、充放电模块；

电流镜模块，与开关控制模块相连，用于对电流源进行比例复制后，并传送至开关控制模块；

开关控制模块，与开关控制输入回路模块、充放电模块相连，用于控制 充放电模块的充电与放电的通断，产生三角波信号；

开关控制输入回路模块的输入端与开关控制模块的输出端相连，用于对开关控制模块进行实时动态采样与调理，输出调理信号，并将调理信号传送开关控制模块的输入端，实现开关控制模块的通断时间控制；

电阻阵列的输入端和输出端分别与电源、开关控制输入回路模块相连，通过对电源的分压决定三角波信号的高低电平；

充放电模块，与比较器模块相连，用于产生电压，并将电压信号传送至比较器模块的第二输入端。

如图3所示，三角波信号产生模块的实施方式中：IN为输入控制信号，上下两个ESD电路为单片集成芯片后该引脚的静电保护电路，R0为上拉到电源VDD的电阻，当IN输入控制信号悬空时，表示无刷直流电机进入全速状态。I为电流源，MN1、MN2，MP1、MP2、MP3，MN3、MN4构成电流镜，对I电流源进行按各个MOS尺寸的比例进行电流复制，并通过MP4、MN5组成的开关电路控制MOS管MP3和MN4对电容C0进行充放电，开关管MP4和MN5的通断受比较器B1、B2、非门I1、或非门I2、I3组成的处理电路输出控制，电容C0的上极板电压输出三角波信号RAMP，该三角波信号RAMP的高低电平由电阻阵列R1、R2、R3对电源VDD的分压所决定，三角波信号RAMP和输入MIN、输入SET通过比较器B3和比较器B4的比较输出为PWMOUT信号，该信号即为脉宽调制控制信号。

如图4所示，上述实施例最小占空比设定PWM控制信号示意图：

当SET端口电压大于MIN端口电压，即V_SET>V_MIN时，PWMOUT输出的占空比由MIN端口电压决定；

当SET端口电压小于MIN端口电压，即V_SET<V_MIN时，PWMOUT输出的占空 比由SET端口电压决定；

当SET端口电压小于三角波信号RAMP的最低电压时，PWMOUT输出高电平，代表直流无刷电机进入全速状态。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。