一种双路反相位脉冲发生器的制作方法

1.本实用新型属于电子技术领域，具体涉及一种双路反相位脉冲发生器。


背景技术：

2.为了满足更大的电流输出能力，需要将开关电源并联使用，节约电源数量，提升电源的利用率。当开关电源并联使用时，需要考虑外部时钟同步输入。在现有技术中，时钟同步方案通常采用基于fpga(field-programmable gate array，即现场可编程门阵列)或mcu(microcontroller unit，微控制单元)的逻辑软件管理时钟输出方案。
3.现有技术的时钟同步方案要求fpga或mcu最小管理单元电路先于开关电源工作，使用fpga或mcu最小管理单元电路的io((input/output，输入/输出)口调制脉冲信号输出，并将脉冲信号传输至开关电源的外部时钟输入接口处。因为fpga与mcu均需要多路供电，fpga或mcu最小管理单元电路工作时存在额外功耗，导致功耗较大，且不工作，静态功耗也较大。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种双路反相位脉冲发生器解决了现有技术中存在的问题。
5.为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种双路反相位脉冲发生器，包括单脉冲调频发生电路、双路反相位电路和脉冲整形电路；
6.所述脉冲整形电路包括第一子脉冲整形电路和第二子脉冲整形电路，所述单脉冲调频发生电路与双路反相位电路电性连接，所述双路反相位电路分别与第一子脉冲整形电路和第二子脉冲整形电路电性连接。
7.进一步地，所述单脉冲调频发生电路包括型号为lmc555的定时器u2，所述定时器u2的vcc引脚与其rst引脚连接，且所述定时器u2的vcc引脚还分别与接地电容c3、接地电容c4、intvcc接点和可变电位器r5的第一不动端连接，所述定时器u2的dis引脚分别与可变电位器r5的可动端、可变电位器r5的第二不动端和可变电位器r12的第一不动端连接，所述定时器u2的thr引脚与其tri引脚连接，且所述thr引脚还分别与可变电位器r12的可动端、可变电位器r12的第二不动端、接地电容c10和接地电容c11连接，所述定时器u2的con引脚与接地电容c9连接，所述定时器u2的dgnd引脚接地，所述定时器u2的out引脚与双路反相位电路电性连接。
8.进一步地，所述双路反相位电路包括变压器t1，所述变压器t1中一次侧的一端与电容c5的一端连接，所述电容c5的另一端与定时器u2的out引脚连接，所述变压器t1中一次侧的另一端接地，所述变压器t1中二次侧的一端与电阻r3的一端连接，所述变压器t1中二次侧的另一端与电阻r14的一端连接，所述电阻r3的另一端与第一子脉冲整形电路电性连接，所述电阻r14的另一端与第二子脉冲整形电路电性连接。
9.进一步地，所述变压器t1中二次侧的中性点分别与接地电容c6、接地电容c8、接地
电阻r7和电阻r8的一端连接，所述电阻r8的另一端与intvcc接点连接。
10.进一步地，所述变压器t1所采用的型号为tc1-1t+。
11.进一步地，所述第一子脉冲整形电路包括型号为adcmp391arz的比较器u1，所述比较器u1的in+引脚与电阻r3的另一端连接，所述比较器u1的vcc引脚分别与intvcc接点、接地电容c1和接地电容c2连接，所述比较器u1的in-引脚分别与电阻r4的一端、电阻r9的一端和接地电容c7连接，所述电阻r4的另一端与intvcc接点连接，所述电阻r9的另一端与可变电位器r21的第一不动端连接，所述可变电位器r21的可动端和第二不动端均接地，所述比较器u1的out引脚分别与电阻r1的一端和电阻r2的一端连接，所述电阻r1的另一端与intvcc接点连接，所述电阻r2的另一端为第一子脉冲整形电路的输出端，且所述电阻r2的另一端与电阻r19的一端连接，所述电阻r19的另一端与接地电容c15连接。
12.进一步地，所述第二子脉冲整形电路包括型号为adcmp391arz的比较器u3，所述比较器u3的in+引脚与电阻r14的另一端连接，所述比较器u3的vcc引脚分别与intvcc接点、接地电容c12和接地电容c13连接，所述比较器u3的in-引脚分别与电阻r16的一端、电阻r23的一端和接地电容c14连接，所述电阻r16的另一端与intvcc接点连接，所述电阻r23的另一端与可变电位器r22的第一不动端连接，所述可变电位器r22的可动端和第二不动端均接地，所述比较器u3的out引脚分别与电阻r13的一端和电阻r15的一端连接，所述电阻r13的另一端与intvcc接点连接，所述电阻r15的另一端为第二子脉冲整形电路的输出端，且所述电阻r15的另一端与电阻r20的一端连接，所述电阻r20的另一端与接地电容c16连接。
13.进一步地，所述intvcc接点与+5v电压连接。
14.本实用新型的有益效果为：
15.(1)本实用新型提供了一种双路反相位脉冲发生器，不需要占用额外的电源通道，也不用编写逻辑软件进行驱动，仅消耗开关电源内部稳压器的电流，降低了功耗。
16.(2)本实用新型的电路结构简单，提升了适用性，更适合应用于高度集成的数字产品。
附图说明
17.图1为本实用新型提供的一种双路反相位脉冲发生器的电路图。
18.图2为本实用新型提供的一种双路反相位脉冲发生器的应用示意图。
具体实施方式
19.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
20.下面结合附图详细说明本实用新型的实施例。
21.如图1所示，一种双路反相位脉冲发生器，包括单脉冲调频发生电路、双路反相位电路和脉冲整形电路。
22.所述脉冲整形电路包括第一子脉冲整形电路和第二子脉冲整形电路，所述单脉冲调频发生电路与双路反相位电路电性连接，所述双路反相位电路分别与第一子脉冲整形电
路和第二子脉冲整形电路电性连接。
23.在一种可能的实施方式中所述单脉冲调频发生电路包括型号为lmc555的定时器u2，所述定时器u2的vcc引脚与其rst引脚连接，且所述定时器u2的vcc引脚还分别与接地电容c3、接地电容c4、intvcc接点和可变电位器r5的第一不动端连接，所述定时器u2的dis引脚分别与可变电位器r5的可动端、可变电位器r5的第二不动端和可变电位器r12的第一不动端连接，所述定时器u2的thr引脚与其tri引脚连接，且所述thr引脚还分别与可变电位器r12的可动端、可变电位器r12的第二不动端、接地电容c10和接地电容c11连接，所述定时器u2的con引脚与接地电容c9连接，所述定时器u2的dgnd引脚接地，所述定时器u2的out引脚与双路反相位电路电性连接。
24.单脉冲调频发生电路采用555定时器的不稳定电路设计，通过可变电位器r5、可变电位器r12、接地电容c10和接地电容c11，可以确定电路的周期、频率和占空比。将可变电位器r5接在定时器u2的vcc/rst引脚和dis引脚之间，将可变电位器r12接在dis引脚与tri引脚之间，工作时接地电容c11通过可变电位器r5、可变电位器r12充电至2/3vcc，然后输出电压翻转，接地电容c11通过可变电位器r12放电至1/3vcc，之后接地电容c11重新充电，输出电压再次翻转，从而可以通过调节可变电位器r5与可变电位器r12来调节接地电容c11的充电时间，以达到调节脉冲频率的目的。
25.其中，vcc表示+5v电压。
26.在一种可能的实施方式中所述双路反相位电路包括变压器t1，所述变压器t1中一次侧的一端与电容c5的一端连接，所述电容c5的另一端与定时器u2的out引脚连接，所述变压器t1中一次侧的另一端接地，所述变压器t1中二次侧的一端与电阻r3的一端连接，所述变压器t1中二次侧的另一端与电阻r14的一端连接，所述电阻r3的另一端与第一子脉冲整形电路电性连接，所述电阻r14的另一端与第二子脉冲整形电路电性连接。
27.单脉冲调频发生电路产生脉冲信号后，脉冲信号进入双路反相位电路。以脉冲信号为输入信号，通过变压器t1实现双路不稳定反相位信号转换。单端输入通过电容c5实现交流耦合脉冲信号，变压器t1的中性点电压由电阻r7和电阻r8分压，共模电压设计为1/2vcc，通过电容c6和电容c8滤除噪声，通过电阻r3和电阻r14防止信号反射，通过变压器t1实现相位差为180
°
的两路脉冲信号输出。
28.在一种可能的实施方式中所述变压器t1中二次侧的中性点分别与接地电容c6、接地电容c8、接地电阻r7和电阻r8的一端连接，所述电阻r8的另一端与intvcc接点连接。
29.在一种可能的实施方式中所述变压器t1所采用的型号为tc1-1t+。
30.在一种可能的实施方式中所述第一子脉冲整形电路包括型号为adcmp391arz的比较器u1，所述比较器u1的in+引脚与电阻r3的另一端连接，所述比较器u1的vcc引脚分别与intvcc接点、接地电容c1和接地电容c2连接，所述比较器u1的in-引脚分别与电阻r4的一端、电阻r9的一端和接地电容c7连接，所述电阻r4的另一端与intvcc接点连接，所述电阻r9的另一端与可变电位器r21的第一不动端连接，所述可变电位器r21的可动端和第二不动端均接地，所述比较器u1的out引脚分别与电阻r1的一端和电阻r2的一端连接，所述电阻r1的另一端与intvcc接点连接，所述电阻r2的另一端为第一子脉冲整形电路的输出端，且所述电阻r2的另一端与电阻r19的一端连接，所述电阻r19的另一端与接地电容c15连接。
31.在一种可能的实施方式中所述第二子脉冲整形电路包括型号为adcmp391arz的比
较器u3，所述比较器u3的in+引脚与电阻r14的另一端连接，所述比较器u3的vcc引脚分别与intvcc接点、接地电容c12和接地电容c13连接，所述比较器u3的in-引脚分别与电阻r16的一端、电阻r23的一端和接地电容c14连接，所述电阻r16的另一端与intvcc接点连接，所述电阻r23的另一端与可变电位器r22的第一不动端连接，所述可变电位器r22的可动端和第二不动端均接地，所述比较器u3的out引脚分别与电阻r13的一端和电阻r15的一端连接，所述电阻r13的另一端与intvcc接点连接，所述电阻r15的另一端为第二子脉冲整形电路的输出端，且所述电阻r15的另一端与电阻r20的一端连接，所述电阻r20的另一端与接地电容c16连接。
32.通过脉冲整形电路中的比较器将双路反相位电路输出的两路脉冲信号转换成标准的cmos(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)电平信号。利用比较器进行电压比较，并根据电压的比较结果输出正相与反向饱和电压。在第一子脉冲整形电路中，脉冲信号从比较器u1的in+引脚输入，从比较器u1的in-引脚输入参考电压，参考电压为1/2vcc，通过电阻r4、电阻r9以及可变电位器r21进行分压，从而实现参考电压的调节。比较器u1的out引脚上设置有电阻r2，可以防止输出信号反冲，并且在电阻r2后设置有电阻r19与电容c15构成的rc缓冲电路，滤除开关噪声和振铃信号。在第二子脉冲整形电路中，脉冲信号从比较器u3的in+引脚输入，从比较器u3的in-引脚输入参考电压，参考电压为1/2vcc，通过电阻r16、电阻r23以及可变电位器r22进行分压，从而实现参考电压的调节。比较器u3的out引脚上设置有电阻r15，可以防止输出信号反冲，并且在电阻r15后设置有电阻r20与电容c15构成的rc缓冲电路，滤除开关噪声和振铃信号。
33.在一种可能的实施方式中所述intvcc接点与+5v电压连接。
34.可选的，intvcc接点还可以与其他电压连接，连接的范围为+2.5v至+5.5v之间。
35.本实用新型提供了一种双路反相位脉冲发生器，不需要占用额外的电源通道，也不用编写逻辑软件进行驱动，仅消耗开关电源内部稳压器的电流，降低了功耗。本实用新型的电路结构简单，提升了适用性，更适合应用于高度集成的数字产品。
36.本实用新型的工作原理为：
37.步骤一：通过单脉冲调频发生电路产生脉冲信号。
38.步骤二：以脉冲信号为输入，通过双路反相位电路产生相位差为180
°
的两路脉冲信号。
39.步骤三：分别通过第一子脉冲整形电路和第二子脉冲整形电路对两路脉冲信号进行整形，从而得到两个相位差180
°
的输出信号。
40.如图2所示，通过本实用新型提供的一种双路反相位脉冲发生器产生两个相位差180
°
的输出信号后，可以分别作为两个开关电源的外部时钟输入。
41.一般开关电源可以使用内部时钟或者外部时钟，使用内部时钟一般可调节范围不大，使用外部时钟可以让开关频率与外部一致，因此常常在用外部时钟。
42.开关电源工作过程容易产生高的辐射emi(electro magnetic interference，电磁干扰)噪声，通过本实用新型提供的一种双路反相位脉冲发生器为开关电源提供外部时钟，可以降低辐射emi噪声，减小输出纹波噪声。
43.开关电源存在死区时间，将双路并联开关的频率相位差设置为180
°
，可以避免高负载条件下电源塌陷问题，保证开关电源的瞬态响应更加高效稳定。