一种脉冲信号发生电路的制作方法

1.本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种脉冲信号发生电路。


背景技术：

2.高压脉冲发生电路由于具有断续供电的特性，在食物处理及杀菌领域得到了广泛的应用。
3.传统的高压脉冲发生电路由储能电容、脉冲变压器、高压耦合电容和电场等效电容构成一个lc谐振回路，利用igbt电子开关控制回路的导通产生电压脉冲，但存在脉宽控制电路复杂、脉冲幅度不稳定而且难以调整的弊端。


技术实现要素：

4.为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本实用新型的目的在于：提供一种脉冲信号发生电路及控制方法。
5.本实用新型所采用的技术方案是：
6.一种脉冲信号发生电路，包括控制模块、幅值调节模块、整流模块、脉宽调节模块和充放电模块；
7.所述充放电模块包括第一充放电单元和第二充放电单元；所述脉宽调节模块包括第一开关单元和第二开关单元，所述第一开关单元包括第一端、第二端和第一控制端，所述第二开关单元包括第三端、第四端和第二控制端；
8.所述幅值调节模块的输入端与所述控制模块的输出端连接，所述幅值调节模块的输出端与所述整流模块的输入端连接；
9.所述第一控制端连接到所述控制模块，所述第二控制端连接到所述控制模块；
10.所述第一充放电单元的一端与所述整流模块的输出端连接，所述第一充放电单元的一端还与所述第一端连接，所述第二端与所述第二充放电单元的一端连接，所述第二充放电单元的一端还与所述第三端连接，所述第四端连接到地，所述第一充放电单元的另一端连接到地，所述第二充放电单元的另一端连接到地。
11.进一步，所述脉冲信号发生电路还包括直流信号产生模块，所述直流信号产生模块包括整流单元和滤波单元；
12.所述整流单元的输入端连接至交流电源，所述整流单元的输出端与所述滤波单元的输入端连接，所述滤波单元的输出端与所述幅值调节模块的输入端连接。
13.进一步，所述滤波单元包括π型lc滤波器。
14.进一步，所述幅值调节模块包括igbt半桥逆变电路。
15.进一步，所述幅值调节模块还包括变压器，所述变压器的原边与所述igbt半桥逆变电路的输出端连接，所述变压器的副边与所述整流模块的输入端连接。
16.进一步，所述脉冲信号发生电路还包括显示模块，所述显示模块的输入端与所述控制模块的输出端连接。
17.进一步，所述第一开关单元包括第一可控硅，所述第二开关单元包括第二可控硅。
18.本实用新型的有益效果是：控制模块和幅值调节模块来控制输出的脉冲信号的幅值，再利用控制模块控制第一开关单元第二开关单元交替地导通，使得第二充放电单元输出脉宽可调的脉冲信号，最终达到灵活改变输出的脉冲信号的幅值和脉宽的目的，方案具有电路结构简单的特点。
附图说明
19.图1是本实用新型的脉冲信号发生电路的模块框图；
20.图2是本实用新型的脉冲信号发生电路的电路原理图；
21.图3是本实用新型的第一控制信号的波形图；
22.图4是本实用新型的第二控制信号的波形图。
具体实施方式
23.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
26.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
27.参照图1和图2，本实施例提供了一种脉冲信号发生电路，包括控制模块、幅值调节模块2、整流模块3、脉宽调节模块和充放电模块；
28.充放电模块包括第一充放电单元41和第二充放电单元42；脉宽调节模块包括第一开关单元51和第二开关单元52，第一开关单元51包括第一端、第二端和第一控制端，第二开关单元52包括第三端、第四端和第二控制端；
29.幅值调节模块2的输入端与控制模块的输出端连接，幅值调节模块2的输出端与整流模块3的输入端连接；
30.第一控制端连接到控制模块，第二控制端连接到控制模块；
31.第一充放电单元41的一端与整流模块3的输出端连接，第一充放电单元41的一端还与第一端连接，第二端与第二充放电单元42的一端连接，第二充放电单元42的一端还与第三端连接，第四端连接到地gnd，第一充放电单元41的另一端连接到地gnd，第二充放电单
元42的另一端连接到地gnd。
32.本技术提供了一种脉冲信号发生电路，用于产生幅值和脉宽可调的脉冲信号。
33.其中，控制模块，用于产生控制信号来控制幅值调节模块2和脉宽调节模块。控制模块可采用现有技术中的单片机、微控制器等。
34.幅值调节模块2的输入端接入直流电，幅值调节模块2根据控制模块输出的第一控制信号将输入的直流电逆变为交流电，并且在将直流电逆变为交流电的过程中，可利用第一控制信号来控制产生的交流电的幅值。
35.整流模块3，用于将幅值调节模块2输出的交流电进行整流得到高压直流电。参照图2，在一个具体的实施例中，整流模块3可包括由四个二极管组成的桥式整流电路bd2，该桥式整流电路bd2具有整流效率高以及电路成本低的特点。
36.参照图2，充放电模块包括第一充放电单元41和第二充放电单元42，脉宽调节模块包括第一开关单元51和第二开关单元52，第一充放电单元41包括若干个储能电容，第二充放电单元42包括若干个储能电容。
37.其中，第一开关单元51用于控制第一充放电单元41是否为第二充放电单元42充电，整流模块3输出的高压直流电(dc1200v)为第一充放电单元41充电，当第一开关单元51闭合，则第一充放电单元41为第二充放电单元42充电，第二充放电单元42可以存储电能；若第一开关单元51断开，则第一充放电单元41无法为第二充放电单元42充电。
38.第二开关单元52，用于控制第二充放电单元42是否向负载load放电，当第二开关单元52闭合，则存储有电量的第二充放电单元42向负载load放电，若第二开关单元52断开，则第二充放电单元42无法向负载load放电，通过控制第二开关单元52间断地导通，从而控制第二充放电单元42间断地放电，也即是使得第二充放电单元42输出脉宽可调的脉冲信号。在一个具体的实施例中，参照图4，控制模块，产生的控制第一充放电单元41和第二充放电单元42的第二控制信号，即是pwm信号，在上半周期中，第一开关单元51接收到高电平信号，第二开关单元52接收低电平信号，则第一开关单元51闭合，第二开关单元52断开，此时，第一充放电单元41为第二充放电单元42充电，由于第二开关单元52断开，没有电流流经负载load；下半周期中，第一开关单元51接收低电平信号，第二开关单元52接收高电平信号，则第一开关单元51断开，那么第一充放电单元41无法为第二充放电单元42充电，而第二开关单元52闭合，已经充电的第二充放电单元42向负载load放电。同样的道理，在后面的周期中，首先为第二充放电单元42充电，再控制第二充放电单元42放电，如此循环，使得第二充放电单元42输出脉宽可调的脉冲信号。
39.综上所述，本技术利用控制模块和幅值调节模块2来控制输出的脉冲信号的幅值，再利用控制模块控制第一开关单元51第二开关单元52交替地导通，使得第二充放电单元42输出脉宽可调的脉冲信号，最终达到灵活改变输出的脉冲信号的幅值和脉宽的目的，具有电路结构简单的特点。
40.进一步作为可选的实施方式，参照图1和图2，脉冲信号发生电路还包括直流信号产生模块，直流信号产生模块包括整流单元11和滤波单元12；
41.整流单元11的输入端连接至交流电源，整流单元11的输出端与滤波单元12的输入端连接，滤波单元12的输出端与幅值调节模块2的输入端连接。
42.具体地，在一个实施例中，输入至幅值调节模块2的直流电可由直流信号产生模块
产生。参照图2，直流信号产生模块包括整流单元11和滤波单元12，整流单元11用于将交流电源(ac220v)输入的交流电整流，从而得到直流电(dc311v)，在一个具体的实施例中，该整流单元11可整流模块3可包括由四个二极管组成的桥式整流电路bd1，该桥式整流电路bd1具有整流效率高以及电路成本低的特点。
43.滤波单元12，用于对整流单元11输出的脉冲直流电进行滤波处理，得到相对平滑的直流电。在一个具体的实施例中，滤波单元12可采用由第一电容c1、第二电容c2和第一电感l1组成的π型lc滤波器。
44.进一步作为可选的实施方式，幅值调节模块2包括igbt半桥逆变电路。
45.具体地，参照图2，igbt半桥逆变电路包括第三电容c3、第四电容c4、第一igbt vt1和第二igbt vt2。
46.本实施例中，参照图3，该igbt半桥逆变电路用于根据控制模块的第一控制信号将输入的交流电逆变为幅值可变的交流电，其中，第一控制信号为spwm信号。
47.当第一igbt vt1导通时，第三电容c3放电，而当第二igbt vt2导通时，第四电容c4上放电，第一igbt vt1和第二igbt vt2轮流导通，从而在igbt半桥逆变电路的输出端获得交流电。控制模块通过控制输出的spwm信号来调整igbt半桥逆变电路输出的交流电的幅度。
48.进一步作为可选的实施方式，参照图2，幅值调节模块2还包括变压器t1，变压器t1的原边与igbt半桥逆变电路的输出端连接，变压器t1的副边与整流模块3的输入端连接。
49.具体地，控制模块和幅值调节模块2中的igbt半桥逆变电路的配合，能够使得得到的交流电的幅值可变，为了使整流模块3输出高压直流电，需要对igbt半桥逆变电路输出的交流电进行升压，因此，在幅值调节模块2中还增设了变压器t1，利用该变压器t1将igbt半桥逆变电路逆变得到的交流电进行升压处理，从而得到高压交流电，高压交流电进入整流模块3整流后，得到高压直流电。
50.进一步作为可选的实施方式，参照图1，脉冲信号发生电路还包括显示模块，显示模块的输入端与控制模块的输出端连接。
51.具体地，本技术还设置了显示模块，控制模块控制显示模块实时显示其输出的第一控制信号第二控制信号的波形图。
52.进一步作为可选的实施方式，参照图2，第一开关单元51包括第一可控硅q1，第二开关单元52包括第二可控硅q2。
53.具体地，本实施例中，采用可控硅作为第一开关单元51和第二开关单元52的一种实现方式，主要是考虑到，可控硅作为大功率开关管，具有耐高压的特点，能够承受输入的高压直流电。
54.本实用新型的工作原理如下：
55.系统上电后，交流电源输出的交流电输入到直流信号产生模块，直流信号产生模块对交流电源输入的交流电进行整流、滤波(整流单元11、滤波单元12)处理，从而得到直流电(dc311v)，该直流电进入幅值调节模块2，其中，控制模块输出第一控制信号(spwm信号)来控制igbt半桥逆变电路的第一igbt vt1和第二igbt vt2，从而输出幅值可调的交流电，该交流电经过变压器t1升压处理后，再经过整流模块3的整流处理，在整流模块3的输出端输出高压直流电(dc1200v)，该高压直流电用于为第一充放电单元41充电，控制模块输出第
二控制信号(pwm信号)来控制第一开关单元51和第二开关单元52交替地导通，从而使得第二充放电单元42充电完之后再放电，最终输出脉宽可调的脉冲信号。
56.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。