一种智能pwm驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电子技术领域，提供了一种智能PWM驱动电路。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展和科学技术的进步，电子技术的迅猛兴起使得电子产品的更新日 益加快，逐渐趋向于功能全面、外观独特、使用方便、追求时尚与实用、个性化要求体验创新 等方向发展，从而各类电子产品如手机、化t手提电脑、相机等已经成为人们日常生活中必 不可少的部分，已经成为人们生活息息相关的一部分，而电子产品多面临一个充电的问题， 电子产品充电的时候无法直观的观察充电情况。
【发明内容】
[0003] 本发明的通过对USB数据线中的电源和地线进行电流检测，分段控制并产生不同 频率的PWM信号，该信号将会控制串联通路上LED灯的恒亮、低频闪亮、高频闪亮W及关断 等多种工作模式。
[0004] 本发明为了实现上述目的采用W下技术方案： 一种智能PWM驱动电路，其特征在于，包括电流检测模块、电压转换模块、参考电压模 块、比较模块、逻辑运算模块、振荡器模块、驱动单元、L邸指示单元，电流检测模块连接电压 转换模块，电压转换模块连接比较模块的同相输入端，比较模块的异相输入端连接参考电 压模块，比较模块的输出端连接逻辑运算模块，逻辑运算模块连接振荡器模块，逻辑运算模 块连接驱动单元，驱动单元连接L邸灯。
[0005] 上述技术方案，所述电流检测模块包括电阻R4-R6,运算放大器，运算放大器的异 相输入端通过电阻R5接USB正电极端，运算放大器的同相输入端通过串联的电阻R4、电子 R6连接USB正电极端。
[0006] 上述技术方案，所述电压转换模块包括场效应管Q1、电阻R7,场效应管Q1的栅极 接运算放大器输出端，漏极连接运算放大器同相输入端，源极连接电阻R7,电阻R7另一端 接地。
[0007] 上述技术方案，参考电压模块包括运算放大器OP，电阻R1-R3,并联个数为1 :N的 PNP管Q3和PNP管组Q4,电阻R1连接在运算放大器OP的异相输入端和输出端之间，电阻 R2连接在运算放大器OP的同相输入端和输出端之间，电阻R3连接运算放大器OP的同相输 入端和PNP管组Q4的发射极，=极管Q3的发射极接运算放大器OP的异相输入端，运算放 大器OP的输出端通过4个串联的电阻接地，两两电阻间的电压作为参考电压输出。
[0008] 上述技术方案，所述比较电路包括3个比较器，3个比较器的同相输入端均连接电 阻R7与场效应管Q1源极的连接端，异相输入端分别连接参考电压模块的参考电压输出端， 3个比较器的输出端连接逻辑运算模块。
[0009] 上述技术方案，所述比较电路包括3个比较器，3个比较器的同相输入端均连接电 阻R7与场效应管Q1源极的连接端，异相输入端分别连接参考电压模块的参考电压输出端， 3个比较器的输出端连接逻辑运算模块。
[0010] 上述技术方案，Bitl-Bi口为比较器模块产生的输出控制信号，二选一选择器模 块的输入信号分别为mz和2化的PWM控制信号，通过Bitl-Bi口的逻辑组合，对二选一 选择器进行频率选择W及恒开启或者恒关断的控制信号输出，W此来实现所驱动MOS器件 的开关控制。
[0011] 上述技术方案，振荡器模块包括依次连接的基准电流电路，比较器电路W及分频 电路； 基准电流电路，通过分压电阻取出比较器的高位比较参考电压VREF_H，和地位比较参 考电压VREF_U采用运输放大器OP构成的源跟随电路产生充放电电流的基准电路，通过镜 像后电路后提供到比较器COMP的异相输入端，分别在高位和地位比较时提供充电和放电 电流， 比较器电路包括一个高速比较器COMP构成，比较器负端电压VN分别与高位比较参考 电压VREF_H和地位比较参考电压VREF_L进行比较并翻转，从而实现一定频率的振荡信号。 分频电路，采用D触发器（DFF)来输出mz和甜Z的频率进入逻辑运算模块进行运算和选 择。
[0012] 本发明因为采用上述技术方案，因此具备W下有益效果： 本发明通过专用集成电路的设计实现利用单颗L邸灯来区分不同充电状态，外围电路 结构简单，不同充电状态的检测精度高。相比较于传统做法节省L邸等的使用数量，减小系 统方案的PCB面积和插口体积。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明的框图； 图2为本发明的电路图； 图3本发明逻辑模块电路； 图4为本发明电压检测模块图； 图5为本发明的参考电压模块电路图； 图6为本发明的比较器电路图； 图7为逻辑和振荡器电路。
【具体实施方式】
[0014] 图4为电流检测与电压转换电路，R4是检测电阻，流过电流为IL，由于运放输入 两端电压相等，因此有VP1=VN1，假设D+in端电压为VDP，D+out端电压为VDN，电阻R6=R5， 则有： VDN=VDP+IL*R4 VP=V 面+1〇 城 5 VDN=VN1 Io=(VDN-VP)/R6 由W上4式可计算出；Vsense=Io*20贴=20*IL*贴 也就是说，对于给定的电阻R4,输出电压直接反应出流过检测电阻的电流的大小。
[0015] 参考电压Vout与检测电压Vsense经过比较器比较后驱动驱动场效应管Q2和Q5， 从而驱动LED灯和音乐模块工作。
[0016] 图5为参考电压产生电路 图1中0P是运输放大器，Q3，Q4是并联个数为1 ;N的PNP管。由于运放两端VP、VN电 压相等，即VP=VN，而PNP管的并联个数比为1;N(使用电路设计中一般为1:8)，使得Q3和 Q4的Vbe形成一个值为AVbe的电压差，结合运放特性，可W确定电阻R3两端的电压差就 是AVbe，该是一个正温度系数的电压。流过电阻R3的电流为AVbe/R3,该样就可W计算 出Vout的电压；Vout=Vbe2+(AVbe/R3)* 巧3+R2) 由于Vbe2是负温系数的电压，因此，正负两个温度系数的电压叠加，就可W设计出一 个零温度系数的电压。将Vout通过电阻进行分压后，就可W得到多路参考电压。
[0017] 图6是一个带正反馈的高速比较器。
[0018] MPLMP2是比较器输入对管，当INP端电压高于1順端电压时，流过MP2的电流减 小，流过MP1的电流增大，同时，A点电压升高，B点电压降低，使得流过Ml的电流减小，流过 M2的电流增大，进一步促使流过MP1的电流全部流过M3,同样，流过MP2的电流被M2分走 更多，流过M4的电流进一步减小，经过M3，M5和M4,M6该两组电流镜镜像后，流过M8的电 流远大于流过M6,从而使输出电压OUT被拉为高电平。同理，若INP电压低于I順端电压， W上分析相反即可。
[0019]图3是逻辑运算模块，PWM控制真值表
【主权项】
1. 一种智能PWM驱动电路，其特征在于，包括电流检测模块、电压转换模块、参考电压 模块、比较模块、逻辑运算模块、振荡器模块、驱动单元、LED指示单元，电流检测模块连接电 压转换模块，电压转换模块连接比较模块的同相输入端，比较模块的异相输入端连接参考 电压模块，比较模块的输出端连接逻辑运算模块，逻辑运算模块连接振荡器模块，逻辑运算 模块连接驱动单元，驱动单元连接LED灯。
2. 根据权利要求1所述的一种智能PWM驱动电路，其特征在于，所述电流检测模块包括 电阻R4-R6,运算放大器，运算放大器的异相输入端通过电阻R5接USB正电极端，运算放大 器的同相输入端通过串联的电阻R4、电子R6连接USB正电极端。
3. 根据权利要求2所述的一种智能PWM驱动电路，其特征在于，所述电压转换模块包括 场效应管Q1、电阻R7,场效应管Ql的栅极接运算放大器输出端，漏极连接运算放大器同相 输入端，源极连接电阻R7,电阻R7另一端接地。
4. 根据权利要求1所述的一种带音乐提醒功能的USB数据线驱动电路，其特征在于： 参考电压模块包括运算放大器0P，电阻R1-R3,并联个数为I:N的PNP管Q3和PNP管组Q4， 电阻Rl连接在运算放大器OP的异相输入端和输出端之间，电阻R2连接在运算放大器OP的 同相输入端和输出端之间，电阻R3连接运算放大器OP的同相输入端和PNP管组Q4的发射 极，三极管Q3的发射极接运算放大器OP的异相输入端，运算放大器OP的输出端通过4个 串联的电阻接地，两两电阻间的电压作为参考电压输出。
5. 根据权利要求1-4任一所述的一种带音乐提醒功能的USB数据线驱动电路，其特征 在于：所述比较电路包括3个比较器，3个比较器的同相输入端均连接电阻R7与场效应管 Ql源极的连接端，异相输入端分别连接参考电压模块的参考电压输出端，3个比较器的输 出端连接逻辑运算模块。
6. 根据权利要求5任一所述的一种带音乐提醒功能的USB数据线驱动电路，其特征在 于：所述比较电路包括3个比较器，3个比较器的同相输入端均连接电阻R7与场效应管Ql 源极的连接端，异相输入端分别连接参考电压模块的参考电压输出端，3个比较器的输出端 连接逻辑运算模块。
7. 根据权利要求4一6所述的LED灯闪烁提示和音乐模块提醒功能电路，Bitl-Bit3 为比较器模块产生的输出控制信号，二选一选择器模块的输入信号分别为IHz和2Hz的PWM 控制信号，通过Bitl-Bit3的逻辑组合，对二选一选择器进行频率选择以及恒开启或者恒 关断的控制信号输出，以此来实现所驱动MOS器件的开关控制。
8. 根据权利要求7任一所述的一种带音乐提醒功能的USB数据线驱动电路，其特征在 于：振荡器模块包括依次连接的基准电流电路，比较器电路以及分频电路； 基准电流电路，通过分压电阻取出比较器的高位比较参考电压VREF_H，和地位比较参 考电压VREF_L，采用运输放大器OP构成的源跟随电路产生充放电电流的基准电路，通过镜 像后电路后提供到比较器COMP的异相输入端，分别在高位和地位比较时提供充电和放电 电流， 比较器电路包括一个高速比较器COMP构成，比较器负端电压VN分别与高位比较参考 电压VREF_H和地位比较参考电压VREF_L进行比较并翻转，从而实现一定频率的振荡信号。
9. 分频电路，采用D触发器（DFF)来输出IHz和2Hz的频率进入逻辑运算模块进行运 算和选择。
【专利摘要】本发明提供了一种智能PWM驱动电路，本发明通过对USB数据线中的电源和地线进行电流检测，分段控制并产生不同频率的PWM信号，该信号将会控制串联通路上LED灯的恒亮、低频闪亮、高频闪亮以及关断等多种工作模式。其包括电流检测模块、电压转换模块、参考电压模块、比较模块、逻辑运算模块、振荡器模块、驱动单元、LED指示单元，电流检测模块连接电压转换模块，电压转换模块连接比较模块的同相输入端，比较模块的异相输入端连接参考电压模块，比较模块的输出端连接逻辑运算模块，逻辑运算模块连接振荡器模块，逻辑运算模块连接驱动单元，驱动单元连接LED灯。
【IPC分类】H05B37-02
【公开号】CN104703343
【申请号】CN201510060339
【发明人】梁毅, 梁志, 俞德军, 屈楚雄, 王盛
【申请人】成都赛昂电子科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月5日