一种采用pwm控制的大电流开关放大电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种开关电路，尤其涉及一种采用PWM方法控制的大电流开关放大电路，适用于医用领域的大功率光源照明。
【背景技术】
[0002]目前，我国大中型医院普遍使用的高端医疗器械长期依赖国外进口，《国家十二五科技发展规划》明确将医疗器械和先进医疗设备作为大力发展的对象。因此，开发具有自主知识产权的高端医疗器械及其配套设备来填补国内技术的空缺是十分必要的。
[0003]随着电子信息技术的发展和元器件加工工艺的进步，对高端医疗设备的稳定性和可靠性提出了更高的要求。具有大功率、大电流的设备照明光源一直占有市场主要地位，但传统技术由于电源内部功耗大，一直存在散热困难，系统输出效率低等一系列难题。
[0004]采用PffM控制的开关放大电路，是将模拟信号转换成占空比可调的开关信号，开关开启时才进行能量输出，关闭时几乎不从电源索取能量，故输出电压要么接近电源电压，要么接近零。因此，通过PWM控制的工作电路，其效率比传统的线性功放提高很多。
【发明内容】
[0005]本发明实例的目的是针对现有技术的缺陷提供一种采用PWM控制的大电流开关放大电路及相应系统的设计。
[0006]本发明实例为实现上述目的，采用如下技术方案:
[0007]本发明实例采用PWM方式控制开关放大电路，提供一种大功率光源的亮度控制与显示设计方法，所述电路包括按键控制单元、MCU芯片、PffM控制信号、开关放大电路、电源模块、大功率光源、电流反馈单元、显示单元。其中，电源模块分别给MCU芯片、开关放大电路和大功率光源提供电能支持；
[0008]上述MCU芯片通过接收上述按键控制单元的信息，来调节PffM控制信号的输出占空比;
[0009]进一步，上述PffM控制信号通过控制开关放大电路的通断、来调节通过大功率光源的电流大小；
[0010]更进一步，上述电流反馈单元将通过大功率光源的电流大小反馈给MCU芯片，MCU芯片通过上述显示单元将电流大小直观显示出来。
[0011]本发明具有如下优点:
[0012]I)与传统线性功放相比，本发明系统输出效率提高很多；
[0013]2)输出电流大，可灵活控制并及时显示大功率光源的亮度；
[0014]3)电路简单，无需专用的集成电路的复杂控制，成本低，可靠性好，稳定性高。
【附图说明】
[0015]图1:本发明实例提供的系统整体结构原理图；
[0016]图2:本发明实例提供的开关放大电路一个实施例原理图；
[0017]图3:本发明实例提供的软件设计的一个实施例流程图。
[0018]图中:1.按键控制单元、2.MCU芯片、3.PffM控制信号、4.开关放大电路、5.电源模块、6.大功率光源、7.电流反馈单元、8.显示单元。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明的技术方案进行详细介绍:
[0020]如图1所示，一种采用PWM控制的大电流开关放大电路，包括按键控制单元1、MCU芯片2、PffM控制信号3、开关放大电路4、电源模块5、大功率光源6、电流反馈单元7、显示单元8。其中，上述电源模块5分别给MCU芯片2、开关放大电路4和大功率光源6提供电能支持；上述按键控制单元I和上述电流反馈单元7属于上述MCU芯片2的信号输入单元，而上述PffM控制信号3和上述电流反馈单元7)则属于上述MCU芯片2的信号输出单元；
[0021]上述MCU芯片2通过接收上述按键控制单元I的信息，从而调节PffM控制信号3的输出占空比，进一步，上述PWM控制信号3通过控制开关放大电路4的通断，来调节通过上述大功率光源6的电流大小；上述电流反馈单元7将通过上述大功率光源6的电流大小反馈给上述MCU芯片2，进一步，上述MCU芯片2通过上述显示单元8将流经上述大功率光源6电流大小直观显示出来。
[0022]如图2所示，所述开关放大电路4工作过程如下:
[0023]上述开关放大电路4分别由开关管驱动模块、稳压吸收模块和大功率电源工作模块组成。其中，上述开关管驱动模块由电阻R1、电阻R2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3组成，其中Q1和Q2为相同的NPN型三极管，Q3是和Q1互补对称的PNP型三极管。
[0024]上述稳压吸收模块由电阻R3、电阻R4、二极管Zl和二极管Z2组成，用于迅速吸收MOS管Q4于关断瞬间在寄生电容两端产生的正电压，将二极管Z2与MOS管Q4反向并联，能够使MOS管Q4的漏极D和源极S之间的电压稳定在安全电压范围内，防止流过MOS管的瞬间电流过大而发生击穿的现象。
[0025]如图3所示，所述系统整体结构所涉及的软件程序流程图，其工作流程如下:
[0026]上述软件程序流程图主要包括初始化管理模块，按键处理模块，电流检测反馈模块和IXD显示模块，系统上电后，首先对I/O 口，内部A/D，PffM模块和IXD显示进行初始化，读取EEPROM中的时间累积数据，控制LCD显示累积工作时间，然后等待按键控制信号，针对不同的按键控制信号通过调整PWM输出占空比做出不同的处理。
[0027]以上对本发明所提供的一种采用PffM控制的大电流开关放大电路系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种采用PffM控制的大电流开关放大电路，其特征在于，它包括按键控制单元(I)、MCU芯片(2)、PWM控制信号(3)、开关放大电路(4)、电源模块(5)、大功率光源(6)、电流反馈单元(7)、显示单元(8)，其中，电源模块(5)分别给MCU芯片(2)、开关放大电路(4)和大功率光源(6)提供电能支持；按键控制单元⑴和电流反馈单元(7)属于MCU芯片⑵的信号输入单元，而PWM控制信号(3)和电流反馈单元(7))则属于MCU芯片(2)的信号输出单元。2.根据权利要求1所述的开关放大电路，其特征在于，所述开关放大电路(4)分别由开关管驱动模块、稳压吸收模块和大功率电源工作模块组成。3.根据权利要求2所述的开关管驱动模块，其特征在于，所述开关管驱动模块由电阻R1、电阻R2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3组成，其中Q1和Q2为相同的NPN型三极管，Q3是和Q1互补对称的PNP型三极管。4.根据权利要求2所述的稳压吸收模块，其特征在于，所述稳压吸收模块由电阻R3、电阻R4、二极管Zl和二极管Z2组成，用于迅速吸收MOS管Q4于关断瞬间在寄生电容两端产生的正电压。
【专利摘要】本发明适用于医用光源领域，提供一种采用PWM控制的大电流开关放大电路设计方法，所述电路包括按键控制单元(1)、MCU芯片(2)、PWM控制信号(3)、开关放大电路(4)、电源模块(5)、大功率光源(6)、电流反馈单元(7)、显示单元(8)。MCU芯片(2)通过接收按键控制单元(1)的信息，来调节PWM控制信号(3)的输出占空比，之后通过控制开关放大电路(4)的通断、来调节通过大功率光源(6)的电流大小，电流反馈单元(7)将通过大功率光源(6)的电流大小反馈给MCU芯片(2)，MCU芯片(2)通过显示单元(8)将电流大小直观显示出来。本发明大大降低了传统设计的繁冗性，其输出电流大，成本低，实用性强，可靠性高，可应用于灵活控制大功率光源的亮度和显示等医用照明设备。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN105636301
【申请号】CN201410605936
【发明人】曹守秀, 陈立晶, 孟军合, 朱立新
【申请人】天津津航技术物理研究所
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月31日