一种应用于pwm脉冲整形的电路系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种电子信息技术，特别是一种应用于PWM脉冲整形的电路系 统。
【背景技术】
[0002] PWM(PulseWi化hMo化Iation)控制，即脉宽调制技术，它的思想源于通信技术， 基本原理是通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅 值）。PWM控制技术是在电力电子领域有着广泛应用，并对电力电子技术产生深远影响的 一项技术。IGBT、电力MOSFET等为代表的全控型电力电子器件的不断完善给PWM控制技 术提供了强大的物质基础。目前，在功率变换领域，PWM控制技术的应用随处可见，如PWM 整流器、PWM逆变器等，其主要电路拓扑结构大多都是由全控型电力电子器件（IGBT、电 力MOSFET等）构成的单相H桥或S相全桥式电路结构，运些全控型器件一般通过PWM脉 宽调制技术控制其通断来产生特定频率、幅值及相位的波形，而运些全控型电力电子器件 (IGBT、电力MOSFET等）一般功率较大，需要使用专用的驱动电路。运类驱动电路的主要要 求除了良好的电气隔离能力、驱动能力及延时小等外，另外一个主要作用就是对PWM脉冲 进行整形处理。目前市场上主流的驱动产品如瑞±的CONCEPT公司和德国的INFI肥ON公 司推出的产品具有较高的集成度，数字化程度高，保护功能较齐全，在风能和太阳能逆变器 中应用广泛，但运些产品价格昂贵，在实际使用时不易根据实际应用场合调整参数及满足 用户的某些可定制化要求；而国内的厂商推出的产品价格适中，但功能单一，可靠性较低， 因此限制了其应用的范围。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种应用PWM脉冲整形的电路模块，该电路模块具有 输入阻抗高、功能扩展性强、电气参数可调、保护功能可靠、成本低、外形尺寸小、适用性强 等特点，非常适合应用于全控型器件（如IGBT、电力MOSFET等）的专用驱动电路中。
[0004] 一种应用于PWM脉冲整形的电路系统，包括两个PWM脉冲输入端，还包括一电源、 一输入电平选择模块、两个PWM脉冲整形模块、一PWM脉冲死区时间发生器与级联方式选择 模块、一逻辑故障保护模块。 阳〇化]电源用于提供工作电压；输入电平选择模块用于选择输入脉冲的电平类型，如TTL或CMOS型，并为PWM脉冲整形提供反相输入端的参考电压；PWM脉冲整形模块用于对 输入的PWM脉冲进行整形处理，过滤掉信号中的虚假脉冲；PWM脉冲死区时间发生器与级联 方式选择模块用于选择两路PWM脉冲工作的两种模式；逻辑故障保护模块用于若工作电路 发生故障时，封锁PWM脉冲输出；两个开关逻辑控制模块，用于使输出的脉冲分别与输入的 脉冲保持同相；所述两种PWM脉冲工作模式包括：第一，两路输入PWM脉冲独立驱动不同负 载；第二，两路输入脉冲互补驱动同一负载。
[0006] 本实用新型与现有技术相比，其显著优点：（1)参数易调整、功能扩展性强，可W 通过选择开关的闭合和断开来选择输入脉冲电平为TTL或CMOS型，同时可W通过选择开关 的闭合和断开来设置输入脉冲PWMl和PWM2工作于独立驱动单个功率开关管模式或两者 互补驱动同一个桥臂上的两个功率开关管模式，允许用户通过在并联端子上并联电阻调节 PWM脉冲死区时间来满足实际使用功率开关管的开关特性要求；（2)成本低、结构简单，该 电路模块采用分立式元件实现，但成本低、元器件数量少，占用PCB印制板表面积小，易于 安装使用；（3)稳定可靠、通用性高，本实用新型电路使用采用标准接口，同时具有可靠的 保护功能，非常适合应用于全控型功率器件（如IGBT、电力MOSFET等）的专用驱动电路中。
[0007] 下面结合说明书附图对本实用新型做进一步描述。
【附图说明】
[0008] 图1为本实用新型原理框图。
[0009] 图2为本实用新型实施电路的原理图。
[0010] 图3为本实用新型实施电路在第四选择开关S4闭合时各点典型波形示意图。
[0011] 图4为本实用新型实施电路在第四选择开关S4断开时各点典型波形示意图。
【具体实施方式】
[0012] 结合图1，一种应用于PWM脉冲整形的电路系统，包括两个PWM脉冲输入端，还包括 一电源6, 一输入电平选择模块1，两个PWM脉冲整形模块2-1、2-2, 一PWM脉冲死区时间发 生器与级联方式选择模块3, 一逻辑故障保护模块4,两个开关逻辑控制模块5-1、5-2。
[0013] 电源6用于提供工作电压；输入电平选择模块1用于选择输入脉冲的电平类型，如 TTL或CMOS型，并为PWM脉冲整形提供反相输入端的参考电压；PWM脉冲整形模块2-1、2-2 用于对输入的PWM脉冲进行整形处理，过滤掉信号中的虚假脉冲；PWM脉冲死区时间发生器 与级联方式选择模块3用于选择两路PWM脉冲工作的两种模式；逻辑故障保护模块4用于 若工作电路发生故障时，封锁PWM脉冲输出；两个开关逻辑控制模块5-U5-2用于使输出的 脉冲分别与输入的脉冲保持同相；所述两种PWM脉冲工作模式包括：第一，两路输入PWM脉 冲独立驱动不同负载；第二，两路输入脉冲互补驱动同一负载。
[0014] 图3和图4中输入脉冲PWMl和PWM2的占空比均为50%，脉冲的幅值为Vkw,假设 两脉冲相位差为180°，电源电压VCC为15V。
[0015] 所述输出脉冲的驱动负载为功率开关管。
[0016] 一个提供工作电压的电源VCC，本实例中VCC选取15V。
[0017] 一个TTL或CMOS输入电平选择模块，由电源VCC、第一选择开关Sl、第十九电阻 R19、第二十电阻R20、晶体管Q3、第十八电阻R18、第十六电阻R16、第十屯电阻R17、第一电 容Cl组成，可用于选择输入脉冲为TTL电平或CMOS电平，并给PWM脉冲整形电路提供反相 输入端的参考电压；其中电源VCC经第一选择开关S1、第十九电阻R19、第二十电阻R20接 至GND，晶体管Q3的基极接至第十九电阻R19与第二十电阻R20连接的公共端，晶体管Q3 的发射极接至GND，晶体管Q3的集电极经第十八电阻R18和第十六电阻R16接至电源VCC， 第十屯电阻R17与第一电容Cl连接的一个公共端接至第十八电阻R18和第十六电阻R16 连接的公共端，第十屯电阻R17与第一电容Cl连接的另一个公共端接至GND;
[0018]TTL或CMOS输入电平选择模块的具体工作过程及原理：取第十九电阻R19、第二十 电阻R20、第十八电阻R18、第十六电阻R16、第十屯电阻R17之间的阻值关系为：
[0020] 当第一选择开关Sl打开时，第S晶体管Q3由于基极电压为零而不导通，则第一电 压比较器Ul和第二电压比较器U2的反相输入参考电压Vkw的数值近似为：
阳02引此时，设置了输入脉冲PWMl和PWM2为CMOS电平。
[0023] 当第一选择开关Sl闭合时，第S晶体管Q3的基极电压为：
[0025] 因此第S晶体管Q3导通，则第一电压比较器Ul和第二电压比较器U2的反相输入 参考电压Vkw的数值近似为：
[0027] 此时，设置了输入脉冲PWMl和PWM2为TTL电平。
[0028] 一个PWM脉冲整形电路，主要包括第二电阻R2、第=电阻R3、第四电阻R4、第五 电阻R5、第六电阻R6、第一电压比较器U1、第二电压比较器U2、第十电阻R10、第十一电 阻R11、第十二电阻R12、第十S电阻R13、第十四电阻R14、电源VCC、第一选择开关S1、第 二十^电阻323、第二十四电阻1?24、晶体管〇1、第二^^一电阻R21、第二十二电阻R22、晶体 管Q2,其主要作用为针对PWM信号在传输过程中可能产生的波形崎变，对输入的PWM脉冲进 行整形处理，过滤掉信号中的虚假脉冲；其中输入脉冲PWMl经过第二电阻R2接至第一电压 比较器Ul的同相输入端，同时第一电压比较器Ul的同相输入端经第=电阻R3、第五电阻 R5接至第一电压比较器Ul的输出端，电源VCC经第六电阻R6接至第一电压比较器Ul的输 出端，第一电压比较器Ul的反相输入端接至第十八电阻R18和第十六电阻R16连接的公共 端，第四电阻R4的一端接至第=电阻R3和第五电阻R5连接的公共端，第四电阻R4的另一 端接至晶体管Ql的集电极，晶体管Ql的发射极接至GND，晶体管Ql的基极经第二十四电阻 R24接至GND，同时晶体管Ql的基极经第二十S电阻R23、第一选择开关Sl接至电源VCC; 输入脉冲PWM2经过第十四电阻R14接至第二电压比较器U2的同相输入端，同时第二电压 比较器U2的同相输入端经第十=电阻R13、第十一电阻Rll接至第二电压比较器U2的输出 端，电源VCC经第十电阻RlO接至第二电压比较器U2的输出端，第二电压比较器U2的反相 输入端接至第十八电阻R18和第十六电阻R16连接的公共端，第十二电阻R12的一端接至 第十S电阻R13和第十一电阻Rll连接的公共端，第十二电阻R12的另一端接至晶体管Q2 的集电极，晶体管Q2的发射极接至GND，晶体管Q2的基极经第二十二电阻R22接至GND，同 时晶体管Q2的基极经第二十一电阻R21、第一选择开关Sl接至电源VCC。
[0029] PWM脉冲整形电路的具体工作过程及原理：第二十=电阻R23、第二十四电阻R24、 第二十一电阻R21、第二十二电阻R22之间有如下关系