一种逐周期峰值控制电路的制作方法

1.本技术涉及控制电路的领域，尤其是涉及一种逐周期峰值控制电路。


背景技术：

2.目前，使用交流电压的设备驱动电路在动特性输出的情况下容易受到电压不稳的影响，若受到尖峰电压的冲击，瞬间的高压将会导致出现过大的电流，从而可能产生大量的热，缩短了设备的使用寿命，甚至导致了设备损坏，为避免尖峰电压产生过流的危险发生，目前通常使用定频方式进行逐周期峰值控制，例如电源控制ic：uc3846、uc3845等，均采用定频调宽方式逐周期控制尖峰电压下的电流大小，从而保护电路不受过流影响而损坏。
3.但是，利用诸如uc3846、uc3845等进行峰值控制，均采用定频调宽，并不具备控制电路需要的灵活性。
4.针对上述情况，本技术提出了一种逐周期峰值控制电路，用以提升逐周期峰值控制的灵活性。


技术实现要素：

5.为了提升逐周期峰值控制的灵活性，本技术提供一种逐周期峰值控制电路
6.本技术提供的一种逐周期峰值控制电路，采用如下的技术方案：
7.一种逐周期峰值控制电路，包括：
8.pwm信号单元，一端用于输入pwm输入信号，另一端用于输出pwm输出信号；
9.比较单元，用于获取和比较尖峰电压信号peak与预设电压信号vref，并基于比较结果输出比较信号；
10.逻辑单元，输入端连于所述pwm信号单元和所述比较单元，所述逻辑单元用于将pwm输入信号与比较信号进行逻辑运算并输出pwm开关控制信号；
11.脉宽调制单元，输入端连于所述逻辑单元，所述pwm信号单元的输入端与所述pwm信号单元的输出端之间形成有开关控制点，所述脉宽调制单元的输出端连于所述开关控制点，所述脉宽调制单元基于pwm开关控制信号向所述开关控制点输出脉宽调制信号，所述开关控制点基于所述脉宽调制信号控制pwm信号输出端输出的pwm输出信号脉宽。
12.通过采用上述技术方案，pwm信号单元能够输入脉宽调制信号，使用者能够根据不同工作场景下的实际工作条件调整输入的pwm输入信号脉宽，以满足不同的操作需求。
13.比较单元能够获取尖峰电压信号peak和预设电压信号vref，将获取到的尖峰电压信号peak与预设电压信号vref作比较并基于比较结果向逻辑单元传递比较信号，逻辑单元能够获取比较单元输出的比较信号并将其与pwm信号单元输出的pwm调制信号进行逻辑运算并输出pwm开关控制信号。
14.当比较结果得出尖峰电压超过预设电压时，则比较单元输出的比较信号经过逻辑单元的运算后能够向脉宽调制单元输出高电平的pwm开关控制信号，对应的，当比较结果得出尖峰电压未超过预设电压时，则比较单元输出的比较信号经过逻辑单元的运算后能够向
脉宽调制单元输出低电平的pwm开关控制信号。
15.随后，脉宽调制单元在接收到高电平的pwm开关控制信号后，将会产生脉宽调制信号，使得开关控制点处输出高电平，与之相对应的，脉宽调制单元在接收到低电平的pwm开关控制信号后，将会产生脉宽调制信号，使得开关控制点处输出低电平。
16.可选的，pwm信号单元包括移相单元，所述pwm信号单元输入的pwm信号包括pwm1信号和pwm2信号，所述pwm2信号的频率为所述pwm1信号频率的二分之一，所述移相单元连于所述pwm信号单元的输入端与所述开关控制点之间，所述移相单元用于将输入的所述pwm1信号与所述pwm2信号进行调制，并于调制后输出相位差为180度的pwm3a信号和pwm4a信号，所述pwm3a信号和所述pwm4a信号的死区时间为所述pwm1信号的关闭时间。
17.通过采用上述技术方案，由于需要电压逆变的设备驱动工作需要采用相位差为180度的互补调制信号作为逆变驱动的信号源，因此本技术提出的方案由pwm信号源输入两路pwm信号，即pwm1信号和pwm2信号，并采用移相单元将输入的两路信号移相为相位差为180度的pwm3a信号和pwm4a信号。
18.可选的，所述pwm1信号的占空比为95% ，所述pwm2信号的占空比为50%，所述pwm3a和所述pwm4a相位差180度的互补波形且死区时间为5%。
19.可选的，所述移相单元包括：
20.第一波形整形元件t1，连于所述pwm1信号的输入端；
21.第一二输入与门and1，一个输入端连于所述第一波形整形元件t1的输出端，另一个输入端输入所述pwm2信号；
22.第二波形整形元件t2，连于所述pwm2信号的输入端；
23.第二二输入与门and2，一个输入端连于所述第一波形整形元件t1的输出端，另一个输入端连于所述第二波形整形元件t2的输出端；
24.第三波形整形元件t3，连于所述第二二输入与门and2的输出端并输出所述pwm3a信号；
25.第四波形整形元件t4，连于所述第一二输入与门and1的输出端并输出所述pwm4a信号。
26.通过采用上述技术方案，波形整形元件能够将波形整形为数字电路能够处理的方波波形，具有较强的抗干扰能力，pwm1信号和pwm2信号在经过第一二输入与门and1时进行逻辑与运算，输出pwm4a信号，pwm1信号和pwm2信号在经过第二二输入与门and2时进行逻辑与运算，输出pwm3a信号，并且pwm3a信号与pwm4a信号为相位差180度的互补信号，pwm3a信号和pwm4a信号的死区时间为pwm1关闭时间。
27.可选的，所述第一波形整形元件t1、所述第二波形整形元件t2、所述第三波形整形元件t3和所述第四波形整形元件t4均为施密特触发器。
28.通过采用上述技术方案，作为施密特触发器，输入电压高于正向阈值电压，则输出为高；输入电压低于负向阈值电压，则输出为低；输入在正负向阈值电压之间，则输出不改变，即输出由高电准位翻转为低电准位，或是由低电准位翻转为高电准位时所对应的阈值电压是不同的，只有当输入电压发生足够的变化时，输出才会变化，存在迟滞现象。因此，施密特触发器可作为波形整形元件使用，其滞回特性使得抗干扰能力强。
29.可选的，所述比较单元包括：
30.尖峰电压支路，用于输入尖峰电压信号peak；
31.预设电压支路，用于输入预设电压信号vref；
32.比较器u1c，所述比较器u1c的同相输入端连于所述预设电压支路，所述比较器u1c的反相输入端连于所述尖峰电压支路，所述比较器u1c的输出端与同相输入端之间连接有负反馈电阻r4，所述比较器u1c的输出端输出比较信号。
33.通过采用上述技术方案，预设电压信号vref输入比较器u1c的同相输入端，尖峰电压信号peak输入比较器u1c的反相输入端，当尖峰电压大于预设电压时，比较器u1c输出端将输出低电平的比较信号，当尖峰电压小于预设电压时，比较器u1c输出端将输出高电平的比较信号。
34.可选的，所述预设电压支路包括第一分压电阻r1和第二分压电阻r2，所述第一分压电阻r1与所述第二分压电阻r2串联于电源与地线之间，所述第一分压电阻r1与所述第二分压电阻r2之间形成有预设电压点，所述预设电压点连于所述比较器u1c的同相输入端用于输入所述预设电压信号vref。
35.通过采用上述技术方案，预设电压点的电压为第一分压电阻r1与第二分压电阻r2分压的结果，将预设电压点的电压作为预设电压输入上述比较器u1c的同相输入端。
36.可选的，所述脉宽调制单元包括：
37.nmos开关管q1，所述nmos开关管q1栅极连于所述逻辑单元输出端，所述nmos开关管q1源极连接地线，所述nmos开关管q1漏极连于所述开关控制点，所述nmos开关管q1用于产生脉宽调制信号；
38.第一电阻r3，所述第一电阻r3连于所述nmos开关管q1的栅极与源极之间。
39.通过采用上述技术方案，第一电阻r3两端的电压与nmos开关管q1栅极与源极之间的电压相等，由于nmos开关管q1的源极连接地线，当逻辑单元输出的pwm开关控制信号为低电平时，则nmos开关管q1的栅-源极电压小于nmos开关管q1的开启电压，即vgs<vt，因此，nmos开关管q1处于断开状态，即id=0；对应地，当逻辑单元输出的pwm开关控制信号为高电平时，则nmos开关管q1的栅-源极电压大于nmos开关管q1的开启电压，即vgs>vt，因此，nmos开关管q1处于导通状态。
40.可选的，所述开关控制点包括位于所述pwm3a信号输出支路上的pwm3a信号开关控制点和位于所述pwm4a信号输出支路上的pwm4a信号开关控制点，
41.所述脉宽调制单元还包括：
42.第一二极管d1，所述第一二极管d1输入端连于所述pwm3a信号开关控制点，所述第一二极管d1输出端连于所述nmos开关管q1漏极；
43.第二二极管d2，所述第二二极管d2输入端连于所述pwm4a信号开关控制点，所述第二二极管d2输出端连于所述nmos开关管q1漏极。
44.通过采用上述技术方案，将pwm3a信号开关控制点和pwm4a信号开关控制点连于nmos开关管q1的漏极上，当nmos开关管q1导通时，pwm3a信号开关控制点和pwm4a信号开关控制点均能够通过nmos开关管q1连接地线，因此，pwm3a信号输出支路与pwm4a信号输出支路均处于低电平状态，当nmos开关管q1关断时，pwm3a信号开关控制点和pwm4a信号开关控制点均无法通过nmos开关管q1连接地线，因此，pwm3a信号输出支路与pwm4a信号输出支路均处于高电平状态，由此即能够输出经过脉宽调制单元控制的pwm输出信号。
45.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
46.1.采用pwm输入信号进行调频调宽，通过比较单元与逻辑单元产生的pwm开关控制信号控制pwm输出信号的输出脉宽，相较于以定频调宽的方式进行逐周期峰值电压的控制，更加灵活。
47.2.使用施密特触发器作为波形整形元件，其滞回特性使得抗干扰能力更强。
附图说明
48.图1是本技术实施例中一种逐周期峰值控制电路的逻辑框图。
49.图2是本技术实施例中一种逐周期峰值控制电路的电路图。
50.图3是本技术实施例中一种逐周期峰值控制电路的逐周期信号波形图。
51.附图标记说明：
52.1、pwm信号单元；11、移相单元；2、比较单元；21、尖峰电压支路；22、预设电压支路；3、逻辑单元；4、脉宽调制单元。
具体实施方式
53.以下结合附图，对本技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
54.在以下描述中，为了解释的目的，阐述了很多具体细节，以便提供对发明构思的彻底理解。作为本说明书的一部分，本公开的附图中的一些附图以框图形式表示结构和设备，以避免使所公开的原理复杂难懂。为了清晰起见，实际具体实施的并非所有特征都有必要进行描述。在本公开中对“一个具体实施”或“具体实施”的提及意指结合该具体实施所述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个具体实施中，并且对“一个具体实施”或“具体实施”的多个提及不应被理解为必然地全部是指同一具体实施。
55.除非明确限定，否则术语“一个”、“一种”和“该”并非旨在指代单数实体，而是包括其特定示例可以被用于举例说明的一般性类别。因此，术语“一个”或“一种”的使用可以意指至少一个的任意数目，包括“一个”、“一个或多个”、“至少一个”和“一个或不止一个”。术语“或”意指可选项中的任意者以及可选项的任何组合，包括所有可选项，除非可选项被明确指示是相互排斥的。短语“中的至少一者”在与项目列表组合时是指列表中的单个项目或列表中项目的任何组合。所述短语并不要求所列项目的全部，除非明确如此限定。
56.本技术实施例公开一种逐周期峰值控制电路。参照图1，一种逐周期峰值控制电路，包括pwm信号单元1、比较单元2、逻辑单元3和脉宽调制单元4，具体的，pwm信号单元1一端用于输入pwm输入信号，另一端用于输出pwm输出信号，使用者能够根据不同工作场景下的实际工作条件调整输入的pwm输出信号脉宽，以满足不同的操作需求。
57.比较单元2用于获取和比较尖峰电压信号peak与预设电压信号vref，并基于比较结果输出比较信号，逻辑单元3的输入端连于pwm信号单元1和比较单元2，逻辑单元3用于将pwm输入信号与比较信号进行逻辑运算并输出pwm开关控制信号，当比较结果得出尖峰电压超过预设电压时，则比较单元2输出的比较信号经过逻辑单元3的运算后能够向脉宽调制单元4输出高电平的pwm开关控制信号，对应的，当比较结果得出尖峰电压未超过预设电压时，则比较单元2输出的比较信号经过逻辑单元3的运算后能够向脉宽调制单元4输出低电平的
pwm开关控制信号。
58.参照图1和图2，在不同实施例中，预设电压可以通过不同方式产生，作为示例的，预设电压支路22包括第一分压电阻r1和第二分压电阻r2，第一分压电阻r1与第二分压电阻r2串联于电源与地线之间，第一分压电阻r1与第二分压电阻r2之间形成有预设电压点，预设电压点连于比较单元2用于输入预设电压信号vref。预设电压点的电压为第一分压电阻r1与第二分压电阻r2分压的结果，将预设电压点的电压作为预设电压输入上述比较单元2。
59.脉宽调制单元4的输入端连于逻辑单元3，pwm信号单元1的输入端与pwm信号单元1的输出端之间形成有开关控制点，脉宽调制单元4的输出端连于开关控制点，脉宽调制单元4基于pwm开关控制信号向开关控制点输出脉宽调制信号，开关控制点基于脉宽调制信号控制pwm信号输出端输出的pwm调制信号脉宽。脉宽调制单元在接收到高电平的pwm开关控制信号后，将会产生脉宽调制信号，使得开关控制点处输出高电平，与之相对应的，脉宽调制单元在接收到低电平的pwm开关控制信号后，将会产生脉宽调制信号，使得开关控制点处输出低电平。
60.参照图3，由于需要电压逆变的设备驱动工作需要采用相位差为180度的互补调制信号作为逆变驱动的信号源，因此，本技术具体但非限定地提出一种方案，用以提供相位差为180度的互补调制信号，如下所述：采用移相单元11，pwm信号单元1输入的pwm输入信号包括pwm1信号和pwm2信号，pwm2信号的频率为pwm1信号频率的二分之一，移相单元11连于pwm信号单元1的输入端与开关控制点之间，移相单元11用于将输入的pwm1信号与pwm2信号进行调制，并于调制后输出相位差为180度的pwm3a信号和pwm4a信号，pwm3a信号和pwm4a信号的死区时间为pwm1信号的关闭时间。
61.继续参照图3，在不同实施例中，pwm1信号与pwm2信号可以为不同频率，使用者可以根据使用情况调节上述频率，作为示例的，pwm1信号的占空比为95% ，pwm2信号的占空比为50%，pwm3a和pwm4a相位差180度的互补波形且死区时间为5%。图中示出的pwm1和pwm2分别为pwm输入信号波形，pwm3a和pwm4a分别为经过移相的相位差为180度的互补波形，peak与vref分别为尖峰电压信号与预设电压信号，pwm3b与pwm4b分别为经过比较调制后输出的pwm输出信号波形。
62.在不同实施例中，移相单元11可以由不同元件组成，本技术具体但非限定地提供一种方案：移相单元11包括第一波形整形元件t1、第二波形整形元件t2、第三波形整形元件t3、第四波形整形元件t4、第一二输入与门and1和第二二输入与门and2，具体的，第一波形整形元件t1连于pwm1信号的输入端，第一二输入与门and1的一个输入端连于第一波形整形元件t1的输出端，另一个输入端输入pwm2信号，第二波形整形元件t2连于pwm2信号的输入端，第二二输入与门and2的一个输入端连于第一波形整形元件t1的输出端，另一个输入端连于第二波形整形元件t2的输出端，第三波形整形元件t3连于第二二输入与门and2的输出端并输出pwm3a信号，第四波形整形元件t4连于第一二输入与门and1的输出端并输出pwm4a信号。
63.具体的，在不同实施例中，波形整形元件可以由不同的元件构成，但凡具备波形整形能力，能够将输入波形整形为方波波形即可，作为示例的第一波形整形元件t1、第二波形整形元件t2、第三波形整形元件t3和第四波形整形元件t4均为施密特触发器。施密特触发器具有如下特性：输入电压高于正向阈值电压，则输出为高；输入电压低于负向阈值电压，
则输出为低；输入在正负向阈值电压之间，则输出不改变，即输出由高电准位翻转为低电准位，或是由低电准位翻转为高电准位时所对应的阈值电压是不同的，只有当输入电压发生足够的变化时，输出才会变化，存在迟滞现象。因此，施密特触发器可作为波形整形元件使用，其滞回特性使得抗干扰能力强。
64.继续参照图2，在不同实施例中，比较单元2可以由不同的元件组成，但凡能够获取和比较尖峰电压信号peak与预设电压信号vref，并基于比较结果输出比较信号即可，本技术具体但非限定的提供一种方案：比较单元2包括尖峰电压支路21、预设电压支路22和比较器u1c尖峰电压支路21用于输入尖峰电压信号peak，预设电压支路22用于输入预设电压信号vref，比较器u1c的同相输入端连于预设电压支路22，比较器u1c的反相输入端连于尖峰电压支路21，比较器u1c的输出端与同相输入端之间连接有负反馈电阻r4，比较器u1c的输出端输出比较信号。当尖峰电压大于预设电压时，比较器u1c输出端将输出低电平的比较信号，当尖峰电压小于预设电压时，比较器u1c输出端将输出高电平的比较信号。
65.继续参照图2，在不同实施例中，脉宽调制单元4可以由不同元件组成，但凡能够基于pwm开关控制信号输出脉冲调制信号至开关控制点，使得开关控制点能够控制pwm输出信号脉宽即可，本技术具体但非限定地提供一种方案：脉宽调制单元4包括nmos开关管q1和第一电阻r3，nmos开关管q1栅极连于逻辑单元3输出端，nmos开关管q1源极连接地线，nmos开关管q1漏极连于开关控制点，nmos开关管q1用于产生脉宽调制信号，第一电阻r3连于nmos开关管q1的栅极与源极之间。第一电阻r3两端的电压与nmos开关管q1栅极与源极之间的电压相等，由于nmos开关管q1的源极连接地线，当逻辑单元3输出的pwm开关控制信号为低电平时，则nmos开关管q1的栅-源极电压小于nmos开关管q1的开启电压，即vgs<vt，因此，nmos开关管q1处于断开状态，即id=0；对应地，当逻辑单元3输出的pwm开关控制信号为高电平时，则nmos开关管q1的栅-源极电压大于nmos开关管q1的开启电压，即vgs>vt，因此，nmos开关管q1处于导通状态。
66.针对上述方案，在不同实施例中，开关控制点可以通过不同的方式控制pwm输出信号的脉宽，本技术具体但非限定地提供一种方案：开关控制点包括位于pwm3a信号输出支路上的pwm3a信号开关控制点和位于pwm4a信号输出支路上的pwm4a信号开关控制点，脉宽调制单元4还包括第一二极管d1和第二二极管d2，第一二极管d1输入端连于pwm3a信号开关控制点，第一二极管d1输出端连于nmos开关管q1漏极，第二二极管d2输入端连于pwm4a信号开关控制点，第二二极管d2输出端连于nmos开关管q1漏极。
67.当nmos开关管q1导通时，pwm3a信号开关控制点和pwm4a信号开关控制点均能够通过nmos开关管q1连接地线，因此，pwm3a信号输出支路与pwm4a信号输出支路均处于低电平状态，当nmos开关管q1关断时，pwm3a信号开关控制点和pwm4a信号开关控制点均无法通过nmos开关管q1连接地线，因此，pwm3a信号输出支路与pwm4a信号输出支路均处于高电平状态，由此即能够输出经过脉宽调制单元4控制的pwm输出信号。
68.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。