一种PWM信号整形电路及电动车控制器的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种pwm信号整形电路及电动车控制器。

背景技术：

电动大巴车具备良好动力性能、持续行驶里程达500公里左右、电池使用寿命长（一般两年至四年）而且成本较低、与整车的配备良好，完全符合道路交通、安全法规各项要求和旅客输送需求。电动客车是国家863计划和“十二五”规划明确提出了扶持新能源汽车产业，抢占电动汽车产业技术制高点的要求，促使国内电动汽车产业进入产业化和规模化推广应用。

电动大巴整车控制器作为电动大巴车的核心控制模块，控制器往往通过脉冲宽度调制（pulsewidthmodulation，pwm）技术来控制电动大巴车的各个模块，但目前的控制器输出的pwm信号存在pwm信号形电压小，每个接收模块都需要增加一个信号放大电路；且pwm信号不准确还容易受到各种电磁噪声的干扰的问题，导致大巴车的各个模块接收到的pwm信号控制信号不够准确，影响电动大巴车的可靠性和安全性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种pwm信号整形电路及电动车控制器，电动车控制器通过pwm信号整形电路输出放大的、精准的pwm信号信号。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

第一方面，本实用新型提供了一种pwm信号整形电路，包括控制芯片、一级滤波电路、信号放大电路、二级滤波电路和输出电路，所述控制芯片包括有pwm模块，所述pwm模块连接所述一级滤波电路的输入端，所述一级滤波电路的输出端连接所述信号放大电路的输入端，所述信号放大电路的输出端连接所述二级滤波电路的输入端，所述二级滤波电路的输出端连接所述输出电路的输入端。

优选地，所述控制芯片为mcu、arm、dsp、fpga、soc、cpu中的一种。

优选地，所述一级滤波电路包括电容c1、电阻r1和电阻r2，所述电容c1的一端连接所述电阻r1的一端且公共端连接所述pwm模块，所述电容c1的另一端连接所述电阻r1的另一端且公共端连接所述电阻r2的一端和信号放大电路的输入端，所述电阻r2的另一端接地。

优选地，所述信号放大电路包括导通开关q1、电阻r3和电源v1，所述导通开关的控制极连接所述一级滤波电路的输出端，所述导通开关q1的输出极接地，所述导通开关q1的输入极连接所述电阻r3的一端且公共端连接所述二级滤波电路的输入端，所述电阻r3的另一端连接所述电源v1。

优选地，所述导通开关q1为三极管、mos管、igbt中的一种。

优选地，所述二级滤波电路包括电阻r4、电阻r5、电容c2和电容c3，所述电阻r4的一端连接所述信号放大电路的输出端，所述电阻r4的另一端连接所述电阻r5的一端且公共端连接所述电容c2的一端，所述电容c2的另一端接地，所述电阻r5的另一端连接所述电容c3的一端且公共端连接所述输出电路的输入端，所述电容c3的另一端接地。

优选地，所述输出电路通过运算放大器u2或电压跟随芯片u3进行电压跟随后输出pwm信号。

基于以上技术方案，本实用新型的第一个优选实施例，所述输出电路通过运算放大器u2输出pwm信号时，所述输出电路包括运算放大器u2和电阻r6，所述运算放大器u2的同相输入端连接所述二级滤波电路的输出端，所述运算放大器u2的反相输入端连接所述所述运算放大器u2的输出端且公共端连接所述电阻r6的一端并输出pwm信号，所述电阻r6的另一端接地。

本实用新型的第二个优选实施例，所述输出电路通过电压跟随芯片u3输出pwm信号时，所述输出电路包括电压跟随芯片u3、电阻r7、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7和电源v2，所述电阻r7的一端连接所述二级滤波电路的输出端且公共端连接所述电容c4的一端和所述电压跟随芯片u3的信号输入端，所述电阻r7的另一端接地，所述电容c4的另一端接地，所述电压跟随芯片u3的电源输入端连接所述电源v2且公共端连接所述电容c7的一端，所述电容c7的另一端接地，所述电压跟随芯片u3的第一输出端接地，所述电压跟随芯片u3的信号输出端所述电容c5的一端且公共端连接所述电容c6的一端，所述电容c5的另一端接地，所述电容c6的另一端接地。

第二方面，本实用新型还提供一种电动车控制器，所述电动车控制器包括第一方面所述的pwm信号整形电路。

从以上方案可以看出，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供了一种pwm信号整形电路及电动车控制器，通过滤波电路滤除电路中的杂波，通过信号放大电路对pwm信号进行放大，通过输出电路进行电压跟随，提高pwm信号输出的精确度，使控制器对电动车实现更精准的控制，大大提升了电动车的可靠性和安全性。

附图说明

利用附图对实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本实用新型的一个实施例的pwm信号整形电路的电路结构示意图。

图2是本实用新型的另一个实施例的pwm信号整形电路的电路结构示意图。

其中，附图标记如下：10.一级滤波电路，20.信号放大电路，30.二级滤波电路，40.输出电路。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。

实施例1，一种pwm信号整形电路。

如图1所示，本实施例的一种pwm信号整形电路，包括控制芯片u1、一级滤波电路10、信号放大电路20、二级滤波电路30和输出电路40，控制芯片u1包括有pwm模块，pwm模块连接一级滤波电路10的输入端，一级滤波电路10的输出端连接信号放大电路20的输入端，信号放大电路20的输出端连接二级滤波电路30的输入端，二级滤波电路30的输出端连接输出电路40的输入端。

控制芯片u1通过pwm模块输出pwm信号，经过一级滤波电路10对pwm信号滤波，信号放大电路20对滤波后的pwm信号放大，经过放大后的pwm信号经过二级滤波电路30再次滤波后通过输出电路40输出到各个被控模块，经过多级滤波、并对pwm信号进行放大后输出，提升了pwm信号的强度和精确度。

其中，控制芯片u1可以为任意可以通过输出pwm信号实现控制功能的芯片，如mcu、arm、dsp、fpga、soc、cpu等芯片，本实施例选用mcu作为控制芯片u1进行描述。

一级滤波电路10包括电容c1、电阻r1和电阻r2，电容c1的一端连接电阻r1的一端且公共端连接pwm模块，电容c1的另一端连接电阻r1的另一端且公共端连接电阻r2的一端和信号放大电路20的输入端，电阻r2的另一端接地。

电容c1用于对pwm模块输出的pwm信号进行滤波，电阻r1用于限流，防止pwm模块输出电压过大的信号对信号放大电路20形成冲击，电阻r2为下拉电阻，下拉电阻r2用于将不确定的信号通过一个电阻嵌位在低电平，下拉电阻r2同时起限流作用。

信号放大电路20包括导通开关q1、电阻r3和电源v1，导通开关的控制极连接一级滤波电路10的输出端，导通开关q1的输出极接地，导通开关q1的输入极连接电阻r3的一端且公共端连接二级滤波电路30的输入端，电阻r3的另一端连接电源v1。

导通开关q1为任意具有开关导通功能的元件，例如三极管、mos管、igbt、继电器等，本实施例以npn三极管为例进行说明。

三极管q1的基极连接一级滤波电路10的输出端，由于滤波电路并不改变pwm信号，mcu输出的pwm信号输出至三极管q1的基极。当pwm信号为高电平时，三极管q1导通；当pwm信号为低电平时，三极管q1截止。当三极管q1导通时，信号放大电路20输出低电平至二级滤波电路30；当三极管q1截止时，信号放大电路20经过上拉电阻r3输出与电源v1电压相同的信号。通过选择不同电压的电源v1，使放大后的pwm信号的高低平电压等于电源v1的电压。pwm信号经过信号放大电路20后，实现pwm信号反相并且放大。

二级滤波电路30包括电阻r4、电阻r5、电容c2和电容c3，电阻r4的一端连接信号放大电路20的输出端，电阻r4的另一端连接电阻r5的一端且公共端连接电容c2的一端，电容c2的另一端接地，电阻r5的另一端连接电容c3的一端且公共端连接输出电路40的输入端，电容c3的另一端接地。

二级滤波电路30中r4和c2组成rc滤波，r5和c3组成rc滤波；通过二级rc滤波，使经过放大并反相后的pwm信号ui更精准。

输出电路40通过运算放大器u2输出pwm输出信号uo，输出电路40包括运算放大器u2和电阻r6，运算放大器u2的同相输入端连接二级滤波电路30的输出端，运算放大器u2的反相输入端连接运算放大器u2的输出端且公共端连接电阻r6的一端并输出pwm信号，电阻r6的另一端接地。

运算放大器u2在本实施例中用作电压跟随器。二级滤波电路30输出电压ui输入电压跟随器的同相输入端，在电压跟随器的输出端输出与ui完全相同的pwm输出信号uo。当ui为低电平时，输出电路40通过下拉电阻r6输出低电平信号uo；当ui为高电平时，输出电路40输出高电平信号uo。集成运算放大器u2用作电压跟随器具有输入电阻高，开环放大倍数高，零点漂移少，体积小和性能可靠等优点,通过运算放大器u2输出使pwm信号整形电路输出的pwm信号更精准。

本实施例的工作原理：当mcu输出高电平时，三极管q1导通，电阻r3接地，信号放大电路20输出电压为低电平，二级滤波电路30输出信号ui为低电平；当mcu输出低电平时，三极管q1截止，电阻r3不接地，信号放大电路20输出电压为高电平，二级滤波电路30输出信号ui为高电平。运算放大器u2作为电压跟随器的特点是，uo＝ui，因此，当控制芯片u1输出高电平时，pwm输出信号uo为低电平；当控制芯片u1输出低电平时，pwm输出信号uo为高电平。

实施例2，一种pwm信号整形电路。

如图2所示，本实施例和实施例1的不同之处在于，输出电路40通过电压跟随芯片u3输出pwm输出信号，输出电路40包括电压跟随芯片u3、电阻r7、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7和电源v2，电阻r7的一端连接二级滤波电路30的输出端且公共端连接电容c4的一端和电压跟随芯片u3的信号输入端，电阻r7的另一端接地，电容c4的另一端接地，电压跟随芯片u3的电源输入端连接电源v2且公共端连接电容c7的一端，电容c7的另一端接地，电压跟随芯片u3的第一输出端接地，电压跟随芯片u3的信号输出端电容c5的一端且公共端连接电容c6的一端，电容c5的另一端接地，电容c6的另一端接地。

和实施例1不同之处在于，实施例1中的输出电路40仅仅用于电压跟随，本实施例的输出电路40还设有输入端下拉电阻r7，使电压跟随芯片u3的信号输入端输入的信号更稳定，还设有电容c4对输入pwm信号进行滤波，电容c7对电压跟随芯片u3的供电电压进行滤波，电容c5和电容c6对pwm输出信号进行滤波，多级滤波使pwm输出信号更加稳定。

实施例3，一种电动车控制器。

本实施例提供一种电动车控制器，所述控制器包括实施例1或实施例2的pwm信号整形电路，通过所述pwm信号整形电路使控制器对电动车实现更精准的控制，大大提升了电动车的可靠性和安全性。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。