本實(shí)用新型涉及電子電路領(lǐng)域，特別是涉及一種兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路。

背景技術(shù)：

脈沖寬度調(diào)制即PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)電路是利用微處理器的數(shù)字信號(hào)輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在測(cè)量、通信、功率控制與變換等領(lǐng)域。單路的脈沖寬度調(diào)制電路主要由一個(gè)脈寬調(diào)制器控制一路電路開關(guān)，以開關(guān)電源電路為例，其用一個(gè)脈寬調(diào)制器控制開關(guān)器件，例如三極管、MOS管(Metal Oxide Semiconductor，金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)等進(jìn)行電路的開關(guān)，通過(guò)調(diào)整占空比的大小，從而調(diào)整能量的傳輸，該類型的電路有典型的正、反激式開關(guān)電源電路。目前，市場(chǎng)上有兩路的PWM電路，其一般為每一路PWM控制一個(gè)開關(guān)器件，由兩個(gè)開關(guān)器件構(gòu)成推挽電路，通過(guò)調(diào)整占空比的大小，從而調(diào)整能量的傳輸，該類型的電路有推挽式開關(guān)電源電路。

然而，單路的脈沖寬度調(diào)制電路用于反激式開關(guān)電源時(shí)，其主要為峰值電流模式輸入的PWM電路，因此在輸入電壓過(guò)低時(shí)，根據(jù)伏秒平衡方程，需輸出較大占空比以得到設(shè)定的輸出電壓，由于電流模式的固有缺陷，在占空比大于50％時(shí)容易產(chǎn)生次諧波震蕩，而讓系統(tǒng)不穩(wěn)定。而兩路的PWM電路，不能針對(duì)每一路進(jìn)行反饋，不能同時(shí)驅(qū)動(dòng)一個(gè)開關(guān)器件進(jìn)行電路開關(guān)，而且多為負(fù)反饋系統(tǒng)，控制模式單一，不能滿足開關(guān)電源電路中的復(fù)雜需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路。

一種兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路，包括控制端、輸出端、信號(hào)放大模塊、邏輯控制模塊、第一脈沖寬度調(diào)制模塊以及第二脈沖寬度調(diào)制模塊；所述控制 端與所述信號(hào)放大模塊的輸入端連接，用于輸出控制信號(hào)至所述信號(hào)放大模塊；所述信號(hào)放大模塊的輸出端與所述邏輯控制模塊的輸入端連接；所述邏輯控制模塊分別與所述第一脈沖寬度調(diào)制模塊和所述第二脈沖寬度調(diào)制模塊連接；所述邏輯控制模塊用于根據(jù)所述信號(hào)放大模塊的工作狀態(tài)，控制所述第一脈沖寬度調(diào)制模塊或者所述第二脈沖寬度調(diào)制模塊工作，產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，并經(jīng)所述輸出端輸出所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。

上述兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路，信號(hào)放大模塊通過(guò)控制端接收控制信號(hào)并工作在不同的狀態(tài)下，邏輯控制模塊根據(jù)信號(hào)放大模塊的工作狀態(tài)，進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出的切換，由于電源的輸入為混合電壓源及電流源時(shí)將產(chǎn)生不同的控制信號(hào)，從而使得信號(hào)放大模塊和邏輯控制模塊工作在相應(yīng)的工作模式下以適應(yīng)電源的實(shí)際輸入情況，當(dāng)電源的輸入為電壓源時(shí)工作于負(fù)反饋狀態(tài)并消除次諧波震蕩，當(dāng)電源的輸入為電流源時(shí)工作于正反饋狀態(tài)，以吸收電流源所提供的最大電流，獲得更為快速的系統(tǒng)響應(yīng)及更高的系統(tǒng)可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為一個(gè)實(shí)施例中兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路的功能模塊示意圖；

圖2為另一個(gè)實(shí)施例中兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路的功能模塊示意圖；

圖3為一個(gè)實(shí)施例中兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為另一個(gè)實(shí)施例中兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路。為使本實(shí)施例的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。

值得一提的是，本實(shí)施例的兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路用于開關(guān)電源電路，下面主要以應(yīng)用在開關(guān)電源電路為例以作說(shuō)明。在其它實(shí)施例中，兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路也可用于逆變電路、交流變換電路、整流應(yīng)用電路等場(chǎng)合。

如圖1所示，兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路包括控制端110、輸出端120、信 號(hào)放大模塊130、邏輯控制模塊140、第一脈沖寬度調(diào)制模塊150以及第二脈沖寬度調(diào)制模塊160。

控制端110與信號(hào)放大模塊130的輸入端連接，用于輸出控制信號(hào)至信號(hào)放大模塊130。該控制信號(hào)來(lái)源于本實(shí)施例的外圍電路，包括高電平的控制信號(hào)和低電平的控制信號(hào)。

信號(hào)放大模塊130的輸出端與邏輯控制模塊140的輸入端連接。信號(hào)放大模塊130在控制信號(hào)的作用下工作在相應(yīng)的工作狀態(tài)，并傳輸相應(yīng)的信號(hào)至邏輯控制模塊140。

邏輯控制模塊140分別與第一脈沖寬度調(diào)制模塊150和第二脈沖寬度調(diào)制模塊160以及輸出端120連接。第一脈沖寬度調(diào)制模塊150和第二脈沖寬度調(diào)制模塊160工作時(shí)將分別產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。

邏輯控制模塊140用于根據(jù)信號(hào)放大模塊130的工作狀態(tài)，控制第一脈沖寬度調(diào)制模塊150或者第二脈沖寬度調(diào)制模塊160工作，以將第一脈沖寬度調(diào)制模塊150工作產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)或者第二脈沖寬度調(diào)制模塊160工作產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)經(jīng)輸出端120輸出至本實(shí)施例以外的外圍電路。

上述兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路中，信號(hào)放大模塊130通過(guò)控制端110接收控制信號(hào)并工作在不同的狀態(tài)下，邏輯控制模塊140根據(jù)信號(hào)放大模塊130的工作狀態(tài)，進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出的切換，由于電源的輸入為混合電壓源及電流源時(shí)將產(chǎn)生不同的控制信號(hào)，從而使得信號(hào)放大模塊130和邏輯控制模塊140工作在相應(yīng)的工作模式下以適應(yīng)電源的實(shí)際輸入情況，當(dāng)電源的輸入為電壓源時(shí)工作于負(fù)反饋狀態(tài)并消除次諧波震蕩，當(dāng)電源的輸入為電流源時(shí)工作于正反饋狀態(tài)，以吸收電流源所提供的最大電流，獲得更為快速的系統(tǒng)響應(yīng)及更高的系統(tǒng)可靠性。

可以理解，在開關(guān)電源電路中，通過(guò)本實(shí)施例的兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路的切換，兩路PWM同時(shí)控制一個(gè)開關(guān)器件(例如該開關(guān)器件與本實(shí)施例中的輸出端連接)，但又具備兩路獨(dú)立的反饋輸入，可以工作于不同的工作模式，只要給控制端輸入一定的電平(例如典型值為3V-15V)，即可實(shí)現(xiàn)電路的切換，讓開關(guān)電源電路系統(tǒng)運(yùn)行于不同工作模式與不同反饋信號(hào)的復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)合，并 通過(guò)本實(shí)施例以外的外圍電路的配合，即可讓開關(guān)電源電路系統(tǒng)自適應(yīng)于較為惡劣的輸入狀況，如超寬的輸入電壓、輸入電壓波動(dòng)較大、輸入為恒流源等復(fù)雜情況。

如圖2所示，在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)放大模塊130包括信號(hào)放大電路131和RC電路132?？刂贫?10與信號(hào)放大電路131連接，信號(hào)放大電路131分別與邏輯控制模塊140和RC電路132連接，RC電路132還與邏輯控制模塊140連接。由于RC電路132的阻容特性，可以對(duì)信號(hào)放大電路131在工作時(shí)產(chǎn)生的漏電流以及干擾波形信號(hào)進(jìn)行吸收，以提高電路的穩(wěn)定性和可靠性。

進(jìn)一步的，在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)放大電路131為共基極放大電路，RC電路132為RC并聯(lián)電路。在其它實(shí)施例中，信號(hào)放大電路131可以為共發(fā)射極放大電路，也可以為共集電極放大電路或者其它放大電路。

如圖2所示，在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯控制模塊140包括控制電路141和切換電路142?？刂齐娐?41分別與切換電路142、第一脈沖寬度調(diào)制模塊150、第二脈沖寬度調(diào)制模塊160以及信號(hào)放大模塊130連接，切換電路142分別與第一脈沖寬度調(diào)制模塊150、第二脈沖寬度調(diào)制模塊160以及輸出端120連接?？刂齐娐?41用于根據(jù)信號(hào)放大模塊130的工作狀態(tài)，控制第一脈沖寬度調(diào)制模塊150產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)或者控制第二脈沖寬度調(diào)制模塊160產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，并且通過(guò)控制切換電路142以實(shí)現(xiàn)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的選擇輸出。

進(jìn)一步的，切換電路142包括第一切換單元和第二切換單元。第一切換單元分別與信號(hào)放大模塊130、第二脈沖寬度調(diào)制模塊160以及輸出端120連接。第二切換單元分別與信號(hào)放大模塊130、第一脈沖寬度調(diào)制模塊150以及輸出端120連接。當(dāng)控制端110輸入高電平的控制信號(hào)時(shí)，信號(hào)放大模塊130工作于峰值電流控制模式。在峰值電流控制模式下，第一脈沖寬度調(diào)制模塊150關(guān)閉，而第二脈沖寬度調(diào)制模塊160和第一切換單元工作，由此第二脈沖寬度調(diào)制模塊160產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，并且通過(guò)第一切換單元及輸出端120輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。同理，當(dāng)控制端110輸入低電平的控制信號(hào)時(shí)，信號(hào)放大模塊130工作于電壓控制模式。在電壓控制模式下，第二脈沖寬度調(diào)制模塊160關(guān)閉， 而第一脈沖寬度調(diào)制模塊150和第二切換單元工作，由此第一脈沖寬度調(diào)制模塊150產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，并且通過(guò)第二切換單元及輸出端120輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。

如圖2所示，在一個(gè)實(shí)施例中，兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路還包括電路保護(hù)模塊170。電路保護(hù)模塊170分別與控制端110和信號(hào)放大模塊130連接。具體的，電路保護(hù)模塊170連接于控制端110和信號(hào)放大模塊130的信號(hào)放大電路131之間。電路保護(hù)模塊170用于防止控制信號(hào)輸入異常時(shí)，保護(hù)兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路，避免其因控制信號(hào)的輸入異常而短路或?qū)е聹厣痊F(xiàn)象。

如圖3所示，兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路包括：控制端Control、輸出端OUTPUT、供電電壓端VCC。其中，供電電壓端VCC用于連接外部的為電路提供電壓的電源。共基極放大電路包括晶體管Q1、場(chǎng)效應(yīng)管Q5、電阻R1、R2。RC并聯(lián)電路包括電阻R3和電容C2。晶體管Q1的發(fā)射極連接供電電壓端VCC并通過(guò)電阻R2與基極連接，基極還通過(guò)電阻R1與場(chǎng)效應(yīng)管Q5的漏極連接，集電極分別與電阻R3和電容C2并聯(lián)后的一端以及邏輯控制模塊140連接。場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極與控制端110連接，源極接地。電阻R3和電容C2并聯(lián)后的另一端接地?？刂齐娐?41包括場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3、Q6以及電阻R4。切換電路142包括場(chǎng)效應(yīng)管Q4、Q7。場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極分別與場(chǎng)效應(yīng)管Q4的柵極、場(chǎng)效應(yīng)管Q6的柵極以及信號(hào)放大模塊130的輸出端連接，漏極通過(guò)電阻R4與供電電壓端VCC連接，源極接地。場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵極分別與場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極和場(chǎng)效應(yīng)管Q7的柵極連接，漏極與第一脈沖寬度調(diào)制模塊150連接，源極接地。場(chǎng)效應(yīng)管Q6的漏極與第二脈沖寬度調(diào)制模塊160連接，源極接地。場(chǎng)效應(yīng)管Q4的源極與第二脈沖寬度調(diào)制模塊160連接，漏極與輸出端120連接。場(chǎng)效應(yīng)管Q7的源極與第一脈沖寬度調(diào)制模塊150連接，漏極與輸出端120連接。

第一脈沖寬度調(diào)制模塊150包括第一PWM發(fā)生器及第一外圍電路。本實(shí)施例中，第一PWM發(fā)生器為芯片U1(以UC3842為例)。第一外圍電路包括電阻R5、R8、R10、R11，電容C4、C7、C8，基準(zhǔn)電壓端REF，以及節(jié)點(diǎn)COMP2，節(jié)點(diǎn)a1、b1。其中基準(zhǔn)電壓端REF用于連接外部的高穩(wěn)定度的電壓源，以為芯片供電。芯片U1具有引腳1至8，引腳1對(duì)應(yīng)為COMP端口，引腳2對(duì)應(yīng)為 VFB端口，引腳3對(duì)應(yīng)為IS端口，引腳4對(duì)應(yīng)為RT/CT端口，引腳5對(duì)應(yīng)為GND端口，引腳6對(duì)應(yīng)為OUT端口，引腳7對(duì)應(yīng)為VCC端口，引腳8對(duì)應(yīng)為VREF端口。COMP端口連接節(jié)點(diǎn)COMP2。節(jié)點(diǎn)COMP2通過(guò)電阻R5連接至基準(zhǔn)電壓端REF。VFB端口通過(guò)電容C8連接至節(jié)點(diǎn)COMP2且VFB端口還接地。IS端口連接至節(jié)點(diǎn)a1。節(jié)點(diǎn)a1通過(guò)電阻R11接地，通過(guò)R10連接至節(jié)點(diǎn)b1。節(jié)點(diǎn)b1通過(guò)電容C7接地，通過(guò)電阻R18連接至基準(zhǔn)電壓端REF。RT/CT端口連接至節(jié)點(diǎn)b1。GND端口接地。OUT端口連接至場(chǎng)效應(yīng)管Q7的柵極。VCC端口連接至供電電壓端VCC。VREF端口連接至基準(zhǔn)電壓端REF，且還通過(guò)電容C4接地。

第二脈沖寬度調(diào)制模塊160包括第二PWM發(fā)生器及第二外圍電路。本實(shí)施例中，第二PWM發(fā)生器為芯片U2(以UC3842為例)。第二外圍電路包括電阻R9、R12、R13、R14，電容C3、C5、C9，基準(zhǔn)電壓端REF，以及節(jié)點(diǎn)COMP1，節(jié)點(diǎn)a2、b2。其中基準(zhǔn)電壓端REF用于連接外部的高穩(wěn)定度的電壓源，以為芯片供電。同理，芯片U2具有引腳1至8，引腳1對(duì)應(yīng)為COMP端口，引腳2對(duì)應(yīng)為VFB端口，引腳3對(duì)應(yīng)為IS端口，引腳4對(duì)應(yīng)為RT/CT端口，引腳5對(duì)應(yīng)為GND端口，引腳6對(duì)應(yīng)為OUT端口，引腳7對(duì)應(yīng)為VCC端口，引腳8對(duì)應(yīng)為VREF端口。COMP端口連接節(jié)點(diǎn)COMP1。節(jié)點(diǎn)COMP1通過(guò)電阻R9連接至基準(zhǔn)電壓端REF。VFB端口通過(guò)電容C3連接至節(jié)點(diǎn)COMP1且VFB端口還接地。IS端口連接至節(jié)點(diǎn)a2。節(jié)點(diǎn)a2通過(guò)電阻R14接地，通過(guò)R13連接至節(jié)點(diǎn)b2。節(jié)點(diǎn)b2通過(guò)電容C9接地，通過(guò)電阻R12連接至基準(zhǔn)電壓端REF。RT/CT端口連接至節(jié)點(diǎn)b2。GND端口接地。OUT端口連接至場(chǎng)效應(yīng)管Q4的柵極。VCC端口連接至供電電壓端VCC，且還通過(guò)電容C5接地。VREF端口連接至基準(zhǔn)電壓端REF。

如圖4所示，兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路中，邏輯控制模塊140還包括濾波電容C6。濾波電容C6的一端與場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵極連接，另一端接地。進(jìn)一步的，邏輯控制模塊140還包括延時(shí)電阻R6。延時(shí)電阻R6的一端與場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極連接，另一端與場(chǎng)效應(yīng)管Q6的柵極連接。

如圖4所示，進(jìn)一步的，兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路還包括并聯(lián)的穩(wěn)壓二 極管ZD1、電容C1和電阻R7。并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管ZD1、電容C1和電阻R7組成電路保護(hù)模塊170。穩(wěn)壓二極管ZD1的陰極、電容C1和電阻R7的一端分別與控制端110和信號(hào)放大模塊130連接，穩(wěn)壓二極管ZD1的陽(yáng)極、電容C1和電阻R7的另一端接地。

可以理解，在圖4中，Q5、R1、R2、Q1構(gòu)成控制信號(hào)的放大電路，放大后的電壓用于驅(qū)動(dòng)后級(jí)切換器件Q2、Q4、Q6。Q2、R4、Q3、Q4、Q6、Q7構(gòu)成邏輯控制電路，邏輯控制電路用于判別由哪一路PWM輸出。U1、U2為PWM發(fā)生器(電路圖以UC3842為例)，根據(jù)反饋信號(hào)調(diào)制脈沖寬度。

現(xiàn)以一個(gè)電路的具體的工作過(guò)程為例，對(duì)本實(shí)施例做出說(shuō)明：

當(dāng)控制端口(電路圖中的Control端口)為高電平時(shí)，Q5導(dǎo)通，電流經(jīng)由VCC、R1流過(guò)Q1基極，Q1導(dǎo)通后，Q2、Q4、Q6柵極獲得高電平而導(dǎo)通，Q3、Q7則關(guān)閉，Q6導(dǎo)通后，拉低U1的PIN1電壓使U1關(guān)閉PWM輸出，而U2由于Q3的關(guān)閉正常輸出PWM信號(hào)，經(jīng)由Q4把PWM信號(hào)傳遞至PWM輸出端口(電路圖中的OUTPUT端口)，此狀態(tài)下為U2在運(yùn)行，U1關(guān)閉，可設(shè)置U2周邊參數(shù)讓其工作于設(shè)定的工作模式下。同理，當(dāng)控制端口為低電平時(shí)，Q5截止，Q1截止，Q2截止，R4分壓限流，Q3、Q7導(dǎo)通，則U1在運(yùn)行，U2關(guān)閉，U1發(fā)出的PWM信號(hào)經(jīng)由Q7傳遞至PWM輸出端口，可設(shè)置U1周邊參數(shù)讓其工作于設(shè)定的工作模式下。由此通過(guò)控制端口電平變化，實(shí)現(xiàn)U1、U2的兩路PWM輸出的切換，讓U1、U2工作于不同的模式下，以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的電源電壓輸入情況。

由此，通過(guò)上述實(shí)施例的兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路，在超寬電壓輸入時(shí)(典型值為AC20-300V)，通過(guò)設(shè)置控制端口的電平，可讓系統(tǒng)在低電壓輸入時(shí)候工作于電壓控制模式，以消除次諧波震蕩，在高電壓輸入時(shí)工作于峰值電流控制模式，以獲得更為快速的系統(tǒng)響應(yīng)，及更高的系統(tǒng)可靠性。

此外，通過(guò)上述實(shí)施例的兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路，在電源輸入端為電壓源及電流源混合使用的情況時(shí)，通過(guò)設(shè)置控制端口的電平，可讓切換電路在電壓源輸入時(shí)工作于負(fù)反饋狀態(tài)。當(dāng)控制端口的電平為低電平時(shí)，為傳統(tǒng)開關(guān)電源的反饋方式；控制端口的電平為高電平時(shí)，在電流源輸入時(shí)讓系統(tǒng)工作于 正反饋狀態(tài)，以吸收電流源所提供的最大電流，使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

如此，用于開關(guān)電源中當(dāng)電源輸入電壓較為惡劣、電壓源與電流源混合輸入的場(chǎng)合時(shí)，開關(guān)電源匹配本實(shí)施例的兩路脈沖寬度調(diào)制切換電路后，即可實(shí)現(xiàn)超寬的市電電壓輸入及電壓源與電流源的交替輸入，以滿足復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合，增加系統(tǒng)的可靠性。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。