一种可提供规定幅值的PWM输出的系统

摘要

本发明涉及一种可提供规定幅值的PWM输出的系统，所述系统包括用以提供PWM信号的MCU模块(1)、设置在MCU模块(1)的输出端并根据PWM信号动作的驱动模块(2)以及设置在驱动模块(2)的输出端并在驱动模块(2)的作用下输出规定幅值的PWM输出的输出模块(3)。本系统电路简单、成本低、稳定性好。

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种可提供规定幅值的PWM输出的系统。

背景技术

电路能在特定场景中提供符合要求幅值的输出，是考核该电路是否达标的一个重要指标。比如在交流充电桩产品中，有种工作模式是车辆控制装置通过测量PWM信号占空比来确认当前供电设备的最大供电电流。

根据中华人民共和国国家标准《GB/T 18487.1---2015》规定，用于测量的PWM信号必须是幅值为±12V的PWM信号，而普通的PWM信号幅值是0～12V，不满足国家标准。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种设计简单，质量可靠，且功能安全稳定的可提供规定幅值的PWM输出的系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种可提供规定幅值的PWM输出的系统，其特征在于：

所述系统包括用以提供PWM信号的MCU模块、设置在MCU模块的输出端并根据PWM信号动作的驱动模块以及设置在驱动模块的输出端并在驱动模块的作用下输出规定幅值的PWM输出的输出模块。

进一步的，所述系统还包括与输出模块相连以将PWM输出信息反馈至MCU模块进行实时监控的反馈模块。

进一步的，所述系统还包括与输出模块相连并为输出模块输出规定幅值的PWM输出提供能源的电源模块。

进一步的，所述系统还包括设置在反馈模块与输出模块之间的防倒灌模块。

进一步的，所述输出模块为双沟道Mosfet。

进一步的，所述驱动模块包括与MCU模块的输出端相连的第一开关管、与第一开关管和双沟道Mosfet分别相连并在第一开关管作用下控制双沟道Mosfet输出正相或负相的规定幅值的PWM输出的第二开关模块。

进一步的，所述第二开关模块包括与双沟道Mosfet的第一沟道和第一开关管分别连接的第三开关管、与双沟道Mosfet的第二沟道和第一开关管分别相连的第四开关管。

进一步的，所述第一开关管为NPN型三极管，所述第三开关管和第四开关管为PNP型三极管。

进一步的，所述反馈模块包括与双沟道Mosfet的输出端串联的第一分压电阻和第二分压电阻。

进一步的，所述规定幅值的PWM输出为±12V PWM输出，所述第一分压电阻与第二分压电阻之间的阻值比为4.7：1。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过Mosfet驱动电路能输出规定幅值的PWM信号，且该电路结构设计简单，能降低内部压降，输出稳定，节省了物料成本，提高了效益。

附图说明

图1为本申请可提供规定幅值的PWM输出的系统的电路原理图。

图2为本申请可提供规定幅值的PWM输出的系统增加了隔离部件后的系统框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明的可提供规定幅值的PWM输出的系统包括用以提供PWM信号的MCU模块1、设置在MCU模块1的输出端并根据PWM信号动作的驱动模块2以及设置在驱动模块2的输出端并在驱动模块2的作用下输出规定幅值的PWM输出的输出模块3。通过该设计，能有效保证提供规定幅值的输出信号，从而满足国标要求。

为了达到精准控制的目的，该系统还包括与输出模块3相连以将PWM输出信息反馈至MCU模块1进行实时监控的反馈模块4。

同时，该系统还包括与输出模块3相连并为输出模块3输出规定幅值的PWM输出提供能源的电源模块5。在本申请中，该电源模块5能提供±12V幅值的电压，从而使得PWM输出信号为±12V。

在本实施例中，该输出模块3为双沟道Mosfet，其包括第一沟道M1-1和第二沟道M1-2，如图1所示，对应的，驱动模块2包括与MCU模块1的输出端相连的第一开关管21、与第一开关管21和双沟道Mosfet分别相连并在第一开关管21作用下控制双沟道Mosfet输出正相或负相的规定幅值的PWM输出的第二开关模块22。

反馈模块4包括与双沟道Mosfet的输出端串联的第一分压电阻R106和第二分压电阻R109，二者的阻值分别为47kΩ和10k欧姆，当然，也可以是其他的取值，只要满足二者的阻值比例为4.7：1即可，如此得采样电压Ui＝12*10k/(10k+47k)＝2.105V，从而满足芯片输入要求。

如图1所示，该第二开关模块22包括与双沟道Mosfet的第一沟道M1-1和第一开关管21分别连接的第三开关管221、与双沟道Mosfet的第二沟道M1-2和第一开关管21分别相连的第四开关管222，在图中对应下即有，第三开关管221为PNP型三极管V5，第四开关管222为PNP型三极管V32，第一开关管21为NPN型三极管V33。

该原理图的工作原理如下：

从MCU模块1出来的PWM信号通过三极管V33的开和关来驱动Mosfet的开和关，进而输出PWM信号；通过分压电阻R106和R109的分压，采集PWM输出的电压值，反馈给MCU，以提高控制精准度。

本方案中采用双沟道Mosfet，其中第一沟道M1-1的S1极接+12V，第二沟道M1-2的S2极接-12V，形成上下桥，当1)MCU输出低电平时→V33截止→三极管V5导通V32截止→Mosfet上半桥导通下半桥截止→输出12V；2)MCU输出高电平时→V33导通→三极管V32导通V5截止→Mosfet下半桥导通上半桥截止→输出-12V。

如此，通过双沟道Mosfet精准实现了输出幅值的要求，且该Mosfet在完全导通状态下，内部压降在20mV以下，满足技术规范中要求输出的误差在5％范围内，即12V±0.6V的要求。

同时，需要注意到是，PWM信号幅值采样处的二极管VD31为防止电压反灌回输出。因为当输出-12V时，R109处电压0V，此时电流可以通过采样电阻反灌回输出，而此处设置二极管VD31，能通过二极管VD31反相截止的特性，保证输出-12V，不会被0V拉高，确保了电路安全，也即此系统还包括设置在反馈模块4与输出模块3之间的防倒灌模块6。

为了增加系统的稳定系，该系统还可包括设置在MCU模块1和驱动模块2之间隔离部件7，比如采用光耦隔离器进行隔离，可以呈现出如图2所示的整体框图，此处就不过多展开。

本发明通过Mosfet驱动电路能输出规定幅值的PWM信号，且该电路结构设计简单，能降低内部压降，输出稳定，节省了物料成本，提高了效益。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。