一種恒流式脈沖調制電路的制作方法

本實用新型屬于脈沖治療儀技術改進領域，尤其涉及一種恒流式脈沖調制電路。

背景技術：

在電子系統中，PWM 電路常為整個電路系統提供脈沖調制信號，調節脈沖的占空比，實現各種電路功能，是一個不可或缺的功能模塊。傳統的PWM 電路一般采用比較器將振蕩器輸出信號VC_R（通常為三角波）和誤差放大器輸出電壓VEAO 進行比較，產生一個由反饋信號決定占空比的方波（PWM 信號）。但是，通常一個電子系統中PWM 比較器的兩個信號線之間存在耦合電容，一條信號線上的脈沖躍變會損壞另一條信號線上的信號，這樣的PWM比較器抗干擾能力較低，造成系統時序產生毛刺，甚至導致系統時序紊亂等問題，嚴重影響電子系統的整體性能。對于D 類放大器（Class D）以及馬達驅動電路等全橋電路而言，往往需要兩只PWM 比較器，產生一對相位互補的驅動信號，而這些缺陷產生的毛刺會對這類電路產生嚴重的干擾，影響電路的線性度，并且帶來額外的電磁干擾。由于毛刺信號對性能要求較高的電路有很大的影響，因此如何有效抑制毛刺信號就成了一個非常突出的問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種恒流式脈沖調制電路，旨在解決上述的技術問題。

本實用新型是這樣實現的，一種恒流式脈沖調制電路，該恒流式脈沖調制電路包括電源模塊、微處理器、積分網絡模塊、放大或比較模塊、電流采樣及反饋模塊、電壓控制模塊、變壓隔離及放大模塊、驅動模塊及RC網絡及輸出模塊，所述微處理器的輸出端分別連接所述積分網絡模塊的輸入端及驅動模塊的輸入端，所述積分網絡模塊的輸出端連接所述放大或比較模塊的輸入端，所述放大或比較模塊的輸出端連接所述電壓控制模塊的輸入端，所述電壓控制模塊的輸出端連接所述變壓隔離及放大模塊的輸入端，所述變壓隔離及放大模塊的輸出端連接所述RC網絡及輸出模塊的輸入端，所述驅動模塊的輸出端分別連接所述變壓隔離及放大模塊的輸入端及電流采樣及反饋模塊的輸入端，所述電壓控制模塊的輸出端連接所述電流采樣及反饋模塊的輸入端，所述電流采樣及反饋模塊的輸出端連接所述放大或比較模塊的輸入端，所述電源模塊分別電性連接所述微處理器、放大或比較模塊及電壓控制模塊。

本實用新型的進一步技術方案是：所述放大或比較模塊采用放大器控制時，所述放大或比較模塊包括放大器IC1A、電阻R4、電阻R5及電阻R7，所述放大器IC1A的第3腳連接所述電阻R4的一端，所述放大器IC1A的第2腳連接所述電阻R7的一端，所述放大器IC1A的第1腳連接所述電阻R5的一端，所述放大器IC1A的第8腳連接直流電源5V，所述放大器IC1A的第4腳接地。

本實用新型的進一步技術方案是：所述電壓控制模塊包括電阻R1、電阻R6、電容器E1、三極管Q1及三極管Q2，所述三極管Q2的基極連接所述電阻R5的另一端，所述三極管Q2的集電極分別連接電阻R1的一端及三極管Q1的基極，所述電阻R1的另一端與三極管Q1的發射極分別連接電源VCC，所述三極管Q2的發射極連接所述電阻R6的一端，所述三極管Q1的集電極分別連接所述電阻R6的另一端及電容器E1的一端，所述電容器E1的另一端接地。

本實用新型的進一步技術方案是：所述驅動模塊包括電阻R20、電阻R21、三極管Q3及三極管Q4，所述電阻R20的一端連接所述三極管Q3的基極，所述電阻R21的一端連接所述三極管Q4的基極，所述三極管Q3的發射極及三極管Q4的發射極分別接地；所述變壓隔離及放大模塊包括變壓器T，所述變壓器T的第1腳連接所述三極管Q3的集電極，所述變壓器T的第2腳連接所述三極管Q4的集電極，所述變壓器T的第3腳連接所述三極管Q1的集電極、電阻R6的另一端及電容器E1的一端。

本實用新型的進一步技術方案是：所述電流采樣及反饋模塊包括電阻R8，所述電阻R8的一端分別連接所述電阻R7的另一端、電阻R6的一端及三極管Q2的發射極，所述電阻R8的另一端接地。

本實用新型的進一步技術方案是：所述放大或比較模塊采用比較器控制時，所述放大或比較模塊包括比較器IC1A、電阻R4、電阻R7及電容C4，所述比較器IC1A的第2腳連接所述電阻R4的一端，所示比較器IC1A的第3腳分別連接所述電阻R7的一端及電容C4的一端，所述比較器IC1A的第8腳連接直流電源5V，所述比較器IC1A的第4腳接地。

本實用新型的進一步技術方案是：所述電壓控制模塊包括電阻R5、電阻R1、電容器E1及三極管Q1，電阻R5的一端連接所述比較器IC1A的第1腳，所述電阻R5的另一端分別連接電阻R1的一端、電容器E1的一端及三極管Q1的基極，所述電阻R1的另一端、電容器E1的另一端及三極管Q1的發射極均接電源VCC。

本實用新型的進一步技術方案是：所述驅動模塊包括電阻R20、電阻R21、三極管Q3及三極管Q4，電阻R20的一端連接三極管Q3的基極，所述電阻R21的一端連接三極管Q4的基極；所述變壓隔離及放大模塊包括變壓器T，所述變壓器T的第1腳連接所述三極管Q3的集電極，所述變壓器T的第2腳連接所述三極管Q4的集電極，所述變壓器T的第3腳連接所述三極管Q1的集電極。

本實用新型的進一步技術方案是：所述電流采樣及反饋模塊包括電阻R8，所述電阻R8的一端分別連接所述三極管Q3的發射極、三極管Q4的發射極、電阻R7的另一端及電容C4的另一端，所述電阻R8的另一端接地。

本實用新型的進一步技術方案是：所述RC網絡及輸出模塊包括電阻R19及電容C3，所述變壓器T的第4腳連接所述電阻R19與電容C3并聯后的一端并輸出，所述變壓器T的第5腳連接所述電阻R19與電容C3并聯后的另一端并輸出；所述積分網絡模塊包括電阻R2、電阻R3、電容C1及電容C2，所述電阻R2的一端連接微處理器，所述電阻R2的另一端分別連接電容C1的一端及電阻R3的一端，所述電阻R3的另一端分別連接電容C2的一端及電阻R4的另一端，所述電容C1的另一端及電容C2的另一端均接地。

本實用新型的有益效果是：可以利用完全對稱的三角波信號產生需要的互補驅動信號，從而相互抵消各自輸入端三角波耦合到誤差放大器輸出信號上的毛刺。這樣誤差放大器輸出信號中的噪聲就完全抵消，避免了毛刺的出現，減少了耦合干擾，有效地提高采樣電路精確性和系統穩定性。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的采用放大器控制時的模塊劃分示意圖。

圖2是本實用新型實施例提供的采用比較器控制時的模塊劃分示意圖。

圖3是本實用新型實施例提供的恒流式脈沖調制電路的結構框圖。

具體實施方式

圖1示出了本實用新型提供的一種恒流式脈沖調制電路，該恒流式脈沖調制電路包括電源模塊、微處理器、積分網絡模塊、放大或比較模塊、電流采樣及反饋模塊、電壓控制模塊、變壓隔離及放大模塊、驅動模塊及RC網絡及輸出模塊，所述微處理器的輸出端分別連接所述積分網絡模塊的輸入端及驅動模塊的輸入端，所述積分網絡模塊的輸出端連接所述放大或比較模塊的輸入端，所述放大或比較模塊的輸出端連接所述電壓控制模塊的輸入端，所述電壓控制模塊的輸出端連接所述變壓隔離及放大模塊的輸入端，所述變壓隔離及放大模塊的輸出端連接所述RC網絡及輸出模塊的輸入端，所述驅動模塊的輸出端分別連接所述變壓隔離及放大模塊的輸入端及電流采樣及反饋模塊的輸入端，所述電壓控制模塊的輸出端連接所述電流采樣及反饋模塊的輸入端，所述電流采樣及反饋模塊的輸出端連接所述放大或比較模塊的輸入端，所述電源模塊分別電性連接所述微處理器、放大或比較模塊及電壓控制模塊。

所述放大或比較模塊采用放大器控制時，所述放大或比較模塊包括放大器IC1A、電阻R4、電阻R5及電阻R7，所述放大器IC1A的第3腳連接所述電阻R4的一端，所述放大器IC1A的第2腳連接所述電阻R7的一端，所述放大器IC1A的第1腳連接所述電阻R5的一端，所述放大器IC1A的第8腳連接直流電源5V，所述放大器IC1A的第4腳接地。

所述電壓控制模塊包括電阻R1、電阻R6、電容器E1、三極管Q1及三極管Q2，所述三極管Q2的基極連接所述電阻R5的另一端，所述三極管Q2的集電極分別連接電阻R1的一端及三極管Q1的基極，所述電阻R1的另一端與三極管Q1的發射極分別連接電源VCC，所述三極管Q2的發射極連接所述電阻R6的一端，所述三極管Q1的集電極分別連接所述電阻R6的另一端及電容器E1的一端，所述電容器E1的另一端接地。

所述驅動模塊包括電阻R20、電阻R21、三極管Q3及三極管Q4，所述電阻R20的一端連接所述三極管Q3的基極，所述電阻R21的一端連接所述三極管Q4的基極，所述三極管Q3的發射極及三極管Q4的發射極分別接地；所述變壓隔離及放大模塊包括變壓器T，所述變壓器T的第1腳連接所述三極管Q3的集電極，所述變壓器T的第2腳連接所述三極管Q4的集電極，所述變壓器T的第3腳連接所述三極管Q1的集電極、電阻R6的另一端及電容器E1的一端。

所述電流采樣及反饋模塊包括電阻R8，所述電阻R8的一端分別連接所述電阻R7的另一端、電阻R6的一端及三極管Q2的發射極，所述電阻R8的另一端接地。

所述放大或比較模塊采用比較器控制時，所述放大或比較模塊包括比較器IC1A、電阻R4、電阻R7及電容C4，所述比較器IC1A的第2腳連接所述電阻R4的一端，所示比較器IC1A的第3腳分別連接所述電阻R7的一端及電容C4的一端，所述比較器IC1A的第8腳連接直流電源5V，所述比較器IC1A的第4腳接地。

所述電壓控制模塊包括電阻R5、電阻R1、電容器E1及三極管Q1，電阻R5的一端連接所述比較器IC1A的第1腳，所述電阻R5的另一端分別連接電阻R1的一端、電容器E1的一端及三極管Q1的基極，所述電阻R1的另一端、電容器E1的另一端及三極管Q1的發射極均接電源VCC。

所述驅動模塊包括電阻R20、電阻R21、三極管Q3及三極管Q4，電阻R20的一端連接三極管Q3的基極，所述電阻R21的一端連接三極管Q4的基極；所述變壓隔離及放大模塊包括變壓器T，所述變壓器T的第1腳連接所述三極管Q3的集電極，所述變壓器T的第2腳連接所述三極管Q4的集電極，所述變壓器T的第3腳連接所述三極管Q1的集電極。

所述電流采樣及反饋模塊包括電阻R8，所述電阻R8的一端分別連接所述三極管Q3的發射極、三極管Q4的發射極、電阻R7的另一端及電容C4的另一端，所述電阻R8的另一端接地。

所述RC網絡及輸出模塊包括電阻R19及電容C3，所述變壓器T的第4腳連接所述電阻R19與電容C3并聯后的一端并輸出，所述變壓器T的第5腳連接所述電阻R19與電容C3并聯后的另一端并輸出；所述積分網絡模塊包括電阻R2、電阻R3、電容C1及電容C2，所述電阻R2的一端連接微處理器，所述電阻R2的另一端分別連接電容C1的一端及電阻R3的一端，所述電阻R3的另一端分別連接電容C2的一端及電阻R4的另一端，所述電容C1的另一端及電容C2的另一端均接地。

電源模塊提供電路所需的直流電源，VDD供MCU及放大或比較電路需要電壓，VCC提供給電壓控制電路和隔離變壓器。

微處理器MCU，為整個電路提供PWM波形及驅動控制，PWM經積分網絡實現調制波形（直接使用DAC效果更好，這里的PWN及積分網絡就是實現DAC功能，只是以低成本的方式實現），驅動電路由MCU控制，用于實現被調制波形及變壓器的驅動，一般被調制波形的頻率是低于100KHz的脈沖波形。

積分網絡模塊，完成對PWM波形的積分，用于實現所需的調制波形，一般為一級或兩級積分網絡。此電路完全可以使用DAC實現。

放大或比較模塊，至于是放大還是比較跟電流采樣及反饋是取F2還是F1有關。當采用放大電路時電流采樣及反饋取F1，當采用比較電路時電流采樣及反饋取F2。

電壓控制模塊，主要是把供電電壓VCC經過控制后輸送給變壓隔離及放大模塊的變壓器輸入端，以達到控制變壓器輸入電壓的目的。

變壓隔離及放大模塊，其主要器件是一個隔離變壓器，實現輸入與輸出的電氣隔離及脈沖調制的波形的再次放大，輸出端接RC網絡及輸出模塊經RC網絡后實現調制波形的最終輸出。

驅動模塊，主要實現兩方面的工作，一是實現被調制脈沖波形，二是驅動變壓隔離及放大模塊的變壓器。

電流采樣及反饋模塊，電流的取樣位置取決于放大或比較模塊是采用放大電路還是比較電路，當放大或比較模塊采用放大電路時電流采樣取F1即從M5電壓控制模塊采樣，當放大或比較模塊采用比較電路時電流采樣取F2即從驅動模塊采樣。

RC網絡及輸出模塊，RC網絡的作用是消除變壓隔離及放大模塊中變壓器輸出的波形可能產生的毛刺或尖峰等，其中電阻也做假負載使用，避免變壓器輸出完全空載，此電阻一般取值較大，盡可能減小對實際負載的影響。

放大或比較模塊采用放大器（IC1A是放大器，如LM358），此電路中R6及E1根據實際需求是否采用，當輸出波形非連續時一般取消E1，當輸出電流穩定度需要提高時可取消R6。

放大或比較模塊采用比較電路（IC1A是比較器,如LM2903）。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。