Pwm調制型設備及其輸出功率限制電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及到PWM調制型設備輸出控制領域，特別是涉及到一種PWM調制型設備及其輸出功率限制電路。
【背景技術】
[0002]中小功率(輸出功率為5瓦到50瓦)的PWM調制型設備如D類音頻功率放大器和DCDC轉換器芯片在消費類電子產品中應用廣泛。作為功率輸出型器件，其內部一般集成了多種保護機制，如過溫保護、過流保護、過壓保護等，這些保護電路的首要任務是保護芯片自身的安全。采用限制輸出功率的方式來保護負載的電路較少，而且大部分需要采樣輸出電流和輸入電壓等電路特征指標，電路結構復雜，需要精度較高的采樣電阻等來實現高精度的控制，成本較高；由于D類音頻功率放大器和DCDC轉換器均有反饋環路，如果參數設置不當會引起系統的不穩定；而且高精度采樣電阻等器件無法集成到D類音頻功率放大器和DCDC轉換器芯片等內部，結構復雜。
【發明內容】
[0003]本發明的主要目的為提供一種成本低廉，便于集成的PWM調制型設備及其輸出功率限制電路。
[0004]為了實現上述發明目的，本發明首先提供一種PWM調制型設備的輸出功率限制電路，包括:電阻開關網絡電路、參照波產生電路、最大脈沖寬度產生電路、基準產生電路、最大脈沖寬度限制電路、輸出脈沖寬度檢測電路和PWM輸出電路；
所述電阻開關網絡電路的輸入端連接電源，接地端連接地，輸出端輸出電壓至所述最大脈沖寬度產生電路；
所述參照波產生電路分別輸出參照波至所述最大脈沖寬度產生電路和最大脈沖寬度限制電路；
所述最大脈沖寬度產生電路輸出最大脈沖寬度信號至所述最大脈沖寬度限制電路； 所述基準產生電路輸出偏置電流和偏置電壓至所述最大脈沖寬度限制電路；
所述最大脈沖寬度限制電路輸出小于指定寬度的脈沖信號至所述PWM輸出電路；
所述PWM輸出電路輸出脈沖信號至所述輸出脈沖寬度檢測電路和外部電子負載；
所述輸出脈沖寬度檢測電路的輸出檢測信號至最大脈沖寬度限制電路，最大脈沖寬度限制電路根據所述檢測信號控制輸出脈沖信號的寬度。
[0005]進一步地，所述最大脈沖寬度產生電路包括:第一電容器和第一比較器；
所述第一電容器的一端連接所述電子開關網絡電路的接地端，另一端連接所述第一比較器的輸入端；
所述第一比較器接收所述參照波產生電路的參照波，并輸出脈沖數字信號至時序控制電路。
[0006]進一步地，所述輸出脈沖寬度檢測電路包括:電平轉換電路和時序邏輯電路； 所述電平轉換電路將所述PWM輸出電路輸出的脈沖信號的電平轉化成時序邏輯電路需要的信號輸入至時序邏輯電路；
所述時序邏輯電路輸出第一開關信號、第二開關信號和帶有PWM輸出電路輸出的脈沖信號寬度的第三開關信號至所述最大脈沖寬度限制電路。
[0007]進一步地，所述最大脈沖寬度限制電路包括:第一信號控制開關、第二信號控制開關、第三信號控制開關、第四信號控制開關、第一電阻和第二電容器、第三電容器和第二比較器；
所述第一信號控制開關接收所述第一開關信號，第二信號控制開關接收所述第二開關信號，第三信號控制開關接收所述第三開關信號；
所述第三信號控制開關連接所述第一電阻，第一電阻連接第一信號控制開關，第一信號控制開關串連所述第二信號控制開關，第二信號控制開關連接所述第二比較器；第二比較器還接收所述參照波產生電路的參照波；
所述第一信號控制開關與第一電阻連接的一端連接所述第二電容器，第二電容器接地；所述第二信號控制開關與比較器連接的一端連接第三電容器，第三電容器接地；所述第一信號控制開關串連所述第二信號控制開關的連接線上連接所述第四信號控制開關，第四信號控制開關接地。
[0008]進一步地，所述第一信號控制開關、第二信號控制開關、第三信號控制開關和第四信號控制開關均可包括:PMOS管、NMOS管、傳輸門和三極管。
[0009]進一步地，所述參照波產生電路包括:三角波產生電路、鋸齒波產生電路或正弦波產生電路。
[0010]進一步地，所述電阻開關網絡電路包括:第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一開關和第二開關；
所述第二電阻、第三電阻、第四電阻和第五電阻依次串聯；第一開關與所述第三電阻并聯，第二開關與所述第四開關并聯；
所述第三電阻和第四電阻之間引出連接線連接所述最大脈沖寬度產生電路。
[0011]本發明還提供一種PWM調制型設備，包括PWM調制芯片和輸出功率限制電路；所述輸出功率限制電路集成于所述PWM調制芯片上；
所述輸出功率限制電路包括:電阻開關網絡電路、參照波產生電路、最大脈沖寬度產生電路、基準產生電路、最大脈沖寬度限制電路、輸出脈沖寬度檢測電路和PWM輸出電路；所述電阻開關網絡電路的輸入端連接電源，接地端連接地，輸出端輸出電壓至所述最大脈沖寬度產生電路；
所述參照波產生電路分別輸出參照波至所述最大脈沖寬度產生電路和最大脈沖寬度限制電路；
所述最大脈沖寬度產生電路輸出最大脈沖寬度信號至所述最大脈沖寬度限制電路； 所述基準產生電路輸出偏置電流和偏置電壓至所述最大脈沖寬度限制電路；
所述最大脈沖寬度限制電路輸出小于指定寬度的脈沖信號至所述PWM輸出電路；
所述PWM輸出電路輸出脈沖信號至所述輸出脈沖寬度檢測電路和外部電子負載；
所述輸出脈沖寬度檢測電路的輸出檢測信號至最大脈沖寬度限制電路，最大脈沖寬度限制電路根據所述檢測信號控制輸出脈沖信號的寬度。
[0012]進一步地，所述最大脈沖寬度產生電路包括:第一電容器和第一比較器；
所述第一電容器的一端連接所述電子開關網絡電路的接地端，另一端連接所述第一比較器的輸入端；
所述第一比較器接收所述參照波產生電路的參照波，并輸出脈沖數字信號至時序控制電路。
[0013]進一步地，所述輸出脈沖寬度檢測電路包括:電平轉換電路和時序邏輯電路；
所述電平轉換電路將所述PWM輸出電路輸出的脈沖信號的電平轉化成時序邏輯電路需要的信號輸入至時序邏輯電路；
所述時序邏輯電路輸出第一開關信號、第二開關信號和帶有PWM輸出電路輸出的脈沖信號寬度的第三開關信號至所述最大脈沖寬度限制電路。
[0014]進一步地，所述最大脈沖寬度限制電路包括:第一信號控制開關、第二信號控制開關、第三信號控制開關、第四信號控制開關、第一電阻和第二電容器、第三電容器和第二比較器；
所述第一信號控制開關接收所述第一開關信號，第二信號控制開關接收所述第二開關信號，第三信號控制開關接收所述第三開關信號；
所述第三信號開關連接所述第一電阻，第一電阻連接第一信號控制開關，第一信號控制開關串連所述第二信號控制開關，第二信號控制開關連接所述第二比較器；第二比較器還接收所述參照波產生電路的參照波；
所述第一信號控制開關與第一電阻連接的一端連接所述第二電容器，第二電容器接地；所述第二信號控制開關與比較器連接的一端連接第三電容器，第三電容器接地；所述第一信號控制開關串連