[实用新型]数字化调宽脉冲开关电源装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种开关电源装置，尤其涉及一种数字化调宽脉冲开关电源装置。

背景技术

众所周知，所有开关电源都有一个调宽脉冲产生装置，目前有3种方法产生调宽脉冲，但都存在一定的缺陷：

1、用PWM专用集成电路，有外围元器件，整个电路复杂，稳定性不高。

2、用自激振荡电路，用在输出不需要调节或要求不高的场合，外围元器件多，调试复杂。

3、用数字信号处理器DSP，要产生高频及高分辨率的调宽脉冲，需要高速的DSP，且产生调宽脉冲需要占用DSP的运算时间，而且高速DSP价格昂贵。

发明内容

本实用新型主要解决原有开关电源的调宽脉冲电路的外围元器件多，电路复杂，调试也复杂，稳定性不高，若采用DSP会占用DSP的运算时间，且高速DSP价格昂贵的技术问题；提供一种采用自带捕获/比较单元的单片机，不需要添加任何元器件，不需要任何调试，提高工作效率，降低成本的数字化调宽脉冲开关电源装置。

本实用新型同时解决原有开关电源工作较不稳定，可靠性不高的技术问题；提供一种具有保护功能和自动复位功能，工作稳定，可靠性高的数字化调宽脉冲开关电源装置。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括由互感器和功率模块桥式电路构成的全桥开关电源主电路，所述的功率模块桥式电路与全桥开关电源控制电路相连，所述的全桥开关电源控制电路包括单片机U20及与单片机U20相连的第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路和第四驱动电路，每个驱动电路包括IGBT驱动模块，单片机U20的两个脉冲输出脚PWMb、PWMa分别与或非门U19A、或非门U19B的第一输入脚相连，单片机U20的控制脚control接或非门U19A、或非门U19B的第二输入脚，或非门U19A、或非门U19B的输出脚分别接反相器U18A、U18B的输入端，反相器U18A的输出端与第一、第二驱动电路的IGBT驱动模块的输入端相连，反相器U18B的输出端与第三、第四驱动电路的IGBT驱动模块的输入端相连，四个IGBT驱动模块的输出端分别接所述的桥式电路的四个功率模块，所述的单片机U20为自带捕获/比较单元的单片机。单片机U20内预先存储有根据需要编制的工作程序，使单片机的捕获/比较单元产生调宽脉冲，工作在非对称模式，使其PWM脉冲通道A/B和C/D为交替输出，输出4路带死区的互锁的调宽脉冲，其TOR2寄存器的值决定PWM脉冲的周期，OCRA、OCRB、OCRC和OCRD寄存器的值决定PWM脉冲的宽度，它们的最大值＝TOR2寄存器值-死区时间。设置OCRA＝OCRB＝OCRC＝OCRD＝PWM脉冲宽度值，设置TOR2＝PWM脉冲周期值，从单片机的脉冲输出脚输出的脉冲信号的周期、宽度及死区都是由寄存器的值决定的。单片机输出的脉冲信号，经过或非门和反相器后到达IGBT驱动模块，驱动功率模块桥式电路工作。当脉冲信号为低电平时，功率器件IGBT导通，当脉冲信号为高电平时，功率器件IGBT关断。单片机U20的控制脚control为控制端口，control为低电平时，让脉冲信号正常通过，control为高电平时，阻断脉冲信号通过。因此该开关电源装置的调宽脉冲电路不需要添加任何元器件，所以结构特别简单，只要简单编程，就能产生4路带死区且互锁的PWM脉冲，输出灵活，不需要调试，提高工作效率，降低成本，不但能产生调宽脉冲，也能产生调频脉冲或同时产生调频又调宽脉冲，并且该过程不占用单片机的运算时间。

作为优选，所述的第一、第二、第三和第四驱动电路的IGBT驱动模块均连接有各自的保护电路，每个保护电路的输入端与各自的IGBT驱动模块相连，保护电路的输出端分两路，其中一路接或非门U19A和或非门U19B的第三输入脚，另一路接所述的单片机U20的中断引脚INT。当主电路过电流时，IGBT驱动模块输出低电平给保护电路，保护电路输出高电平，一路给或非门，封锁脉冲信号通过，另一路给单片机的中断引脚INT，经单片机内的工作程序处理后，单片机的控制脚control和脉冲输出脚均输出高电平，关断脉冲的输出。起到很好的过电流保护作用，提高开关电源装置工作的可靠性。