[发明专利]四象限斩波控制器

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路领域，具体地，涉及一种四象限斩波控制器。

背景技术

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。PWM开关电源的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现。

脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压值。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。

控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。目前市面上的功率模块多为专用模块，通用性较差。对于智能化模块而言，由于带有专门的控制和信号处理单元，更难以实现其通用性。

发明内容

为提供一种更加通用的开关电源控制单元，本发明公开了一种四象限斩波控制器。

本发明所述四象限斩波控制器，包括组合逻辑控制器，所述组合逻辑控制器的输出端通过光电隔离器件驱动功率H桥；

所述组合逻辑控制器的信号输入端与死区时间寄存器和译码器的输出端连接，所述译码器的输出端还与ROM单元连接，所述ROM单元和计数器的输出端均连接比较译码模块，所述比较译码模块输出端连接脉宽扩展模块输入端，所述脉宽扩展模块输出端连接死区时间寄存器输入端。

具体的，所述ROM单元为8位ROM单元。

优选的，所述功率H桥采用IGBT作为开关管。

具体的，所述译码器为3/8译码器。

本发明所述四象限斩波控制器，依据单相H桥斩波器，可实现在四个象限下工作。可以根据设定运行在不同的工作方式下，具有多种用途。该模块实用灵活，成本较低，具有一定的市场前景。

附图说明

图1是本发明一种具体实施方式示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

本发明所述四象限斩波控制器，包括组合逻辑控制器，所述组合逻辑控制器的输出端通过光电隔离器件驱动功率H桥；所述组合逻辑控制器的信号输入端与死区时间寄存器和译码器的输出端连接，所述译码器的输出端还与ROM单元连接，所述ROM单元和计数器的输出端均连接比较译码模块，所述比较译码模块输出端连接脉宽扩展模块输入端，所述脉宽扩展模块输出端连接死区时间寄存器输入端。

模块的整体结构如图1所示，模块内部由移位寄存器、数据比较译码单元、PWM数据储存的ROM单元、3/8译码器、组合逻辑控制单元，脉冲扩展单元、死区时间产生单元、光电隔离放大单元、H桥功率单元等组成。其工作原理为，外部给定和电流（或电压）反馈信号之差经V/f变换后，生成相应的频率信号送入模块内的串行移位计数单元。该单元的二进制数与8位ROM单元已预置的PWM脉宽数据进行比较，比较结果经译码器输出PWM脉冲，再送入脉冲宽度扩展单元。该脉冲经过工作方式的组合逻辑控制单元，按方式要求输出相应脉冲。输出脉冲经过死区时间处理和光电隔离放大后，从而驱动H桥中的IGBT功率管。

作为A型斩波器时，改变占空比就可改变输出电压或电流。可用直流电机启动和调速等。作为B型斩波器时，可将两端电压提高，从而将部分能量返回电源。当模块工作在这种方式下时，可用于电瓶车、地铁车、牵引矿车的调速。作为C型斩波器用时，两管轮流导通，可工作在Ⅰ、Ⅱ象限。该方式实际上是A、B两种方式的组合，主要用于要从电动到制动需要平滑过渡的场合。作为D型两相斩波器用时。在磁场电流要求快速化的场合，用它来控制直流电机或同步电机的磁场电流，或作为电流源逆变器的直流电源。

如上所述，可较好的实现本发明。