[实用新型]一种PWM信号上电掉电保护电路

说明书

技术领域

本发明公开了一种PWM信号上电掉电保护电路，属于电路设计技术领域。

背景技术

随着电力电子技术的迅猛发展和成熟，电力系统中有源滤波产品应用日益增多。而PWM信号是对半导体开关器件的导通和关断进行控制的，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。

脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

目前常用的PWM信号上电保护是在主控芯片的PWM信号输出处加上拉或下拉电阻，没有考虑到主控芯片在上电过程中其PWM信号输出电平是不确定的，掉电保护主要是将掉电反馈信号输入到主控芯片，近而控制PWM信号的输出，该方法处理PWM信号时间响应慢，上电掉电时没有PWM信号封锁措施。这样在初始上电的PWM信号各级电平转换时，有可能会出现各个电平上电时序的不同，而造成初始上电时半导体开关器件的短时直通，对半导体开关器件造成损坏。而在掉电时，如未加PWM信号保护也有可能造成对半导体开关器件的损坏。

而半导体开关器件是有源滤波产品逆变输出的关键执行部件，直接影响着有源滤波产品的性能参数乃至有源滤波产品的寿命，同时半导体开关器件的售价相对于其他元器件来说较高，所以对半导体开关器件的保护不仅能够为企业节省成本，提高经济效益，同时又能提高有源滤波产品的性能参数及其使用寿命，节能减排，为客户创造更大利益。

现有应用的电路中，电路在初始上电或是某一级电平掉电给半导体开关器件会造成一定的损伤，这种损伤的程度会决定了半导体的使用寿命，半导体器件可能在掉电一开始就出现不能工作的问题，也有可能会在日后的正常工作中停止工作，这种不可预防的寿命停止会给企业带来一定的损失，当某个关键的半导体器件损坏的时候，往往会造成无法挽回的巨大损失，因此需要研制开发出一种PWM信号上电掉电保护电路，来解决现有技术存在的问题和不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种PWM信号上电掉电保护电路，设有电源监控和比较电路，可随时监控电路供电的情况，在电路上电时，电压低于设定的阈值时，限制了PWM信号的输出，同时在电路掉电时，设置的三极管不导通，禁止PWM信号从缓冲模块输出，实现封锁PWM信号，从而保护半导体器件，当电路上电时，各级电平达到一定限制，才能解锁PWM信号，避免了初始上电或某一级电平掉电给半导体开关器件造成的损坏，延长了半导体开关器件的使用寿命，节约了产品的成本。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种PWM信号上电掉电保护电路，包括滞环比较电路、与门电路、第一电源监控电路、第二电源监控电路和缓冲电路，所述与门电路分别与滞环比较电路、第一电源监控电路、第二电源监控电路和缓冲电路相连；

所述滞环比较电路中设置有电源转换芯片；所述与门电路设置有与门芯片；所述滞环比较电路中设置有第一、第二运算放大器；所述第一、第二电源监控电路中分别设置有第一、第二电源监控芯片；所述缓冲电路中设置有第一、第二缓冲芯片和DSP芯片。

作为本发明的进一步优化方案，所述的电源转换芯片的信号为TPS3801K33DCK。

作为本发明的进一步优化方案，所述与门芯片的型号为74HC21D，所述三极管的型号为MMBT4124。

作为本发明的进一步优化方案，所述第一电源监控芯片和第二电源监控芯片的型号均为ADM708AR。

作为本发明的进一步优化方案，所述第一运算放大器和第二运算放大器的型号为均OP2177AR。

作为本发明的进一步优化方案，所述第一缓冲芯片和第二缓冲芯片的型号均为SN74HC245DW。