[发明专利]一种基于电容阵列充放电的驱动系统

权利要求书

1.一种基于电容阵列充放电的驱动系统，包括：输入端充电功率变换模块、电容阵列、输出端放电功率变换模块、PWM模块和MCU主控模块；

所述输入端充电功率变换模块包括系统电源和充电功率变换原理电路，其中，充电功率变换原理电路用于将系统电源的电能进行调压处理并转化为适于电容阵列存储的电能；

所述电容阵列包括若干并联连接的电容，用于存储经所述充电功率变换原理电路转化后的系统电源的电能；

所述输出端放电功率变换模块包括放电功率变换原理电路和脉冲驱动负载，其中，放电功率变换原理电路用于将电容阵列所存储的电能进行调压处理并传输至脉冲驱动负载；

所述PWM模块能够产生PWM调制信号用于驱动充电功率变换原理电路和放电功率变换原理电路；

所述MCU主控模块用于采集所述输入端充电功率变换模块、输出端放电功率变换模块的电压、电流信号并输出用于控制PWM模块的控制信号。

2.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，优选的，所述充电功率变换原理电路包括第一MOSFET驱动电路和第一拓扑电路；其中，

所述第一MOSFET驱动电路的输入端与PWM模块的输出端及MCU主控模块电连接，输出端与MOSFET管Q3、Q4的栅极及第一拓扑电路电连接，用于接收PWM模块输出的PWM信号以驱动MOSFET管Q3、Q4的导通或关断；

所述第一拓扑电路包括Buck拓扑模式和Boost拓扑模式。

3.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述输出端放电功率变换原理电路包括第二MOSFET驱动电路和第二拓扑电路；其中，

所述第二MOSFET驱动电路输入端与PWM模块的输出端及MCU主控模块电连接，输出端与MOSFET管Q5、Q6、Q7、Q8的栅极及第一拓扑电路电连接，用于接收PWM模块输出的PWM信号以驱动MOSFET管Q5、Q6、Q7和Q8导通或者关断；

所述第二拓扑电路包括Buck拓扑模式和Boost拓扑模式。

4.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述PWM模块包括：锯齿波生成电路、信号调制电路、比较电路；其中，

所述锯齿波生成电路的输出端与所述比较电路的输入端相连，能够产生锯齿波信号作为生成PWM调制信号的输入信号；

所述信号调制电路的输出端与所述比较电路的输入端相连，用于输出误差放大信号；

比较电路，用于对所述锯齿波信号与所述误差放大信号进行比较生成两路同频错相的PWM调制信号。

5.根据权利要求4所述的驱动系统，其特征在于，所述锯齿波生成电路包括第一锯齿波生成单元和第二锯齿波生成单元；其中，第一锯齿波生成单元包括电阻R1、R2、R3和电容C1及三极管QW1，电阻R1与三极管QW1的基极连接，QW1的发射极串接电阻R2和电阻R3后接VCC电源，QW1的集电极与电容C1连接且共同接地；第二锯齿波生成单元包括电阻R4、R5、R6和电容C2及三极管QW2，电阻R4与三极管QW2的基极连接，QW2的发射极串接电阻R5和电阻R6后接VCC电源，QW2的集电极与电容C2连接且共同接地。

6.根据权利要求4所述的驱动系统，其特征在于，所述信号调制电路包括比例放大电路和误差放大电路；其中，所述比例放大电路包括反相比例放大电路和同相比例放大电路，所述反相比例放大电路用于检测和放大系统电源的电流信号，所述同相比例放大电路用于检测和放大脉冲驱动负载的电流信号；所述误差放大电路与所述比例放大电路电连接，能够将所述比例放大电路预处理的输入信号与MCU参考信号比较并产生误差放大信号，用以校正控制脉冲的占空比。

7.根据权利要求6所述的驱动系统，其特征在于，所述反相比例放大电路包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，电容C1、C2、C3和运算放大器OP1；其中，运算放大器OP1的同相输入端分别与电阻R1、R2、电容C1串接，反相输入端与电阻R4串接；运算放大器OP1的反相输入端与输出端之间串接有由电阻R5和电容C2构成的阻容网络；运算放大器OP1的输出端分别与电阻R6和通过电阻R3与电容C3串接。