一种PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路.pdf

本发明公开了一种PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路，属于电源控制电路。该电路由一个PWM比较器，一个振荡器电路，一个比较器和时钟脉冲产生电路组成的变频时钟脉冲生成电路，一个逻辑门电路组成。输入电压信号与锯齿波相交结比较，产生PWM脉冲，于此同时，输入电压信号通过一个比较器与时钟脉冲产生电路在PWM脉冲的末端边沿产生一个时钟脉冲，该时钟脉冲对振荡器进行复位并参与逻辑门电路逻辑运算，从而输出一个除去死区后占空比趋向于1，或是一对互补的除去死区后占空比趋向于0.5具有一定频率的脉冲，该脉冲频率

1、  PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路，其特征在于：包括
一振荡器(120)，用来产生锯齿波；
一PWM比较器(110)，使输入电压信号与锯齿波相交结比较，产生PWM脉冲；
一比较器(131)和时钟脉冲产生电路(132)组成的变频时钟脉冲生成电路(130)，产生变频时钟脉冲，该脉冲对可被复位的振荡器进行复位，并供给输出逻辑门电路参与逻辑运算；
一逻辑门电路(140)，与时钟Clock脉冲相配合，对PWM脉冲进行逻辑运算后输出一个除去死区后占空比趋向于1的变频脉冲；
其中输入电压信号u_i分别输入PWM比较器(110)的同相输入端、比较器(131)的反相输入端，比较器(131)的输出端接时钟脉冲产生电路(132)后分别与振荡器(120)的输入端、逻辑门电路(140)的第一输入端连接，振荡器(120)的输出端分别与比较器(131)的同相输入端、PWM比较器(110)的反相输入端连接，PWM比较器(110)的输出端与逻辑门电路(140)的第二输入端相连，逻辑门电路(140)的输出端与被驱动的外部开关管相连接。

2、  根据权利要求1所述的PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路，其特征在于：所述时钟脉冲产生电路(132)通过一个非门(133)、一个电容(134)和一个施密特触发器(135)顺次串联而得到。

3、  根据权利要求1所述PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路，其特征在于：当经逻辑门电路(140)输出的信号要求为一对互补的除去死区后占空比趋向于0.5的两路输出时，在逻辑门电路中再配以分相器实现。

一种PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路
技术领域
本发明涉及变频类控制电路系统，尤其是变频类电源控制电路系统。
背景技术
变频技术应用越来越广泛，尤其是在电源控制系统中，变频技术具有节能、使用寿命长、干扰低、抗干扰能力强和环保等优点。在变频电源系统中，变频类控制芯片是核心部件，是控制电路系统的心脏，它直接关系到控制电路的动态性能和稳态性能，影响电路的工作性能，但变频类控制芯片价格昂贵，还没有普及使用，存在着一些不稳定等问题，整个控制电路系统成本高，系统的性价比低。而PWM(Pulse Width Modulation)类控制芯片，通过使用脉冲宽度来控制开关管的导通时间完成稳压功能。其价格相对便宜许多，经过了人们的长期使用和测试改进，集成工艺性能优良，且容易获得，如果通过PWM类控制芯片及其必要的外电路实现PFM(Pulse Frequency Modulation)变频类输出模式的电路功能，这样就可以降低变频输出模式电路的成本，从而大大降低变频控制电路系统的成本，提高系统的性价比。
发明内容
发明目的：本发明的目的是将PWM类输出模式转化成变频PFM类输出模式的电路，降低变频PFM输出模式电路的成本，从而降低变频PFM类控制电路系统的成本，提高整个控制电路系统的性价比。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
包括：
一振荡器，用来产生锯齿波；
一PWM比较器，使输入电压信号与锯齿波相交结比较，产生PWM脉冲；
一比较器和时钟脉冲产生电路组成的变频时钟脉冲生成电路，产生变频时钟脉冲，该脉冲对可被复位的振荡器进行复位，并供给输出逻辑门电路参与逻辑运算；
一逻辑门电路，与时钟Clock脉冲相配合，对PWM脉冲进行逻辑运算后输出一个除去死区后占空比趋向于1的变频脉冲；
其中输入电压信号u_i分别输入PWM比较器的同相输入端、比较器的反相输入端，比较器的输出端串接时钟脉冲产生电路后分别与振荡器的输入端、逻辑门电路的第一输入端连接，振荡器的输出端分别与比较器的同相输入端、PWM比较器的反相输入端连接，PWM比较器的输出端与逻辑门电路的第二输入端相连，逻辑门电路的输出端与外部的被驱动的开关管相连接。
本发明的PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路中时钟脉冲产生电路通过一个非门、一个电容和一个施密特触发器顺次串联而得到。
本发明的PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路中振荡器可以被复位。可复位的振荡器，即振荡器接受时钟脉冲后，锯齿波上升沿立即翻转为下降沿，并且立即下降到锯齿波最低点，或至少要保证在时钟脉冲周期内下降到锯齿波最低点，在时钟脉冲退出后，锯齿波自动沿固定斜率上升，生成下一个新的锯齿波。
本发明的PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路中，当经逻辑门电路输出的信号要求有除去死区后占空比趋向于0.5的两路输出时，可以在逻辑门电路中再配以分相器实现。
有益效果：
本发明所述的PWM类输出模式转化成变频PFM类输出模式的电路，其主要特点是，输入信号经PWM比较器与锯齿波交结比较，产生PWM脉冲，在产生的PWM输出脉冲的末端边缘生成一个时钟脉冲信号，用此时钟脉冲信号对振荡器进行复位，并且该时钟脉冲信号同时给逻辑门电路，经逻辑运算后将PWM输出模式转换成PFM输出模式，该电路使变频PFM控制电路系统的性能得到提高，成本大大降低，性价比更优。
附图说明
图1为本发明PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路简图；
图2为本发明PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路中时钟产生电路的结构组成图。
图3为本发明PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路典型工作波形。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进一步举例说明：
如图1和图2所示，本发明PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路简图。一个PWM输出模式的电路，其主要组成部分为PWM比较器110、产生锯齿波的振荡器120、逻辑门电路140等部分组成。该PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路包括一个PWM比较器110，一个振荡器120，一个比较器131和时钟脉冲产生电路132共同组成的变频时钟脉冲生成电路130，该时钟脉冲产生电路132通过一个非门133、一个电容134和一个施密特触发器135顺次串联而成，以及一个逻辑门电路140。输入电压信号u_i接PWM比较器110的同相输入端，PWM比较器110的输出端与逻辑门电路140相连，PWM比较器110的反相端与可产生锯齿波的振荡器120相连，该振荡器的特点在于可以被复位，即当接收到时钟Clock脉冲信号时，锯齿波的上升沿立即翻转为下降沿，使上升沿的电平在时钟Clock脉冲内下降到锯齿波的下降沿的最低点，即振荡器被复位。同时此振荡器与另一比较器131的同相输入端相连，该比较器的反向输入端与输入电压信号u_i相连，比较器131的输出端与时钟脉冲产生电路132相连，时钟脉冲产生电路的输出信号为具有变频性质的时钟脉冲信号，即时钟Clock脉冲信号。该时钟脉冲输出端与振荡器120输入端和逻辑门电路140第一输入端相连，逻辑门电路140进行逻辑运算将PWM输出模式转换成PFM输出模式，逻辑门输出端与外部被驱动的开关管相连。
参见图1、图2和图3，其中图3所示输出波形以两路变频脉冲输出信号为例说明。将该PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路工作原理加以说明：PWM输出模式的电路，其主要组成部分为PWM比较器110、产生锯齿波的振荡器120、逻辑门电路140和固定的时钟脉冲信号，其主要是根据输入电压信号u_i与锯齿波相交结比较形成具有一定宽度的脉冲信号，即形成一定占空比的固定频率的PWM波。而该PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路正是基于这样的原理设计而成的，当有输入电压信号u_i输入PWM比较器110的同相输入端，该输入电压信号与输入PWM比较器110反向输入端的振荡器产生锯齿波相交结比较，在PWM输出端输出PWM波脉冲，与此同时输入电压信号u_i输入到另一个比较器131的反向输入端，与输入比较器131同向输入端的振荡器产生锯齿波相交结比较，比较器131输出端输出的比较电压信号给时钟脉冲产生电路132，该时钟脉冲产生电路132该时钟脉冲产生电路132通过一个非门133、一个电容134和一个施密特触发器135顺次串联而成，如图2所示，比较器131的输出端的信号接到时钟脉冲产生电路中的非门133取反后，输出连接到电容134上，产生一个窄脉冲，该窄脉冲经过施密特触发器的整形后，形成一个标准矩形的窄脉冲，用此窄脉冲作为时钟脉冲信号，其实现的主要功能是在比较器131输出脉冲末端边沿处生成一个窄脉冲，用来作为时钟脉冲信号，该时钟Clock脉冲时序上对应于：在PWM比较器110输出脉冲末端边缘后生成该时钟脉Clock冲信号，参见图3所示。该时钟clock脉冲与此同时送到振荡器120和逻辑门电路140。送到振荡器120后，振荡器立即被复位，即沿固定斜率上升的锯齿波的上升沿立即翻转为下降沿，并且在时钟clock脉冲内锯齿波的下降沿下降到的最低点，振荡器会在锯齿波的下降沿下降到最低点后自动进行下一锯齿波的产生，即振荡器在锯齿波的下降沿下降到最低点后，会自动沿一定斜率上升，形成新的锯齿波上升沿，正是上述这样形成了变频的主要原因。被同时送到逻辑门电路140的时钟Clock脉冲参与逻辑门电路的逻辑运算，完成变频脉冲的输出，这样输出的脉冲信号为除去死区后一个占空比趋向于1的变频脉冲信号输出，必要时在逻辑门电路中配以分相器，可以产生两路互补的占空比趋向于0.5的两路Output1和Output2变频脉冲信号输出。
不同的输入电压信号u_i会通过比较器131和时钟脉冲产生电路132共同组成的变频时钟脉冲生成电路130产生不同频率的时钟Clock脉冲，此时钟Clock脉冲控制振荡器的复位并参与逻辑门电路的运算，从而产生占空比趋向于1或0.5的变频输出脉冲，且不同的输入电压信号u_i对应于不同的频率输出时钟Clock脉冲，输入电压信号u_i具有连续性，对应频率的变化也具有连续性，且输入电压信号u_i与输出脉冲的频率具有对应关系。
综上所述，该PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路实现了不同的输入电压产生不同频率的输出脉冲，实现了从PWM输出模式转换为PFM输出模式。
以上对本发明PWM输出模式转化为PFM输出模式的电路进行了详细介绍，本文应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，实施例的说明只是帮助理解本发明的方法及其核心思想，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用时都会有所改变，这样的同等变化仍属于本发明所涵盖的范围。