數(shù)字式多功能驅(qū)動(dòng)器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種多模式工作的數(shù)字式驅(qū)動(dòng)器，包括主控模塊及與其連接的遠(yuǎn)程控制接口模塊、傳感器模塊、數(shù)字脈寬調(diào)制模塊，DPWM發(fā)生器輸出端與開關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)模塊連接，開關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)模塊輸出端連接開關(guān)晶體管。所述MCU根據(jù)遠(yuǎn)程控制中心的指令或者預(yù)置的程序，按照工作模式以查表的方式從存儲(chǔ)器中查找相應(yīng)的配置參數(shù)，通過配置參數(shù)確定需輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)給數(shù)字脈寬調(diào)制模塊及開關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)模塊，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)開關(guān)晶體管實(shí)現(xiàn)相應(yīng)指令模式下的工作。所述驅(qū)動(dòng)器內(nèi)根據(jù)不同工作模式預(yù)存參數(shù)配置表格，MCU在各種工作模式下都能夠以查表方式快速動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)參數(shù)配置的優(yōu)化調(diào)整，使驅(qū)動(dòng)器能在不同場合需求下調(diào)整工作狀態(tài)保證工作指標(biāo)不惡化。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
數(shù)字式多功能驅(qū)動(dòng)器
本專利技術(shù)涉及驅(qū)動(dòng)器
，特別是指一種集成化數(shù)字式的多功能驅(qū)動(dòng)器。
技術(shù)介紹
當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)，一般是單一的工作模式，且控制范圍與精度都是固定不能更改的，不能根據(jù)工作需要以及器件的特性選擇相應(yīng)的工作模式及控制的精度、器件輸入輸出要求等。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器需要在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，其相關(guān)的參數(shù)會(huì)惡化，如輸出功率需在較大范圍內(nèi)調(diào)整時(shí)，功率調(diào)整到很小時(shí)，驅(qū)動(dòng)器的整體效率會(huì)下降，產(chǎn)生噪聲。目前由于集成控制、工作的可靠性、節(jié)能、以及安全要求的提高，需要驅(qū)動(dòng)器本身可以根據(jù)遠(yuǎn)程指令或者預(yù)置的程序，動(dòng)態(tài)調(diào)整參數(shù)，從而保證整體系統(tǒng)的工作性能，這就需要對(duì)當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)進(jìn)行大幅度改進(jìn)。現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)器也是無法滿足這一要求的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)需解決的問題是針對(duì)現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)器的缺點(diǎn)提供一種工作模式多樣化、可根據(jù)不同場合需求靈活控制的集成化數(shù)字式多功能驅(qū)動(dòng)器。為解決上述問題，本專利技術(shù)采取技術(shù)方案為：一種數(shù)字式多功能驅(qū)動(dòng)器，包括：主控模塊，由MCU及存儲(chǔ)器組成，用于協(xié)調(diào)控制各功能模塊工作；傳感器模塊，采集輸入端、輸出端電壓電流信號(hào)傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，由模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸給MCU供MCU在大范圍內(nèi)確定輸出控制信號(hào)；數(shù)字脈寬調(diào)制模塊，與MCU連接，在設(shè)定的信號(hào)頻率下產(chǎn)生指定的導(dǎo)通脈寬并根據(jù)控制指令對(duì)信號(hào)頻率進(jìn)行控制；開關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)模塊，與數(shù)字脈寬調(diào)制模塊連接，接收設(shè)定脈寬信號(hào)進(jìn)行波形整形，輸出驅(qū)動(dòng)恒功率晶體管；還包括與MCU連接的遠(yuǎn)程控制接口模塊；所述MCU根據(jù)遠(yuǎn)程控制中心的指令或者預(yù)置的程序，按照工作模式以查表的方式從存儲(chǔ)器中查找相應(yīng)的配置參數(shù)，通過配置參數(shù)確定需輸出的脈寬調(diào)制的信號(hào)給數(shù)字脈寬調(diào)制模塊及開關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)模塊，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)開關(guān)晶體管實(shí)現(xiàn)相應(yīng)指令模式下的工作。優(yōu)選的，所述傳感器模塊包括輸入電壓傳感器及輸出電壓傳感器、輸出電流傳感器、與開關(guān)晶體管串聯(lián)的開關(guān)電流檢測傳感器；所述傳感器模塊由MCU根據(jù)遠(yuǎn)程指令或預(yù)置的程序有選擇的使用，實(shí)現(xiàn)傳感器與不同工作模式及控制精度的匹配。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果在于：（1）所述驅(qū)動(dòng)器內(nèi)根據(jù)不同工作模式預(yù)存參數(shù)配置表格，MCU在各種工作模式下都能夠以查表方式快速動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)參數(shù)配置的優(yōu)化調(diào)整，使驅(qū)動(dòng)器能在不同場合需求下調(diào)整工作狀態(tài)保證工作指標(biāo)不惡化；（2）所述驅(qū)動(dòng)器具有恒壓、恒流、恒功率等多種工作模式；工作模式下的控制精度還可根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及相關(guān)算法參數(shù)調(diào)整；（3）所述驅(qū)動(dòng)器具有遠(yuǎn)程通訊接口可根據(jù)遠(yuǎn)程指令或預(yù)置程序?qū)ぷ髂Ｊ竭M(jìn)行控制靈活控制。附圖說明圖1所述驅(qū)動(dòng)器組成結(jié)構(gòu)示意框圖；圖2所述驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例電路原理示意圖；圖3所述驅(qū)動(dòng)器脈寬與交流電源輸入峰值調(diào)整系數(shù)實(shí)施例曲線圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)的內(nèi)容作進(jìn)一步的詳述。如圖1，本專利技術(shù)所揭示的驅(qū)動(dòng)器包括主控模塊及遠(yuǎn)程控制接口模塊、傳感器模塊、數(shù)字脈寬調(diào)制模塊、開關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)模塊。交流電源經(jīng)由整流模塊整流后連接電感L,經(jīng)由電感L為負(fù)載供電，負(fù)載另一端通過開關(guān)晶體管SW接地。MCU與MEMORY存儲(chǔ)器、遠(yuǎn)程控制接口模塊、數(shù)字脈寬調(diào)制模塊（DPWM發(fā)生器）、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接，DPWM發(fā)生器輸出端與開關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)模塊連接，開關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)模塊輸出端連接開關(guān)晶體管控制端。輸出電流傳感器串聯(lián)于供電回路中，輸出電壓傳感器與負(fù)載并聯(lián)，開關(guān)電流傳感器Rs串聯(lián)于開關(guān)晶體管與地之間，輸入電壓傳感器與交流電源及地連接。各個(gè)傳感器輸出端均與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接，其采集的信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后輸出給MCU。交流電源AC輸入經(jīng)過輸入整流模塊轉(zhuǎn)換為直流電壓，開關(guān)晶體管SW導(dǎo)通時(shí)，電流經(jīng)過電感L、負(fù)載、輸出電流傳感器、開關(guān)晶體管、開關(guān)電流傳感器Rs到地，電流由于整流后電壓的存在而逐漸變大；開關(guān)晶體管SW斷開時(shí)，電流經(jīng)過電感L、負(fù)載、輸出電流傳感器、二極管D形成回路，由于電感上的電流變化是逐步進(jìn)行的，所以負(fù)載上的電流逐漸變小。體現(xiàn)在負(fù)載上即是開關(guān)晶體管一個(gè)通斷過程內(nèi)的平均電流。在恒流工作模式下，開關(guān)晶體管SW的導(dǎo)通時(shí)間越長，回路中的電流越大（電流峰值和平均值）；開關(guān)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間越短，回路中的電流越小（電流峰值和平均值）；在恒功率工作模式下，輸出電壓和輸出電流調(diào)試在監(jiān)測范圍內(nèi)。可以通過設(shè)定電壓的一個(gè)范圍，得到一個(gè)工作允許的電流的區(qū)間；或者通過設(shè)定電流的范圍，得到一個(gè)工作允許的電壓的區(qū)間。在恒壓工作模式下，開關(guān)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間越長，負(fù)載上的電壓越高（電壓峰值和平均值）；開關(guān)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間越短，負(fù)載上的電壓越小（電壓峰值和平均值）。輸入電壓傳感器用于監(jiān)測輸入電壓的峰值，并通過前饋的方式，MCU根據(jù)其信號(hào)在大范圍內(nèi)確定開關(guān)晶體管SW的通斷時(shí)間。當(dāng)輸入電壓升高時(shí)，整流后的直流電壓相應(yīng)升高，獲得同樣的輸出電流或者輸出電壓時(shí)需要的開關(guān)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間縮短，MCU通過計(jì)算以及內(nèi)部的查表，可以得到需要的開關(guān)晶體管導(dǎo)通時(shí)間；當(dāng)輸入電壓降低時(shí)，整流后的直流電壓相應(yīng)降低，獲得同樣的輸出電流或者輸出電壓時(shí)需要的開關(guān)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間增加，MCU通過計(jì)算以及內(nèi)部的查表，可以得到需要的開關(guān)晶體管導(dǎo)通時(shí)間。輸出電壓傳感器用于監(jiān)測輸出電壓的大小以及紋波的幅度。直接監(jiān)測輸出電壓以及紋波的大小，可以精確控制輸出電壓以及紋波的數(shù)值。當(dāng)輸出電壓過高，則降低開關(guān)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間；當(dāng)輸出電壓過低，則增加開關(guān)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間。當(dāng)輸出電壓的紋波過大，則加快開關(guān)晶體管的開關(guān)頻率；當(dāng)整體效率低于預(yù)期值或者紋波電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于要求值，則降低開關(guān)晶體管的開關(guān)頻率。輸出電流傳感器用于監(jiān)測輸出電流的大小以及電流的波動(dòng)。直接監(jiān)測輸出電流以及紋波的大小，可以精確控制輸出電流以及紋波的數(shù)值。當(dāng)輸出電流過高，則降低開關(guān)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間；當(dāng)輸出電流過低，則增加開關(guān)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間。當(dāng)輸出電流的紋波過大，則加快開關(guān)晶體管的開關(guān)頻率；當(dāng)整體效率低于預(yù)期值或者紋波電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于要求值，則降低開關(guān)晶體管的開關(guān)頻率。開關(guān)電流傳感器Rs用于監(jiān)測開關(guān)晶體管每一個(gè)通斷時(shí)間內(nèi)電流的最大值，從而使MCU根據(jù)電流的波形以及周期，推算大致的輸出電流。上述四個(gè)傳感器可由MCU根據(jù)遠(yuǎn)程指令或預(yù)置的程序有選擇的使用，在各種工作狀態(tài)下，需要配置的傳感器類型與總線如下表所示。如所述驅(qū)動(dòng)器工作在需多種工作模式可以互換的環(huán)境中，需要將所有的傳感器都進(jìn)行配置，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊或者總線配置時(shí)，根據(jù)需要對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換以及傳輸，忽略掉不需要的數(shù)據(jù)即可。如果能夠確定一定環(huán)境下的工作模式，可以根據(jù)需要減少傳感器的配置，如在僅需要精確恒流的工作環(huán)境下，需要配置的傳感器為輸入電壓傳感器、開關(guān)電流檢測Rs、輸出電流傳感器3個(gè)，不需要配置輸出電壓傳感器。配置傳感器的類型以及精度，根據(jù)實(shí)際需要確定。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊可內(nèi)置濾波器，其將輸入電壓傳感器、輸出電壓傳感器、輸出電流傳感器、開關(guān)電流傳感器Rs傳送來的信號(hào)進(jìn)行模擬濾波，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為2進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，再通過數(shù)據(jù)總線DB1、DB2、DB3、DB4傳送到MCU。模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以分別針對(duì)每一個(gè)傳感器進(jìn)行配置，也可以多個(gè)傳感器共用一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。在分別配置模式下，每一個(gè)傳感器根據(jù)自身的工作特征，如頻率、紋波大小、噪聲等性能，有與之匹配的濾波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)應(yīng)；在共用配置模式下，每一個(gè)傳感器根據(jù)自身的工作特征，如頻率、紋波大本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種數(shù)字式多功能驅(qū)動(dòng)器，包括：主控模塊，由MCU及存儲(chǔ)器組成，用于協(xié)調(diào)控制各功能模塊工作；傳感器模塊，采集輸入端、輸出端電壓電流信號(hào)傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，由模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸給MCU供MCU在大范圍內(nèi)確定輸出控制信號(hào)；數(shù)字脈寬調(diào)制模塊，與MCU連接，在接收MCU指令產(chǎn)生指定的導(dǎo)通脈寬并根據(jù)控制指令對(duì)信號(hào)頻率進(jìn)行控制；開關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)模塊，與數(shù)字脈寬調(diào)制模塊連接，接收設(shè)定脈寬信號(hào)進(jìn)行波形整形，輸出驅(qū)動(dòng)恒功率晶體管；其特征在于，還包括與MCU連接的遠(yuǎn)程控制接口模塊；所述MCU根據(jù)遠(yuǎn)程控制中心的指令或者預(yù)置的程序，按照工作模式以查表的方式從存儲(chǔ)器中查找相應(yīng)的配置參數(shù)，通過配置參數(shù)確定需輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)給數(shù)字脈寬調(diào)制模塊及開關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)模塊，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)開關(guān)晶體管實(shí)現(xiàn)相應(yīng)指令模式下的工作。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種數(shù)字式多功能驅(qū)動(dòng)器，包括：主控模塊，由MCU及存儲(chǔ)器組成，用于協(xié)調(diào)控制各功能模塊工作；傳感器模塊，采集輸入端、輸出端電壓電流信號(hào)傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，由模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸給MCU供MCU在大范圍內(nèi)確定輸出控制信號(hào)；數(shù)字脈寬調(diào)制模塊，與MCU連接，在接收MCU指令產(chǎn)生指定的導(dǎo)通脈寬并根據(jù)控制指令對(duì)信號(hào)頻率進(jìn)行控制；開關(guān)晶體管驅(qū)動(dòng)模塊，與數(shù)字脈寬調(diào)制模塊連接，接收設(shè)定脈寬信號(hào)進(jìn)行波形整形，輸出驅(qū)動(dòng)開關(guān)功率晶體管；其特征在于，還包括與MCU連接的遠(yuǎn)程控制接口模塊；所述MCU根據(jù)遠(yuǎn)程控...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張建民，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：惠州市科信達(dá)電子有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：