一种恒流式脉冲调制电路的制作方法

本实用新型属于脉冲治疗仪技术改进领域，尤其涉及一种恒流式脉冲调制电路。

背景技术：

在电子系统中，PWM 电路常为整个电路系统提供脉冲调制信号，调节脉冲的占空比，实现各种电路功能，是一个不可或缺的功能模块。传统的PWM 电路一般采用比较器将振荡器输出信号VC_R（通常为三角波）和误差放大器输出电压VEAO 进行比较，产生一个由反馈信号决定占空比的方波（PWM 信号）。但是，通常一个电子系统中PWM 比较器的两个信号线之间存在耦合电容，一条信号线上的脉冲跃变会损坏另一条信号线上的信号，这样的PWM比较器抗干扰能力较低，造成系统时序产生毛刺，甚至导致系统时序紊乱等问题，严重影响电子系统的整体性能。对于D 类放大器（Class D）以及马达驱动电路等全桥电路而言，往往需要两只PWM 比较器，产生一对相位互补的驱动信号，而这些缺陷产生的毛刺会对这类电路产生严重的干扰，影响电路的线性度，并且带来额外的电磁干扰。由于毛刺信号对性能要求较高的电路有很大的影响，因此如何有效抑制毛刺信号就成了一个非常突出的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种恒流式脉冲调制电路，旨在解决上述的技术问题。

本实用新型是这样实现的，一种恒流式脉冲调制电路，该恒流式脉冲调制电路包括电源模块、微处理器、积分网络模块、放大或比较模块、电流采样及反馈模块、电压控制模块、变压隔离及放大模块、驱动模块及RC网络及输出模块，所述微处理器的输出端分别连接所述积分网络模块的输入端及驱动模块的输入端，所述积分网络模块的输出端连接所述放大或比较模块的输入端，所述放大或比较模块的输出端连接所述电压控制模块的输入端，所述电压控制模块的输出端连接所述变压隔离及放大模块的输入端，所述变压隔离及放大模块的输出端连接所述RC网络及输出模块的输入端，所述驱动模块的输出端分别连接所述变压隔离及放大模块的输入端及电流采样及反馈模块的输入端，所述电压控制模块的输出端连接所述电流采样及反馈模块的输入端，所述电流采样及反馈模块的输出端连接所述放大或比较模块的输入端，所述电源模块分别电性连接所述微处理器、放大或比较模块及电压控制模块。

本实用新型的进一步技术方案是：所述放大或比较模块采用放大器控制时，所述放大或比较模块包括放大器IC1A、电阻R4、电阻R5及电阻R7，所述放大器IC1A的第3脚连接所述电阻R4的一端，所述放大器IC1A的第2脚连接所述电阻R7的一端，所述放大器IC1A的第1脚连接所述电阻R5的一端，所述放大器IC1A的第8脚连接直流电源5V，所述放大器IC1A的第4脚接地。

本实用新型的进一步技术方案是：所述电压控制模块包括电阻R1、电阻R6、电容器E1、三极管Q1及三极管Q2，所述三极管Q2的基极连接所述电阻R5的另一端，所述三极管Q2的集电极分别连接电阻R1的一端及三极管Q1的基极，所述电阻R1的另一端与三极管Q1的发射极分别连接电源VCC，所述三极管Q2的发射极连接所述电阻R6的一端，所述三极管Q1的集电极分别连接所述电阻R6的另一端及电容器E1的一端，所述电容器E1的另一端接地。

本实用新型的进一步技术方案是：所述驱动模块包括电阻R20、电阻R21、三极管Q3及三极管Q4，所述电阻R20的一端连接所述三极管Q3的基极，所述电阻R21的一端连接所述三极管Q4的基极，所述三极管Q3的发射极及三极管Q4的发射极分别接地；所述变压隔离及放大模块包括变压器T，所述变压器T的第1脚连接所述三极管Q3的集电极，所述变压器T的第2脚连接所述三极管Q4的集电极，所述变压器T的第3脚连接所述三极管Q1的集电极、电阻R6的另一端及电容器E1的一端。

本实用新型的进一步技术方案是：所述电流采样及反馈模块包括电阻R8，所述电阻R8的一端分别连接所述电阻R7的另一端、电阻R6的一端及三极管Q2的发射极，所述电阻R8的另一端接地。

本实用新型的进一步技术方案是：所述放大或比较模块采用比较器控制时，所述放大或比较模块包括比较器IC1A、电阻R4、电阻R7及电容C4，所述比较器IC1A的第2脚连接所述电阻R4的一端，所示比较器IC1A的第3脚分别连接所述电阻R7的一端及电容C4的一端，所述比较器IC1A的第8脚连接直流电源5V，所述比较器IC1A的第4脚接地。

本实用新型的进一步技术方案是：所述电压控制模块包括电阻R5、电阻R1、电容器E1及三极管Q1，电阻R5的一端连接所述比较器IC1A的第1脚，所述电阻R5的另一端分别连接电阻R1的一端、电容器E1的一端及三极管Q1的基极，所述电阻R1的另一端、电容器E1的另一端及三极管Q1的发射极均接电源VCC。

本实用新型的进一步技术方案是：所述驱动模块包括电阻R20、电阻R21、三极管Q3及三极管Q4，电阻R20的一端连接三极管Q3的基极，所述电阻R21的一端连接三极管Q4的基极；所述变压隔离及放大模块包括变压器T，所述变压器T的第1脚连接所述三极管Q3的集电极，所述变压器T的第2脚连接所述三极管Q4的集电极，所述变压器T的第3脚连接所述三极管Q1的集电极。

本实用新型的进一步技术方案是：所述电流采样及反馈模块包括电阻R8，所述电阻R8的一端分别连接所述三极管Q3的发射极、三极管Q4的发射极、电阻R7的另一端及电容C4的另一端，所述电阻R8的另一端接地。

本实用新型的进一步技术方案是：所述RC网络及输出模块包括电阻R19及电容C3，所述变压器T的第4脚连接所述电阻R19与电容C3并联后的一端并输出，所述变压器T的第5脚连接所述电阻R19与电容C3并联后的另一端并输出；所述积分网络模块包括电阻R2、电阻R3、电容C1及电容C2，所述电阻R2的一端连接微处理器，所述电阻R2的另一端分别连接电容C1的一端及电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端分别连接电容C2的一端及电阻R4的另一端，所述电容C1的另一端及电容C2的另一端均接地。

本实用新型的有益效果是：可以利用完全对称的三角波信号产生需要的互补驱动信号，从而相互抵消各自输入端三角波耦合到误差放大器输出信号上的毛刺。这样误差放大器输出信号中的噪声就完全抵消，避免了毛刺的出现，减少了耦合干扰，有效地提高采样电路精确性和系统稳定性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的采用放大器控制时的模块划分示意图。

图2是本实用新型实施例提供的采用比较器控制时的模块划分示意图。

图3是本实用新型实施例提供的恒流式脉冲调制电路的结构框图。

具体实施方式

图1示出了本实用新型提供的一种恒流式脉冲调制电路，该恒流式脉冲调制电路包括电源模块、微处理器、积分网络模块、放大或比较模块、电流采样及反馈模块、电压控制模块、变压隔离及放大模块、驱动模块及RC网络及输出模块，所述微处理器的输出端分别连接所述积分网络模块的输入端及驱动模块的输入端，所述积分网络模块的输出端连接所述放大或比较模块的输入端，所述放大或比较模块的输出端连接所述电压控制模块的输入端，所述电压控制模块的输出端连接所述变压隔离及放大模块的输入端，所述变压隔离及放大模块的输出端连接所述RC网络及输出模块的输入端，所述驱动模块的输出端分别连接所述变压隔离及放大模块的输入端及电流采样及反馈模块的输入端，所述电压控制模块的输出端连接所述电流采样及反馈模块的输入端，所述电流采样及反馈模块的输出端连接所述放大或比较模块的输入端，所述电源模块分别电性连接所述微处理器、放大或比较模块及电压控制模块。

所述放大或比较模块采用放大器控制时，所述放大或比较模块包括放大器IC1A、电阻R4、电阻R5及电阻R7，所述放大器IC1A的第3脚连接所述电阻R4的一端，所述放大器IC1A的第2脚连接所述电阻R7的一端，所述放大器IC1A的第1脚连接所述电阻R5的一端，所述放大器IC1A的第8脚连接直流电源5V，所述放大器IC1A的第4脚接地。

所述电压控制模块包括电阻R1、电阻R6、电容器E1、三极管Q1及三极管Q2，所述三极管Q2的基极连接所述电阻R5的另一端，所述三极管Q2的集电极分别连接电阻R1的一端及三极管Q1的基极，所述电阻R1的另一端与三极管Q1的发射极分别连接电源VCC，所述三极管Q2的发射极连接所述电阻R6的一端，所述三极管Q1的集电极分别连接所述电阻R6的另一端及电容器E1的一端，所述电容器E1的另一端接地。

所述驱动模块包括电阻R20、电阻R21、三极管Q3及三极管Q4，所述电阻R20的一端连接所述三极管Q3的基极，所述电阻R21的一端连接所述三极管Q4的基极，所述三极管Q3的发射极及三极管Q4的发射极分别接地；所述变压隔离及放大模块包括变压器T，所述变压器T的第1脚连接所述三极管Q3的集电极，所述变压器T的第2脚连接所述三极管Q4的集电极，所述变压器T的第3脚连接所述三极管Q1的集电极、电阻R6的另一端及电容器E1的一端。

所述电流采样及反馈模块包括电阻R8，所述电阻R8的一端分别连接所述电阻R7的另一端、电阻R6的一端及三极管Q2的发射极，所述电阻R8的另一端接地。

所述放大或比较模块采用比较器控制时，所述放大或比较模块包括比较器IC1A、电阻R4、电阻R7及电容C4，所述比较器IC1A的第2脚连接所述电阻R4的一端，所示比较器IC1A的第3脚分别连接所述电阻R7的一端及电容C4的一端，所述比较器IC1A的第8脚连接直流电源5V，所述比较器IC1A的第4脚接地。

所述电压控制模块包括电阻R5、电阻R1、电容器E1及三极管Q1，电阻R5的一端连接所述比较器IC1A的第1脚，所述电阻R5的另一端分别连接电阻R1的一端、电容器E1的一端及三极管Q1的基极，所述电阻R1的另一端、电容器E1的另一端及三极管Q1的发射极均接电源VCC。

所述驱动模块包括电阻R20、电阻R21、三极管Q3及三极管Q4，电阻R20的一端连接三极管Q3的基极，所述电阻R21的一端连接三极管Q4的基极；所述变压隔离及放大模块包括变压器T，所述变压器T的第1脚连接所述三极管Q3的集电极，所述变压器T的第2脚连接所述三极管Q4的集电极，所述变压器T的第3脚连接所述三极管Q1的集电极。

所述电流采样及反馈模块包括电阻R8，所述电阻R8的一端分别连接所述三极管Q3的发射极、三极管Q4的发射极、电阻R7的另一端及电容C4的另一端，所述电阻R8的另一端接地。

所述RC网络及输出模块包括电阻R19及电容C3，所述变压器T的第4脚连接所述电阻R19与电容C3并联后的一端并输出，所述变压器T的第5脚连接所述电阻R19与电容C3并联后的另一端并输出；所述积分网络模块包括电阻R2、电阻R3、电容C1及电容C2，所述电阻R2的一端连接微处理器，所述电阻R2的另一端分别连接电容C1的一端及电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端分别连接电容C2的一端及电阻R4的另一端，所述电容C1的另一端及电容C2的另一端均接地。

电源模块提供电路所需的直流电源，VDD供MCU及放大或比较电路需要电压，VCC提供给电压控制电路和隔离变压器。

微处理器MCU，为整个电路提供PWM波形及驱动控制，PWM经积分网络实现调制波形（直接使用DAC效果更好，这里的PWN及积分网络就是实现DAC功能，只是以低成本的方式实现），驱动电路由MCU控制，用于实现被调制波形及变压器的驱动，一般被调制波形的频率是低于100KHz的脉冲波形。

积分网络模块，完成对PWM波形的积分，用于实现所需的调制波形，一般为一级或两级积分网络。此电路完全可以使用DAC实现。

放大或比较模块，至于是放大还是比较跟电流采样及反馈是取F2还是F1有关。当采用放大电路时电流采样及反馈取F1，当采用比较电路时电流采样及反馈取F2。

电压控制模块，主要是把供电电压VCC经过控制后输送给变压隔离及放大模块的变压器输入端，以达到控制变压器输入电压的目的。

变压隔离及放大模块，其主要器件是一个隔离变压器，实现输入与输出的电气隔离及脉冲调制的波形的再次放大，输出端接RC网络及输出模块经RC网络后实现调制波形的最终输出。

驱动模块，主要实现两方面的工作，一是实现被调制脉冲波形，二是驱动变压隔离及放大模块的变压器。

电流采样及反馈模块，电流的取样位置取决于放大或比较模块是采用放大电路还是比较电路，当放大或比较模块采用放大电路时电流采样取F1即从M5电压控制模块采样，当放大或比较模块采用比较电路时电流采样取F2即从驱动模块采样。

RC网络及输出模块，RC网络的作用是消除变压隔离及放大模块中变压器输出的波形可能产生的毛刺或尖峰等，其中电阻也做假负载使用，避免变压器输出完全空载，此电阻一般取值较大，尽可能减小对实际负载的影响。

放大或比较模块采用放大器（IC1A是放大器，如LM358），此电路中R6及E1根据实际需求是否采用，当输出波形非连续时一般取消E1，当输出电流稳定度需要提高时可取消R6。

放大或比较模块采用比较电路（IC1A是比较器,如LM2903）。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。