一種智能pwm驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電子技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種智能PWM驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電子技術(shù)的迅猛興起使得電子產(chǎn)品的更新日 益加快，逐漸趨向于功能全面、外觀獨(dú)特、使用方便、追求時(shí)尚與實(shí)用、個(gè)性化要求體驗(yàn)創(chuàng)新 等方向發(fā)展，從而各類電子產(chǎn)品如手機(jī)、化t手提電腦、相機(jī)等已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜?不可少的部分，已經(jīng)成為人們生活息息相關(guān)的一部分，而電子產(chǎn)品多面臨一個(gè)充電的問(wèn)題， 電子產(chǎn)品充電的時(shí)候無(wú)法直觀的觀察充電情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的通過(guò)對(duì)USB數(shù)據(jù)線中的電源和地線進(jìn)行電流檢測(cè)，分段控制并產(chǎn)生不同 頻率的PWM信號(hào)，該信號(hào)將會(huì)控制串聯(lián)通路上LED燈的恒亮、低頻閃亮、高頻閃亮W及關(guān)斷 等多種工作模式。
[0004] 本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的采用W下技術(shù)方案： 一種智能PWM驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括電流檢測(cè)模塊、電壓轉(zhuǎn)換模塊、參考電壓模 塊、比較模塊、邏輯運(yùn)算模塊、振蕩器模塊、驅(qū)動(dòng)單元、L邸指示單元，電流檢測(cè)模塊連接電壓 轉(zhuǎn)換模塊，電壓轉(zhuǎn)換模塊連接比較模塊的同相輸入端，比較模塊的異相輸入端連接參考電 壓模塊，比較模塊的輸出端連接邏輯運(yùn)算模塊，邏輯運(yùn)算模塊連接振蕩器模塊，邏輯運(yùn)算模 塊連接驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元連接L邸燈。
[0005] 上述技術(shù)方案，所述電流檢測(cè)模塊包括電阻R4-R6,運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的異 相輸入端通過(guò)電阻R5接USB正電極端，運(yùn)算放大器的同相輸入端通過(guò)串聯(lián)的電阻R4、電子 R6連接USB正電極端。
[0006] 上述技術(shù)方案，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊包括場(chǎng)效應(yīng)管Q1、電阻R7,場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極 接運(yùn)算放大器輸出端，漏極連接運(yùn)算放大器同相輸入端，源極連接電阻R7,電阻R7另一端 接地。
[0007] 上述技術(shù)方案，參考電壓模塊包括運(yùn)算放大器OP，電阻R1-R3,并聯(lián)個(gè)數(shù)為1 :N的 PNP管Q3和PNP管組Q4,電阻R1連接在運(yùn)算放大器OP的異相輸入端和輸出端之間，電阻 R2連接在運(yùn)算放大器OP的同相輸入端和輸出端之間，電阻R3連接運(yùn)算放大器OP的同相輸 入端和PNP管組Q4的發(fā)射極，=極管Q3的發(fā)射極接運(yùn)算放大器OP的異相輸入端，運(yùn)算放 大器OP的輸出端通過(guò)4個(gè)串聯(lián)的電阻接地，兩兩電阻間的電壓作為參考電壓輸出。
[0008] 上述技術(shù)方案，所述比較電路包括3個(gè)比較器，3個(gè)比較器的同相輸入端均連接電 阻R7與場(chǎng)效應(yīng)管Q1源極的連接端，異相輸入端分別連接參考電壓模塊的參考電壓輸出端， 3個(gè)比較器的輸出端連接邏輯運(yùn)算模塊。
[0009] 上述技術(shù)方案，所述比較電路包括3個(gè)比較器，3個(gè)比較器的同相輸入端均連接電 阻R7與場(chǎng)效應(yīng)管Q1源極的連接端，異相輸入端分別連接參考電壓模塊的參考電壓輸出端， 3個(gè)比較器的輸出端連接邏輯運(yùn)算模塊。
[0010] 上述技術(shù)方案，Bitl-Bi口為比較器模塊產(chǎn)生的輸出控制信號(hào)，二選一選擇器模 塊的輸入信號(hào)分別為mz和2化的PWM控制信號(hào)，通過(guò)Bitl-Bi口的邏輯組合，對(duì)二選一 選擇器進(jìn)行頻率選擇W及恒開(kāi)啟或者恒關(guān)斷的控制信號(hào)輸出，W此來(lái)實(shí)現(xiàn)所驅(qū)動(dòng)MOS器件 的開(kāi)關(guān)控制。
[0011] 上述技術(shù)方案，振蕩器模塊包括依次連接的基準(zhǔn)電流電路，比較器電路W及分頻 電路； 基準(zhǔn)電流電路，通過(guò)分壓電阻取出比較器的高位比較參考電壓VREF_H，和地位比較參 考電壓VREF_U采用運(yùn)輸放大器OP構(gòu)成的源跟隨電路產(chǎn)生充放電電流的基準(zhǔn)電路，通過(guò)鏡 像后電路后提供到比較器COMP的異相輸入端，分別在高位和地位比較時(shí)提供充電和放電 電流， 比較器電路包括一個(gè)高速比較器COMP構(gòu)成，比較器負(fù)端電壓VN分別與高位比較參考 電壓VREF_H和地位比較參考電壓VREF_L進(jìn)行比較并翻轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)一定頻率的振蕩信號(hào)。 分頻電路，采用D觸發(fā)器（DFF)來(lái)輸出mz和甜Z的頻率進(jìn)入邏輯運(yùn)算模塊進(jìn)行運(yùn)算和選 擇。
[0012] 本發(fā)明因?yàn)椴捎蒙鲜黾夹g(shù)方案，因此具備W下有益效果： 本發(fā)明通過(guò)專用集成電路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)利用單顆L邸燈來(lái)區(qū)分不同充電狀態(tài)，外圍電路 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不同充電狀態(tài)的檢測(cè)精度高。相比較于傳統(tǒng)做法節(jié)省L邸等的使用數(shù)量，減小系 統(tǒng)方案的PCB面積和插口體積。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的框圖； 圖2為本發(fā)明的電路圖； 圖3本發(fā)明邏輯模塊電路； 圖4為本發(fā)明電壓檢測(cè)模塊圖； 圖5為本發(fā)明的參考電壓模塊電路圖； 圖6為本發(fā)明的比較器電路圖； 圖7為邏輯和振蕩器電路。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 圖4為電流檢測(cè)與電壓轉(zhuǎn)換電路，R4是檢測(cè)電阻，流過(guò)電流為IL，由于運(yùn)放輸入 兩端電壓相等，因此有VP1=VN1，假設(shè)D+in端電壓為VDP，D+out端電壓為VDN，電阻R6=R5， 則有： VDN=VDP+IL*R4 VP=V 面+1〇 城 5 VDN=VN1 Io=(VDN-VP)/R6 由W上4式可計(jì)算出；Vsense=Io*20貼=20*IL*貼 也就是說(shuō)，對(duì)于給定的電阻R4,輸出電壓直接反應(yīng)出流過(guò)檢測(cè)電阻的電流的大小。
[0015] 參考電壓Vout與檢測(cè)電壓Vsense經(jīng)過(guò)比較器比較后驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管Q2和Q5， 從而驅(qū)動(dòng)LED燈和音樂(lè)模塊工作。
[0016] 圖5為參考電壓產(chǎn)生電路 圖1中0P是運(yùn)輸放大器，Q3，Q4是并聯(lián)個(gè)數(shù)為1 ;N的PNP管。由于運(yùn)放兩端VP、VN電 壓相等，即VP=VN，而PNP管的并聯(lián)個(gè)數(shù)比為1;N(使用電路設(shè)計(jì)中一般為1:8)，使得Q3和 Q4的Vbe形成一個(gè)值為AVbe的電壓差，結(jié)合運(yùn)放特性，可W確定電阻R3兩端的電壓差就 是AVbe，該是一個(gè)正溫度系數(shù)的電壓。流過(guò)電阻R3的電流為AVbe/R3,該樣就可W計(jì)算 出Vout的電壓；Vout=Vbe2+(AVbe/R3)* 巧3+R2) 由于Vbe2是負(fù)溫系數(shù)的電壓，因此，正負(fù)兩個(gè)溫度系數(shù)的電壓疊加，就可W設(shè)計(jì)出一 個(gè)零溫度系數(shù)的電壓。將Vout通過(guò)電阻進(jìn)行分壓后，就可W得到多路參考電壓。
[0017] 圖6是一個(gè)帶正反饋的高速比較器。
[0018] MPLMP2是比較器輸入對(duì)管，當(dāng)INP端電壓高于1順端電壓時(shí)，流過(guò)MP2的電流減 小，流過(guò)MP1的電流增大，同時(shí)，A點(diǎn)電壓升高，B點(diǎn)電壓降低，使得流過(guò)Ml的電流減小，流過(guò) M2的電流增大，進(jìn)一步促使流過(guò)MP1的電流全部流過(guò)M3,同樣，流過(guò)MP2的電流被M2分走 更多，流過(guò)M4的電流進(jìn)一步減小，經(jīng)過(guò)M3，M5和M4,M6該兩組電流鏡鏡像后，流過(guò)M8的電 流遠(yuǎn)大于流過(guò)M6,從而使輸出電壓OUT被拉為高電平。同理，若INP電壓低于I順端電壓， W上分析相反即可。
[0019]圖3是邏輯運(yùn)算模塊，PWM控制真值表
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種智能PWM驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括電流檢測(cè)模塊、電壓轉(zhuǎn)換模塊、參考電壓 模塊、比較模塊、邏輯運(yùn)算模塊、振蕩器模塊、驅(qū)動(dòng)單元、LED指示單元，電流檢測(cè)模塊連接電 壓轉(zhuǎn)換模塊，電壓轉(zhuǎn)換模塊連接比較模塊的同相輸入端，比較模塊的異相輸入端連接參考 電壓模塊，比較模塊的輸出端連接邏輯運(yùn)算模塊，邏輯運(yùn)算模塊連接振蕩器模塊，邏輯運(yùn)算 模塊連接驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元連接LED燈。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能PWM驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述電流檢測(cè)模塊包括 電阻R4-R6,運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的異相輸入端通過(guò)電阻R5接USB正電極端，運(yùn)算放大 器的同相輸入端通過(guò)串聯(lián)的電阻R4、電子R6連接USB正電極端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能PWM驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊包括 場(chǎng)效應(yīng)管Q1、電阻R7,場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極接運(yùn)算放大器輸出端，漏極連接運(yùn)算放大器同相 輸入端，源極連接電阻R7,電阻R7另一端接地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶音樂(lè)提醒功能的USB數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于： 參考電壓模塊包括運(yùn)算放大器0P，電阻R1-R3,并聯(lián)個(gè)數(shù)為I:N的PNP管Q3和PNP管組Q4， 電阻Rl連接在運(yùn)算放大器OP的異相輸入端和輸出端之間，電阻R2連接在運(yùn)算放大器OP的 同相輸入端和輸出端之間，電阻R3連接運(yùn)算放大器OP的同相輸入端和PNP管組Q4的發(fā)射 極，三極管Q3的發(fā)射極接運(yùn)算放大器OP的異相輸入端，運(yùn)算放大器OP的輸出端通過(guò)4個(gè) 串聯(lián)的電阻接地，兩兩電阻間的電壓作為參考電壓輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種帶音樂(lè)提醒功能的USB數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路，其特征 在于：所述比較電路包括3個(gè)比較器，3個(gè)比較器的同相輸入端均連接電阻R7與場(chǎng)效應(yīng)管 Ql源極的連接端，異相輸入端分別連接參考電壓模塊的參考電壓輸出端，3個(gè)比較器的輸 出端連接邏輯運(yùn)算模塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5任一所述的一種帶音樂(lè)提醒功能的USB數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路，其特征在 于：所述比較電路包括3個(gè)比較器，3個(gè)比較器的同相輸入端均連接電阻R7與場(chǎng)效應(yīng)管Ql 源極的連接端，異相輸入端分別連接參考電壓模塊的參考電壓輸出端，3個(gè)比較器的輸出端 連接邏輯運(yùn)算模塊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4一6所述的LED燈閃爍提示和音樂(lè)模塊提醒功能電路，Bitl-Bit3 為比較器模塊產(chǎn)生的輸出控制信號(hào)，二選一選擇器模塊的輸入信號(hào)分別為IHz和2Hz的PWM 控制信號(hào)，通過(guò)Bitl-Bit3的邏輯組合，對(duì)二選一選擇器進(jìn)行頻率選擇以及恒開(kāi)啟或者恒 關(guān)斷的控制信號(hào)輸出，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)所驅(qū)動(dòng)MOS器件的開(kāi)關(guān)控制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7任一所述的一種帶音樂(lè)提醒功能的USB數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路，其特征在 于：振蕩器模塊包括依次連接的基準(zhǔn)電流電路，比較器電路以及分頻電路； 基準(zhǔn)電流電路，通過(guò)分壓電阻取出比較器的高位比較參考電壓VREF_H，和地位比較參 考電壓VREF_L，采用運(yùn)輸放大器OP構(gòu)成的源跟隨電路產(chǎn)生充放電電流的基準(zhǔn)電路，通過(guò)鏡 像后電路后提供到比較器COMP的異相輸入端，分別在高位和地位比較時(shí)提供充電和放電 電流， 比較器電路包括一個(gè)高速比較器COMP構(gòu)成，比較器負(fù)端電壓VN分別與高位比較參考 電壓VREF_H和地位比較參考電壓VREF_L進(jìn)行比較并翻轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)一定頻率的振蕩信號(hào)。
9. 分頻電路，采用D觸發(fā)器（DFF)來(lái)輸出IHz和2Hz的頻率進(jìn)入邏輯運(yùn)算模塊進(jìn)行運(yùn) 算和選擇。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種智能PWM驅(qū)動(dòng)電路，本發(fā)明通過(guò)對(duì)USB數(shù)據(jù)線中的電源和地線進(jìn)行電流檢測(cè)，分段控制并產(chǎn)生不同頻率的PWM信號(hào)，該信號(hào)將會(huì)控制串聯(lián)通路上LED燈的恒亮、低頻閃亮、高頻閃亮以及關(guān)斷等多種工作模式。其包括電流檢測(cè)模塊、電壓轉(zhuǎn)換模塊、參考電壓模塊、比較模塊、邏輯運(yùn)算模塊、振蕩器模塊、驅(qū)動(dòng)單元、LED指示單元，電流檢測(cè)模塊連接電壓轉(zhuǎn)換模塊，電壓轉(zhuǎn)換模塊連接比較模塊的同相輸入端，比較模塊的異相輸入端連接參考電壓模塊，比較模塊的輸出端連接邏輯運(yùn)算模塊，邏輯運(yùn)算模塊連接振蕩器模塊，邏輯運(yùn)算模塊連接驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元連接LED燈。
【IPC分類】H05B37-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104703343
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510060339
【發(fā)明人】梁毅, 梁志, 俞德軍, 屈楚雄, 王盛
【申請(qǐng)人】成都賽昂電子科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月5日