CN106357253A - Pwm脉冲信号发生电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种PWM脉冲信号发生电路。本发明提供的PWM脉冲信号发生电路，包括：数字信号处理DSP芯片和信号扩容模块，DSP芯片与信号扩容模块连接，信号扩容模块与绝缘栅双极型晶体管IGBT功率模块连接；DSP芯片，用于向信号扩容模块输入DSP芯片所获取的数据；信号扩容模块，用于根据上述数据产生两路互补的脉冲宽度调制PWM脉冲信号，并输出给IGBT功率模块，以控制IGBT功率模块中的IGBT上下桥的导通和关断。本发明提供的PWM脉冲信号发生电路，可输出较多的PWM脉冲信号，进而可控制较多的IGBT，对IGBT功率模块的控制灵活性较高，可使待控制电路的工作状态增多。

Description

PWM脉冲信号发生电路

技术领域

本发明涉及电力电子驱动技术，尤其涉及一种PWM脉冲信号发生电路。

背景技术

脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)控制技术结合了电力电子技术、计算机技术、现代控制理论，具有干扰性强、效率高、可靠性好等优点，已经在交流逆变领域得到了广泛的应用。

目前，在轨道车辆牵引控制中便采用PWM控制技术来控制绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)功率模块。具体地，在轨道车辆牵引控制中，采用数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)芯片来产生PWM脉冲信号，并通过DSP芯片的专用引脚将DSP芯片产生的PWM脉冲信号以“一对一的方式”(一个专用引脚与一个IGBT连接)输出给IGBT。

当采用DSP芯片来产生PWM脉冲信号，并通过DSP芯片的专用引脚将PWM脉冲信号以“一对一的方式”传输给IGBT的时候，由于目前的DSP芯片仅有12个专用引脚，导致DSP芯片通过专用引脚可输出的PWM脉冲信号的个数有限，因此DSP芯片对IGBT功率模块的控制灵活性较低，进而使得被PWM脉冲信号控制的待控制电路的工作状态有限。

发明内容

本发明提供一种PWM脉冲信号发生电路，以克服现有的PWM脉冲信号发生电路因专用引脚有限导致的对IGBT功率模块的控制灵活性较低、使待控制电路的工作状态有限的问题。

本发明提供一种PWM脉冲信号发生电路，包括：数字信号处理DSP芯片和信号扩容模块，所述DSP芯片与所述信号扩容模块连接，所述信号扩容模块与绝缘栅双极型晶体管IGBT功率模块连接；

所述DSP芯片，用于向所述信号扩容模块输入所述DSP芯片所获取的数据；

所述信号扩容模块，用于根据所述数据产生两路互补的脉冲宽度调制PWM脉冲信号，并输出给所述IGBT功率模块，以控制所述IGBT功率模块中的IGBT上下桥的导通和关断。

在本发明一实施例中，所述DSP芯片通过所述DSP芯片的专用引脚与所述信号扩容模块连接；

所述DSP芯片，用于采集待控制电路中的输入电压电流、输出电压电流，并根据所述输入电压电流和所述输出电压电流，获取第一PWM脉冲信号，并将所述第一PWM脉冲信号输入给所述信号扩容模块；

所述信号扩容模块，用于根据所述第一PWM脉冲信号产生两路互补的PWM脉冲信号，并输出给所述IGBT功率模块。

在本发明另一实施例中，所述DSP芯片通过数据地址总线与所述信号扩容模块连接；

所述DSP芯片，用于采集待控制电路的输入电压电流、输出电压电流，并根据所述输入电压电流和所述输出电压电流，获取信号产生参数，并将所述信号产生参数输入给所述信号扩容模块；所述信号产生参数包括用于控制所述信号扩容模块的PWM脉冲信号的周期的参考值和用于控制所述信号扩容模块的PWM脉冲信号的占空比的比较值；

所述信号扩容模块，用于根据所述信号产生参数产生两路互补的PWM脉冲信号，并输出给所述IGBT功率模块。

在本发明又一实施例中，所述信号扩容模块为现场可编程门阵列FPGA芯片。

在本发明再一实施例中，所述信号扩容模块为复杂可编程逻辑器件CPLD芯片。

在本发明一实施例中，所述两路互补的脉冲宽度调制PWM脉冲信号包括第二PWM脉冲信号和第三PWM脉冲信号；

所述信号扩容模块，具体用于根据所述参数值和所述比较值产生第二脉冲信号，并根据所述第二PWM脉冲信号的周期值确定所述第三PWM脉冲信号的周期值，根据所述第二PWM脉冲信号的占空比确定所述第三PWM脉冲信号的占空比，并根据所述第三PWM脉冲信号的周期值及所述第三PWM脉冲信号的占空比产生第三PWM脉冲信号。

在本发明又一实施例中，所述IGBT功率模块包括多个待控制电路中的IGBT，每个待控制电路中的IGBT包括单桥IGBT和/或IGBT上下桥。

本发明提供的PWM脉冲信号发生电路，通过设置DSP芯片和信号扩容模块，并将DSP芯片与信号扩容模块连接，以及将信号扩容模块与IGBT功率模块连接，从而使得DSP芯片可以向信号扩容模块输入DSP芯片所获取的数据，并使得信号扩容模块根据该数据产生两路互补的PWM脉冲信号，并输出给IGBT功率模块，以控制IGBT功率模块中的IGBT上下桥的导通和关断。这样，信号扩容模块作为协处理器能够根据DSP芯片输入的DSP芯片所获取的数据产生PWM脉冲信号，使得该PWM脉冲信号发生电路可输出的PWM脉冲信号的数量增加，进而使得该PWM脉冲信号发生电路可控制的IGBT的数量增加，使得该PWM脉冲信号发生电路可灵活地根据不同的控制需要调节被控制的IGBT的个数，以提高控制的灵活性，使得被PWM脉冲信号控制的待控制电路的工作状态增多。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的PWM脉冲信号发生电路的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的PWM脉冲信号发生电路的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的PWM脉冲信号发生电路中的DSP芯片的示意图；

图4为本发明实施例三提供的PWM脉冲信号发生电路的结构示意图；

图5为本发明实施例三提供的PWM脉冲信号发生电路中的信号扩容模块的示意图。

附图标记说明：

100：数据信号处理DSP芯片；

200：信号扩容模块；

300：绝缘栅双极型晶体管IGBT功率模块；

101：数据信号处理DSP芯片的专用引脚；

400：数据地址总线。

102：周期寄存器；

103：比较寄存器；

104、204：控制寄存器：

105、203：计数器；

201：参考值存储器；

202：比较值存储器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种PWM脉冲信号发生电路，以克服现有的PWM脉冲信号发生电路因专用引脚有限导致的对IGBT功率模块的控制灵活性较低，使待控制电路的工作状态有限的问题。

本发明提供的PWM脉冲信号发生电路，可以应用在轨道车辆牵引控制领域。具体地，例如，可以应用该PWM脉冲信号发生电路产生的PWM脉冲信号来控制轨道车辆牵引控制中的交流变直流逆变单元、整流单元、直流变交流逆变单元等。

下面以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解的是，这样的使用在适当的情况下可以互换。

图1为本发明实施例一提供的PWM脉冲信号发生电路的结构示意图。请参照图1，本实施例提供的PWM脉冲信号，包括：数字信号处理DSP芯片100和信号扩容模块200，DSP芯片100与信号扩容模块200连接，信号扩容模块200与绝缘栅双极型晶体管IGBT功率模块300连接。

DSP芯片100，用于向信号扩容模块200输入DSP芯片100所获取的数据。

信号扩容模块200，用于根据上述数据产生两路互补的脉冲宽度调制PWM脉冲信号，并输出给IGBT功率模块300，以控制IGBT功率模块300中的IGBT上下桥的导通和关断。

具体地，DSP芯片100由DSP28335处理器和基本***器件组成。其中，基本***器件包括电容、电感等。需要说明的是，DSP28335处理器芯片使用C语言编程实现相关的功能。

此外，信号扩容模块200同样也由处理器和基本***设备组成。其中，同样地，信号扩容模块200的基本***设备也包括电容、电感等。需要说明的是，信号扩容模块200的处理器采用超高速集成电路硬件描述语言(Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language，简称VHDL)编程实现相关的功能。

具体地，DSP芯片100向信号扩容模块200输入的DSP芯片100所获取的数据可以是DSP芯片100获取的PWM脉冲信号，也可以是DSP芯片100根据采集到的数据计算出的信号产生参数，其中上述信号产生参数可控制信号扩容模块200待产生的PWM脉冲信号的周期值及占空比。需要说明的是，占空比是指在PWM脉冲信号的一个周期内，有效信号所占的比例。本发明中，以高电平为有效信号为例来说明本发明的技术方案。

进一步地，信号扩容模块200可以根据DSP芯片100输入的数据产生两路互补的PWM脉冲信号。例如，当DSP芯片100向信号扩容模块200输入一路PWM脉冲信号时，此时，信号扩容模块200可以根据这一路PWM脉冲信号产生两路互补的PWM脉冲信号。再例如，当DSP芯片100向信号扩容模块200输入可控制待产生的PWM脉冲信号周期值和占空比的信号产生参数时，此时，信号扩容模块200可根据上述信号产生参数产生两路互补的PWM脉冲信号。

需要说明的是，两路互补的PWM脉冲信号是指相位相差180°的两路PWM脉冲信号。即这两路PWM脉冲信号的周期值相同，且同一时刻，当其中一路PWM脉冲信号为高电平时，另一路PWM脉冲信号为低电平，而在另一时刻，当其中一路PWM脉冲信号为低电平，另一路PWM脉冲信号为高电平。

此外，IGBT功率模块300包括多个待控制电路中的IGBT，每个待控制电路中的IGBT包括单桥IGBT和/或IGBT上下桥。例如，在轨道车辆牵引控制中，多个待控制电路包括交流变直流逆变电路、整流电路、直流变交流逆变电路等，其中，每个电路中包含有多个IGBT，这多个IGBT可构成IGBT单桥电路和/或IGBT双桥电路。

现有技术，采用DSP芯片来产生PWM脉冲信号，并通过DSP芯片的专用引脚以“一对一的方式”给与专用引脚连接的IGBT输出一路PWM脉冲信号，以采用这一路PWM脉冲信号来控制相应的IGBT。这样，由于专用引脚的数量有限，导致DSP芯片能够输出的PWM脉冲信号的个数有限，可同时控制的IGBT的数量有限，进而导致DSP芯片对IGBT功率模块的控制灵活性较低，使得被PWM脉冲信号控制的待控制电路的工作状态有限。

本实施例提供的PWM脉冲信号，是通过DSP芯片将DSP芯片所获取的数据输入给信号扩容模块，进而通过信号扩容模块根据上述数据来产生两路补充的PWM脉冲信号，并输出给IGBT功率模块，以控制IGBT功率模块中的IGBT上下桥的导通和关断。这样，将信号扩容模块作为DSP芯片的协处理器，通过信号扩容模块来产生PWM脉冲信号，并将脉冲信号输出给IGBT功率模块，使得该PWM脉冲信号发生电路可输出的PWM脉冲信号的数量增加，进而使得该PWM脉冲信号发生电路可控制的IGBT的数量增加，进而使得该PWM脉冲信号发生电路可灵活地根据不同的控制需要调节被控制的IGBT的个数，提高控制的灵活性，使得被PWM脉冲信号控制的待控制电路的工作状态增多。

本实施例提供的PWM脉冲信号发生电路，通过设置数字信号处理DSP芯片和信号扩容模块，并将DSP芯片与信号扩容模块连接，以及将信号扩容模块与绝缘栅双极型晶体管IGBT功率模块连接。从而使得DSP芯片可以向信号扩容模块输入DSP芯片所获取的数据，并使得信号扩容模块根据该数据产生两路互补的脉冲宽度调制PWM脉冲信号，并输出给IGBT功率模块，以控制IGBT功率模块中的IGBT上下桥的导通和关断。这样，信号扩容模块作为协处理器能够根据DSP芯片输入的DSP芯片所获取的数据产生PWM脉冲信号，使得该PWM脉冲信号发生电路可输出的PWM脉冲信号的数量增加，进而使得该PWM脉冲信号发生电路可控制的IGBT的数量增加，使得该PWM脉冲信号发生电路可灵活地根据不同的控制需要调节被控制的IGBT的个数，以提高控制的灵活性，使得被PWM脉冲信号控制的待控制电路的工作状态增多。

图2为本发明实施例二提供的PWM脉冲信号发生电路的结构示意图；图3为本发明实施例二提供的PWM脉冲信号发生电路中的DSP芯片的示意图。在实施例一的基础上，本实施例提供的PWM脉冲信号发生电路，DSP芯片100通过DSP芯片100的专用引脚101与信号扩容模块200连接。

DSP芯片100，用于采集待控制电路的输入电压电流、输出电压电流，并根据上述输入电压电流和上述输出电压电流，获取第一PWM脉冲信号，并将上述第一PWM脉冲信号输入给信号扩容模块200。

信号扩容模块200，用于根据上述第一PWM脉冲信号产生两路互补的PWM脉冲信号，并输出给IGBT功率模块300。

下面先简单介绍一下本实施例中的DSP芯片产生PWM脉冲信号的原理及方法。请参照图3，具体地，DSP芯片100包括周期寄存器102、比较寄存器103、控制寄存器104、计数器105；其中，周期寄存器102，用于根据DSP芯片100采集到的待控制电路的输入电压电流、输入电压电流以及期望达到的控制效果计算确定能够决定待产生的PWM脉冲信号周期值的参考值，并存储上述参考值；比较寄存器103，用于根据DSP芯片100采集到的待控制电路的输入电压电流、输入电压电流以及期望达到的控制效果计算确定能够决定待产生的PWM脉冲信号占空比的比较值，并存储上述比较值；计数器105，用于执行时钟信号的加/减计数；控制寄存器104，用于根据期望达到的控制效果控制计数器105的计数模式，并对计数器105的计数值与比较寄存器103中存储的比较值进行比较，并且在当前的计数值大于比较值时生成有效的PWM脉冲信号，在当前的计数值小于比较值时生成无效的PWM脉冲信号。需要说明的是，计数器105有多种可选的计数模式，例如：停止/保持、单增、连续增、定向增/减。单增减/连续增减。此外，在产生PWM脉冲信号的过程中，计数器105处于何种计数模式由控制寄存器104根据控制需要确定。

下面给出一个详细的例子来说明DSP芯片产生PWM脉冲信号的方法。例如，在一种PWM脉冲信号产生方法中，周期寄存器102根据DSP芯片100采集到的待控制电路的输入电压电流、输入电压电流以及期望达到的控制效果计算确定参考值为500，并将500存入其中，比较寄存器103根据DSP芯片100采集到的待控制电路的输入电压电流、输入电压电流以及期望达到的控制效果计算确定比较值为250，并将250存入其中，控制寄存器104根据期望达到的控制效果控制计数器105从0开始递增计数。这样，当计数器105从0开始递增计数时，由计数器105计数的计数值被输入到控制寄存器104中，由周期寄存器102计算确定的参考值及由比较寄存器103计算确定的比较值也被输入到控制寄存器104中，这时，控制寄存器104将当前的计数值与比较值进行比较，当当前的计数值小于250时生成无效的PWM脉冲信号(低电平)，当当前的计数值大于250且小于500时生成有效的PWM脉冲信号(高电平)，当当前计数值达到500时，控制器寄存器104控制计数器105清零，并重新计数，以产生下一周期的PWM脉冲信号。

需要说明的是，上面所介绍的产生PWM脉冲信号的方法仅仅是DSP芯片产生PWM脉冲信号的一种方法，当被控制电路不同且所要达到的控制目的不同时，DSP芯片100可以根据需要选择不同的控制方法来产生PWM脉冲信号。具体地，DSP芯片100可以采用现有技术中PWM脉冲信号产生方法来产生PWM脉冲信号。

在介绍了DSP芯片产生PWM脉冲信号的原理及方法后，下面来介绍本实施例提供的PWM脉冲信号发生电路。

具体地，本实施例中，信号扩容模块200是通过DSP芯片100的12个专用引脚101与DSP芯片100连接的。

需要说明的是，在采用PWM脉冲信号来控制待控制电路时，PWM脉冲信号发生电路通常与设置在待控制电路输入端及输出端处的电压传感器及电流传感器连接，PWM脉冲信号发生电路可采集待控制电路的输入电压电流、输出电压电流。本实施例中，PWM脉冲信号发生电路中的DSP芯片100与设置在待控制电路输入端及输出端的电压传感器及电流传感器连接，DSP芯片100可采集待控制电路中的输入电压电流、输出电压电流。

进一步地，DSP芯片100可根据输入电压电流、输出电压电流以及目标输出电压电流(待控制电路通过待产生的PWM脉冲信号控制后期望达到的输出电压电流)来计算确定DSP芯片100的周期寄存器102应该存入的参考值以及比较寄存器103内应该存入的比较值以及计数器105的计数模式，这样，当DSP芯片100根据输入电压电流、输出电压电流确定了周期寄存器102内应给存入的参考值以及比较寄存器103应该存入的比较值以及计数器105的计数模式后，DSP芯片100可根据前面所介绍的方法来产生一路PWM脉冲信号。本实施例中，我们将这一路PWM脉冲信号称为第一PWM脉冲信号。这样，DSP芯片100即根据输入电压电流、输出电压电流产生第一PWM脉冲信号，并将上述第一脉冲信号输入给信号扩容模块200。

进一步地，信号扩容模块200，可以根据上述第一PWM脉冲信号产生两路互补的PWM脉冲信号。具体地，本实施例中，例如，信号扩容模块200可通过设置一个反相器，以根据第一PWM脉冲信号生成与第一PWM脉冲信号互补的PWM脉冲信号，这样，就可以得到两路补充的PWM脉冲信号。更具体地，当DSP芯片100将第一PWM脉冲信号输入给信号扩容模块200时，信号扩容模块200可获取第一PWM脉冲信号的周期值及占空比(占空比是指在PWM脉冲信号的一个周期内，有效信号所占的比例。本发明中，以高电平为有效信号)，这样，由于与第一PWM脉冲信号互补的PWM脉冲信号的周期值与第一PWM脉冲信号的周期值相同，这样，可通过第一PWM脉冲信号的周期值确定与第一PWM脉冲信号互补的PWM脉冲信号的周期值。进而，可根据第一PWM脉冲信号的占空比来确定与第一PWM脉冲信号互补的PWM脉冲信号的占空比(由于两路PWM脉冲信号互补，两路PWM脉冲信号的周期值相等，且一路输出高电平时，另一路输出低电平，一路输出低电平时，另一路输出高电平。因此，可确定这两路互补的PWM脉冲信号的占空比之和等于1)，在第一PWM脉冲信号为高电平时，控制与第一PWM脉冲信号互补的PWM脉冲信号为低电平，在第一PWM脉冲信号为低电平时，控制与第一PWM脉冲信号互补的PWM脉冲信号为高电平，这样，便得到与第一PWM脉冲信号互补的PWM脉冲信号，得到两路补充的PWM脉冲信号。

本实施例提供的PWM脉冲信号发生电路，通过将DSP芯片与信号扩容模以DSP芯片的专用引脚连接，且上述DSP芯片，用于采集待控制电路的输入电压电流、输出电压电流，并根据输入电压电流和输出电压电流，获取第一PWM脉冲信号，并将第一PWM脉冲信号输入给信号扩容模块；信号扩容模块，用于根据第一PWM脉冲信号产生两路互补的PWM脉冲信号，并输出给所述IGBT功率模块。这样，可通过DSP芯片的一个专用引脚给信号扩容模块输出一路PWM脉冲信号，进而通过信号扩容模块根据这一路PWM脉冲信号产生两路互补的PWM脉冲信号，并将两路互补的PWM脉冲信号输入该IGBT功率模块的上下桥(相当于一个DSP芯片的一个专用引脚可以控制两个IGBT)，从而使得本实施例提供的PWM脉冲信号发生电路可输出的PWM脉冲信号的数量增加，可控制的IGBT的数量增加，使得本实施例提供的PWM脉冲信号发生电路可灵活地根据不同的控制需要调节被控制的IGBT的个数，提高控制的灵活性，进而使得被PWM脉冲信号控制的待控制电路的工作状态增多。

可选地，信号扩容模块200为现场现场可编程门阵列FPGA芯片。

具体地，FPGA芯片具有非常强大的设计灵活性，能够实现信号扩容模块的功能。

可选地，信号扩容模块200为复杂可编程逻辑器件CPLD芯片。

具体地，CPLD芯片是一种用户根据需要自行构造逻辑功能的数字集成电路，能够实现信号扩容模块的功能。

图4为本发明实施例三提供的PWM脉冲信号发生电路的结构示意图；图5为本发明实施例三提供的PWM脉冲信号发生电路中的信号扩容模块的示意图。在实施例一的基础上，本实施例提供的PWM脉冲信号发生电路，DSP芯片100通过数据地址总线400与信号扩容模块200连接。

DSP芯片100，用于采集待控制电路中的输入电压电流、输出电压电流，并根据上述输入电压电流和上述输出电压电流，获取信号产生参数，并将所述信号产生参数输入给信号扩容模块200；所述信号产生参数包括用于控制信号扩容模块200的PWM脉冲信号的周期的参考值和用于控制所述信号扩容模块200的PWM脉冲信号的占空比的比较值。

信号扩容模块200，用于根据信号产生参数产生两路互补的PWM脉冲信号，并输出给IGBT功率模块300。

下面先来介绍一下信号扩容模块200产生PWM脉冲信号的原理及方法。具体地，请参照图5，信号扩容模200包括参考值存储器201、比较值存储器202、计数器203、控制寄存器204；其中，参考值存储器201，用于接收DSP芯片100输入的能够决定待产生的PWM脉冲信号周期值的参考值，并存储上述参考值；比较值存储器202，用于接收DSP芯片100输入的能够决定待产生的PWM脉冲信号占空比的比较值，并存储上述比较值；计数器203，用于执行时钟信号的加/减计数；控制寄存器204，用于根据期望达到的控制效果控制计数器203的计数模式，并对计数器203的计数值与比较值存储器202中存储的比较值进行比较，并且在当前的计数值大于比较值时生成有效的PWM脉冲信号，在当前的计数值小于比较值时生成无效的PWM脉冲信号。需要说明的是，本实施例中的信号扩容模块200产生PWM脉冲信号的原理与实施例二中的DSP芯片100产生PWM脉冲信号的原理的唯一区别在于，实施例二中，DSP芯片100的周期寄存期102要存入的参考值及比较寄存器103内要存入的比较值，是周期寄存器102及比较寄存器103根据待控制电路的输入电压电流及输出电压电流计算确定并存入到相应的寄存器内的。而在本实施例中，信号扩容模块200的参考值存储器201中要存入的参考值及比较值存储器202中要存入的比较值，不是信号扩容模块200自己计算确定的，而是DSP芯片100计算确定并输入给信号扩容模块200的。

进一步地，信号扩容模块200产生PWM脉冲信号的方法与实施例二所述的DSP芯片100产生PWM脉冲信号的方法类似，此处不再赘述。

在介绍了信号扩容模块产生PWM脉冲信号的原理及方法以后，下面我们来介绍本实施例提供的PWM脉冲信号发生电路。

具体地，首先，本实施例提供的PWM脉冲信号发生电路中的DSP芯片100与待控制电路输入端及输出端的电压传感器及电流传感器连接，DSP芯片100可采集待控制电路的输入电压电流、输出电压电流。并且，DSP芯片100可根据上述输入电压电流、输出电压以及所要达到的控制效果计算出信号产生参数。具体地，上述信号产生参数包括用于控制所述信号扩容模块200的PWM脉冲信号的周期的参考值和用于控制所述信号扩容模块200的PWM脉冲信号的占空比的比较值。

此外，信号扩容模块200，可根据上述信号产生参数产生两路互补的PWM脉冲信号，并输出给IGBT功率模块300。具体地，当DSP芯片100将上述信号产生参数输入给信号扩容模块200后，此时，信号扩容模块200会将上述信号产生参数中的用于控制PWM脉冲信号的周期的参考值存入到参考值存储器201中，将上述信号产生参数中用于控制PWM脉冲信号的占空比的比较值存入到比较值存储器202中。进一步地，控制寄存器204根据控制需求确定计数器203的计数模式(计数器203的计数模式是根据所要达到的控制效果具体设定的)，例如，控制计数模式为从0逐渐递增，或者是从参考值逐渐递减。这样，当计数器203开始计数时，计数器203将由计数器203计数的计数值输入到控制寄存器204中，参考值存储器201将其内存储的参考值输入到控制寄存器204中，比较值存储器202将其内存储的比较值也输入到控制寄存器204中，此时，控制寄存器204将当前的计数值与比较值进行比较，并在当前的计数值小于比较值时生成无效的PWM脉冲信号(低电平)，在当前的计数值大于比较值且小于周期值时生成有效的PWM脉冲信号(高电平)，在当前计数值达到参考值时，控制寄存器204控制计数器203清零，并重新计数，以产生下一周期的PWM脉冲信号。

更具体地，在信号扩容模块200根据上述信号产生参数产生两路互补的PWM脉冲信号的过程中，可以是，信号扩容模块200首先根据上述信号产生参数采用上述方法产生一路PWM脉冲信号，然后信号扩容模块200再根据已经产生的这一路PWM脉冲信号产生与其互补的另一路PWM脉冲信号。这样，信号扩容模块200就可以根据上述信号产生参数产生两路互补的PWM脉冲信号。

可选地，本实施例中，上述两路互补的PWM脉冲信号包括第二PWM脉冲信号和第三PWM脉冲信号；

信号扩容模块200，具体用于根据所述参数值和所述比较值产生第二PWM脉冲信号，并根据所述第二PWM脉冲信号的周期值确定所述第三PWM脉冲信号的周期值，根据所述第二PWM脉冲信号的占空比确定所述第三PWM脉冲信号的占空比，并根据所述第三PWM脉冲信号的周期值及所述第三PWM脉冲信号的占空比产生第三PWM脉冲信号。

具体地，当DSP芯片100输入给信号扩容模块200信号产生参数时，此时，信号扩容模块200可按照前面所述的方法首先产生第二PWM脉冲信号。进一步地，当第二PWM脉冲信号产生后，这时，信号扩容模块200可获取上述第二PWM脉冲信号的周期值及占空比，而当第二PWM脉冲信号的周期值及占空比确定后，由于第三PWM脉冲信号与第二PWM脉冲信号互补，第三PWM脉冲信号的周期值等于第二PWM脉冲信号的周期值，这样，便可根据第二PWM脉冲的周期值确定出第三PWM脉冲的周期值，又由于第二PWM脉冲信号的占空比与第三PWM脉冲信号的占空比之和等于1(由于第二PWM脉冲信号与第三PWM脉冲信号互补，当第二PWM脉冲信号为高电平时，第三PWM脉冲信号为低电平，第二PWM脉冲信号为低电平时，第三PWM脉冲信号为高电平，这样，可确定第二PWM脉冲信号的占空比与第三PWM脉冲信号的占空比之和等于1)，这样，信号扩容模块200便可根据第二PWM脉冲信号的占空比确定第三PWM脉冲信号的占空比；进一步地，当第三PWM脉冲信号的周期值及占空比确定后，信号扩容模块200便可根据第三PWM脉冲信号的周期值及第三PWM脉冲信号的占空比产生第三PWM脉冲信号。

本实施例提供的PWM脉冲信号发生电路，通过将DSP芯片与信号扩容模块以数据地址总线连接，且上述DSP芯片，用于采集待控制电路中的输入电压电流、输出电压电流，并根据上述输入电压电流和上述输出电压电流，获取信号产生参数，并将信号产生参数输入给信号扩容模块；其中，信号产生参数包括用于控制信号扩容模块的PWM脉冲信号的周期的参考值和用于控制信号扩容模块的PWM脉冲信号的占空比的比较值；信号扩容模块，用于根据信号产生参数产生两路互补的脉冲宽度调制PWM脉冲信号，并输出给IGBT功率模块。这样，将信号扩容模块作为DSP芯片的协处理器，在产生PWM脉冲信号的过程中，由DSP芯片根据待控制电路中的输入电压电流、输出电压电流来获取信号产生参数，由信号扩容模块根据DSP芯片获取的信号产生参数来产生PWM脉冲信号，不仅能够节省DSP芯片的容量，还使得本实施例提供的PWM脉冲信号发生电路能够输出的PWM脉冲信号的数量增加，能够控制的IGBT的数量增加，进而使得本实施例提供的PWM脉冲信号发生电路可灵活地根据不同的控制需要调节被控制的IGBT的个数，控制灵活性较高，从而使得被PWM脉冲信号控制的待控制电路的工作状态增多。

可选地，信号扩容模块200为现场现场可编程门阵列FPGA芯片。

具体地，FPGA芯片具有非常强大的设计灵活性，能够实现信号扩容模块的功能。

可选地，信号扩容模块200为复杂可编程逻辑器件CPLD芯片。

具体地，CPLD芯片是一种用户根据需要自行构造逻辑功能的数字集成电路，能够实现信号扩容模块的功能。

下面来简单介绍一下采用本发明提供的PWM脉冲信号发生电路对待控制电路进行控制的方法。

需要说明的是，当将DSP芯片100与信号扩容模块200以DSP芯片100的专用引脚101连接时，本发明提供的PWM脉冲信号发生电路，还可以按照如下方法产生PWM脉冲信号。具体地，当将DSP芯片100与信号扩容模块200以DSP芯片100的专用引脚101连接时，此时，可以由DSP芯片100根据采集到的待控制电路的输入电压电流、输出电压电流产生PWM脉冲信号，并将上述PWM脉冲信号输入给信号扩容模块200，此时，信号扩容模块200不对上述PWM脉冲信号做任何处理，信号扩容模块200仅仅是将上述PWM脉冲信号传输给IGBT功率模块300。这样，当采用本发明提供的PWM脉冲信号发生电路对待控制电路进行控制时，我们可以将上述产生PWM脉冲信号的方法与实施例二及实施例三所介绍的产生PWM脉冲信号的方法结合起来，以灵活地选用产生PWM脉冲信号的方法，灵活地控制IGBT功率模块，以使待控制电路工作在更多的工作状态。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种PWM脉冲信号发生电路，其特征在于，包括：数字信号处理DSP芯片和信号扩容模块，所述DSP芯片与所述信号扩容模块连接，所述信号扩容模块与绝缘栅双极型晶体管IGBT功率模块连接；

所述DSP芯片，用于向所述信号扩容模块输入所述DSP芯片所获取的数据；

所述信号扩容模块，用于根据所述数据产生两路互补的脉冲宽度调制PWM脉冲信号，并输出给所述IGBT功率模块，以控制所述IGBT功率模块中的IGBT上下桥的导通和关断。

2.根据权利要求1所述的PWM脉冲信号发生电路，其特征在于，所述DSP芯片通过所述DSP芯片的专用引脚与所述信号扩容模块连接；

所述DSP芯片，用于采集待控制电路的输入电压电流、输出电压电流，并根据所述输入电压电流和所述输出电压电流，获取第一PWM脉冲信号，并将所述第一PWM脉冲信号输入给所述信号扩容模块；

所述信号扩容模块，用于根据所述第一PWM脉冲信号产生两路互补的PWM脉冲信号，并输出给所述IGBT功率模块。

3.根据权利要求1所述的PWM脉冲信号发生电路，其特征在于，所述DSP芯片通过数据地址总线与所述信号扩容模块连接；

所述DSP芯片，用于采集待控制电路的输入电压电流、输出电压电流，并根据所述输入电压电流和所述输出电压电流，获取信号产生参数，并将所述信号产生参数输入给所述信号扩容模块；所述信号产生参数包括用于控制所述信号扩容模块的PWM脉冲信号的周期的参考值和用于控制所述信号扩容模块的PWM脉冲信号的占空比的比较值；

所述信号扩容模块，用于根据所述信号产生参数产生两路互补的PWM脉冲信号，并输出给所述IGBT功率模块。

4.根据权利要求1-3任一项所述的PWM脉冲信号发生电路，其特征在于，所述信号扩容模块为现场可编程门阵列FPGA芯片。

5.根据权利要求1-3任一项所述的PWM脉冲信号发生电路，其特征在于，所述信号扩容模块为复杂可编程逻辑器件CPLD芯片。

6.根据权利要求3所述的PWM脉冲信号发生电路，其特征在于，所述两路互补的PWM脉冲信号包括第二PWM脉冲信号和第三PWM脉冲信号；

所述信号扩容模块，具体用于根据所述参数值和所述比较值产生第二PWM脉冲信号，并根据所述第二PWM脉冲信号的周期值确定所述第三PWM脉冲信号的周期值，根据所述第二PWM脉冲信号的占空比确定所述第三PWM脉冲信号的占空比，并根据所述第三PWM脉冲信号的周期值及所述第三PWM脉冲信号的占空比产生第三PWM脉冲信号。

7.根据权利要求1-3任一项所述的PWM脉冲信号发生电路，其特征在于，所述IGBT功率模块包括多个待控制电路中的IGBT，每个待控制电路中的IGBT包括单桥ICBT和/或IGBT上下桥。