CN113436586B - 一种pwm电压控制电路和方法 - Google Patents

一种pwm电压控制电路和方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于线性调光领域，公开了一种PWM电压控制电路和方法，包括：电源输入端，用于输入根据外设需求设置的电压信号；PWM输入端，用于输入第一电压的PWM信号或第二电压的PWM信号；晶体管，与所述电源输入端、所述PWM输入端连接，用于接收所述第一电压的PWM信号时导通，或，接收所述第二电压的PWM信号时关闭；电压输出端，与所述晶体管连接，用于在所晶体管导通时，输出第三电压的PWM信号；其中，所述第一电压大于所述第二电压；所述第三电压大于所述第一电压。本发明可以灵活的更加外设需要的电压电平，更换适当的电路器件就可以完成，方便而且成本低廉。

Description

一种PWM电压控制电路和方法
技术领域
本发明涉及线性调光领域，尤指一种PWM电压控制电路和方法。
背景技术
现在一些设备平台设备，IC的控制pin，需要使用线性变化的电平进行使能调节。市场上通常会增加调节芯片，那样成本会比较高，选用简单的电路来搭接完成背光亮度的线性调节。
一些平台提供的电压也不能满足芯片关于PWM电压值的要求，目前市场上一些线性调节或者PWM电平升压电路都是通过IC来实现，成本较高，同时需要调高的电压也存在一点的限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种PWM电压控制电路和方法，解决上述问题。
本发明提供的技术方案如下：
一方面，提供一种PWM电压控制电路，包括：
电源输入端，用于输入根据外设需求设置的电压信号；
PWM输入端，用于输入第一电压的PWM信号或第二电压的PWM信号；
晶体管，与所述电源输入端、所述PWM输入端连接，用于接收所述第一电压的PWM信号时导通，或，接收所述第二电压的PWM信号时关闭；
电压输出端，与所述晶体管连接，用于在所晶体管导通时，输出第三电压的PWM信号；
其中，所述第一电压大于所述第二电压；所述第三电压大于所述第一电压。
进一步优选的，包括：
分压电阻，与所述电源输入端连接，用于对所述电压信号进行分压。
进一步优选的，还包括：
RC滤波电路，与所述PWM输入端、所述晶体管连接，用于滤除杂波。
进一步优选的，所述RC滤波电路包括：滤波电阻、第一电容；
所述滤波电阻，与所述PWM输入端、所述晶体管连接；
所述第一电容的第一端与所述滤波电阻连接，所述第一电容的第二端接地。
进一步优选的，还包括：
限流电阻，与所述分压电阻、所述晶体管、所述电压输出端连接，用于对所述电压输出端的输出信号进行限流。
进一步优选的，还包括：
第二电容，与所述限流电阻、所述电压输出端连接，用于与所述限流电阻组成RC电路，以使得所述晶体管输出的PWM信号对所述第二电容进行充电，所述电压输出端输出线性电压。
进一步优选的，所述晶体管的第一端与所述RC滤波电路连接，所述晶体管的第二端接地，所述晶体管的第三端与所述电源输入端和所述电压输出端连接。
一种PWM电压控制方法，包括：
通过电源输入端输入根据外设需求设置的电压信号；
利用PWM输入端输入第一电压的PWM信号或第二电压的PWM信号；
通过晶体管与所述电源输入端、所述PWM输入端连接，接收所述第一电压的PWM信号时导通，或，接收所述第二电压的PWM信号时关闭；
利用电压输出端与所述晶体管连接，在所晶体管导通时，输出第三电压的PWM信号；
其中，所述第一电压大于所述第二电压；所述第三电压大于所述第一电压。
进一步优选的，还包括：
通过第二电容与限流电阻、所述电压输出端连接，与所述限流电阻组成RC电路，以使得所述晶体管输出的PWM信号对所述第二电容进行充电，所述电压输出端输出线性电压。
本发明提供的一种PWM电压控制电路和方法至少具有以下技术效果：
本发明可以灵活的更加外设需要的电压电平，更换适当的电路器件就可以完成，方便而且成本低廉。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的一种PWM电压控制电路的一个实施例的示意图；
图2是本发明的一种PWM电压控制电路的另一个实施例的示意图；
图3是本发明的一种PWM电压控制方法的一个实施例的示意图；
图4是本发明的正常工作信号图；
图5是本发明的正常工作波形图；
图6是本发明的一种PWM电压控制方法的一个实施例的示意图。
具体实施方式
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
实施例一
一方面，如图1所示，本发明提供一种PWM电压控制电路，包括：
电源输入端1，用于输入根据外设需求设置的电压信号。
PWM输入端2，用于输入第一电压的PWM信号或第二电压的PWM信号。
晶体管3，与所述电源输入端、所述PWM输入端连接，用于接收所述第一电压的PWM信号时导通，或，接收所述第二电压的PWM信号时关闭。
电压输出端4，与所述晶体管连接，用于在所晶体管导通时，输出第三电压的PWM信号。
其中，所述第一电压大于所述第二电压；所述第三电压大于所述第一电压。
示例性的，如图2所示，因为一些平台本身的PWM电压比较低(假设为1.8V/3.3V)，通过晶体管(Q1105)可以得到较高电压的PWM，或者线性的电压数值(比如0V—VIN的电压)。
在本实施例中，通过对电源输入端(VIN)的设置，可以在晶体管(Q1105)的D极上得到接近电源输入端(VIN)幅值的电压的PWM。
本发明可以灵活的增加外设需要的电压电平，更换适当的电路器件就可以完成，方便而且成本低廉。
实施例二
基于上述实施例，在本实施例中与上述实施例相同的部分就不一一赘述了，在本实施例中提供一种PWM电压控制电路，如图2～5所示，具体包括：
电源输入端1，用于输入根据外设需求设置的电压信号。
PWM输入端2，用于输入第一电压的PWM信号或第二电压的PWM信号。
晶体管3，与所述电源输入端、所述PWM输入端连接，用于接收所述第一电压的PWM信号时导通，或，接收所述第二电压的PWM信号时关闭。
电压输出端4，与所述晶体管连接，用于在所晶体管导通时，输出第三电压的PWM信号。
其中，所述第一电压大于所述第二电压；所述第三电压大于所述第一电压。
在本实施例中，还包括：分压电阻，与所述电源输入端连接，用于对所述电压信号进行分压。
示例性的，如图2所示，分压电阻(R1138)与电源输入端(VIN)连接，用于对输入的电压进行分压。
在本实施例中还包括：
RC滤波电路，与所述PWM输入端、所述晶体管连接，用于滤除杂波。
示例性的，如图2所示，电阻(R1140)和电容(C3305)构成RC滤波电路，用于对PWM输入端输入的PWM信号进行滤波。
所述RC滤波电路包括：滤波电阻、第一电容；所述滤波电阻，与所述PWM输入端、所述晶体管连接；所述第一电容的第一端与所述滤波电阻连接，所述第一电容的第二端接地。
其中，第一电容(C3305)的一端与滤波电阻(R1140)连接，另一端接地。滤波电阻(R1140)还与晶体管(Q1105)的G极连接。
在本实施例中，还包括：
限流电阻，与所述分压电阻、所述晶体管、所述电压输出端连接，用于对所述电压输出端的输出信号进行限流。
示例性的，如图2所示，限流电阻(R1139)在未接电容(C3303)时作为限流电阻，在接入电容(C3303)后可以作为充电延时电阻。
在本实施例中，优选地还包括：
第二电容，与所述限流电阻、所述电压输出端连接，用于与所述限流电阻组成RC电路，以使得所述晶体管输出的PWM信号对所述第二电容进行充电，所述电压输出端输出线性电压。
示例性的，如图2所示，第二电容(C3303)与限流电阻(R1139)连接，还与电压输出端(VOUT)连接。
具体的，通过限流电阻(R1139)和第二电容(C3303)组成的RC电路，可以实现晶体管(Q1105)上的PWM对第二电容(C3303)的充电，从而得到一个电压。
示例性的，关于电路关键器件：
晶体管(Q1105)的选择需要考虑晶体管(Q1105)的GS电压和DS电压。(即输入的PWM最大值要大于Gsth开启电压。)
限流电阻(R1139)和第二电容(C3303)RC组合和PWM的duty、频率之前存在联系，影响电压输出端VOUT()作为线性输出电压的数值。
常规推荐第二电容(C3303)为1UF，限流电阻(R1139)为2.2k。
本实施例中优选的，所述晶体管的第一端与所述RC滤波电路连接，所述晶体管的第二端接地，所述晶体管的第三端与所述电源输入端和所述电压输出端连接。
在本实施例中，通过调节PWM输入端输入的PWM信号的duty，可以实现对第二电容(C3303)不同的电压值输出电压输出端(VOUT)，从而实现对外设的线性调节。
另外，可以根据需求选择不连接第二电容(C3303)，如果去掉第二电容(C3303)，则可以在电压输出端(VOUT)上得到一个稳定的PWM(最大值小于电源输入端(VIN)的幅值)，占空比和输出的PWM相反。
在本实施例中，电源输入端(VOUT)输出的PWM信号转换为控制信号可以去控制负载芯片开关等。
在本实施例中，本发明用于把较低电平的PWM转为较高电平的PWM，最高电平取决于电源输入端(VIN)和UDS(漏源电压)的耐压，比如12V、15V等。
本发明还可以把PWM信号转化为可变的电压值，用于对外设/负载的控制(比如线性电压才能工作的器件)。比起市场上的IC方案，会更加简洁、便宜、方便。
实施例三
本发明还提供一种PWM电压控制方法，如图3、6所示，包括：
S100通过电源输入端输入根据外设需求设置的电压信号。
S200利用PWM输入端输入第一电压的PWM信号或第二电压的PWM信号。
S300通过晶体管与所述电源输入端、所述PWM输入端连接，接收所述第一电压的PWM信号时导通，或，接收所述第二电压的PWM信号时关闭。
S400利用电压输出端与所述晶体管连接，在所晶体管导通时，输出第三电压的PWM信号。
其中，所述第一电压大于所述第二电压；所述第三电压大于所述第一电压。
在本实施例中，还包括：
通过第二电容与限流电阻、所述电压输出端连接，与所述限流电阻组成RC电路，以使得所述晶体管输出的PWM信号对所述第二电容进行充电，所述电压输出端输出线性电压。
本发明可以灵活的更加外设需要的电压电平，更换适当的电路器件就可以完成，方便而且成本低廉。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/电子设备和方法，可以通过其他的方式实现。示例性的，以上所描述的装置/电子设备实施例仅仅是示意性的，示例性的，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，示例性的，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可能集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种PWM电压控制电路，其特征在于，包括：
电源输入端，用于输入根据外设需求设置的电压信号；
PWM输入端，用于输入第一电压的PWM信号或第二电压的PWM信号；
晶体管，与所述电源输入端、所述PWM输入端连接，用于接收所述第一电压的PWM信号时导通，或，接收所述第二电压的PWM信号时关闭；
电压输出端，与所述晶体管连接，用于在所晶体管导通时，输出第三电压的PWM信号；
当所述晶体管和所述电压输出端之间连接第二电容时，通过调节PWM输入端输入的PWM信号的占空比，输出不同的电压值，以对外设进行线性调节；
当所述晶体管和所述电压输出端之间未连接所述第二电容时，输出最大值小于电源输入端的电压幅值的PWM信号，其占空比和输入的PWM信号的占空比相反；
其中，所述第一电压大于所述第二电压；所述第三电压大于所述第一电压。
2.根据权利要求1所述PWM电压控制电路，其特征在于，包括：
分压电阻，与所述电源输入端连接，用于对所述电压信号进行分压。
3.根据权利要求2所述PWM电压控制电路，其特征在于，还包括：
RC滤波电路，与所述PWM输入端、所述晶体管连接，用于滤除杂波。
4.根据权利要求3所述PWM电压控制电路，其特征在于，所述RC滤波电路包括：滤波电阻、第一电容；
所述滤波电阻，与所述PWM输入端、所述晶体管连接；
所述第一电容的第一端与所述滤波电阻连接，所述第一电容的第二端接地。
5.根据权利要求4所述PWM电压控制电路，其特征在于，还包括：
限流电阻，与所述分压电阻、所述晶体管、所述电压输出端连接，用于对所述电压输出端的输出信号进行限流。
6.据权利要求5所述PWM电压控制电路，其特征在于，还包括：
第二电容，与所述限流电阻、所述电压输出端连接，用于与所述限流电阻组成RC电路，以使得所述晶体管输出的PWM信号对所述第二电容进行充电，所述电压输出端输出线性电压。
7.根据权利要求1~6中任一项所述PWM电压控制电路，其特征在于，所述晶体管的第一端与RC滤波电路连接，所述晶体管的第二端接地，所述晶体管的第三端与所述电源输入端和所述电压输出端连接。
8.一种PWM电压控制方法，其特征在于，包括：
通过电源输入端输入根据外设需求设置的电压信号；
利用PWM输入端输入第一电压的PWM信号或第二电压的PWM信号；
通过晶体管与所述电源输入端、所述PWM输入端连接，接收所述第一电压的PWM信号时导通，或，接收所述第二电压的PWM信号时关闭；
利用电压输出端与所述晶体管连接，在所晶体管导通时，输出第三电压的PWM信号；
当所述晶体管和所述电压输出端之间连接第二电容时，通过调节PWM输入端输入的PWM信号的占空比，输出不同的电压值，以对外设进行线性调节；
当所述晶体管和所述电压输出端之间未连接所述第二电容时，输出最大值小于电源输入端的电压幅值的PWM信号，其占空比和输入的PWM信号的占空比相反；
其中，所述第一电压大于所述第二电压；所述第三电压大于所述第一电压。
9.根据权利要求8所述PWM电压控制方法，其特征在于，还包括：
通过第二电容与限流电阻、所述电压输出端连接，与所述限流电阻组成RC电路，以使得所述晶体管输出的PWM信号对所述第二电容进行充电，所述电压输出端输出线性电压。
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