CN214591130U - 一种提高汽车电源pwm控制精度的应用电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电源管理控制技术领域，具体公开了一种提高汽车电源PWM控制精度的应用电路，包括MCU控制单元、运放加法器单元、多级RC数模转换单元，三者依次电性连接；所述MCU控制单元输出多路PWM信号，多路PWM信号分别与运放加法器单元中的电阻对应连接，并通过电阻接入运放U1A中；所述运放U1A与多级RC数模转换单元中的电阻相连，所述多级RC数模转换单元与驱动相连；本实用新型通过设置运放加法器单元，将多路低精度PWM信号叠加为高精度的PWM控制信号，实现低精度PWM输出进一步细分化，提升PWM控制精度，主要应用于高精度控制输出电压电流开关电源产品；提高了低精度IC的PWM控制精度，有效的降低了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源管理控制技术领域，具体为一种提高汽车电源PWM控制精度的应用电路。
背景技术
实现开关电源最常用的控制方式是采用PWM控制器调节PWM占空比，来调节输出电源的电压和电流，一种高精度的PWM控制精度是保证开关电源各种工况下稳定输出高精度电压和电流的前提，比如空载和满载，通过调节PWM占空比来实现输出目标值电压和电流，PWM调节精度越高控制输出越准确，现阶段汽车电源产品要求更高的宽电压范围与更高精度的输出电压电流，这就对MCU控制精度有了更高要求，同时成本也相应提高。
汽车开关电源对输出电压、电流精度要求日益提高，高精度的PWM调节方式也愈发重要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种提高汽车电源PWM控制精度的应用电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种提高汽车电源PWM控制精度的应用电路，包括MCU控制单元、运放加法器单元、多级RC数模转换单元，三者依次电性连接；所述MCU控制单元输出多路PWM信号，多路PWM信号分别与运放加法器单元中的电阻对应连接，并通过电阻接入运放U1A中；所述运放U1A与多级RC数模转换单元中的电阻相连，所述多级RC数模转换单元与驱动相连。
优选的，所述MCU控制单元输出三路PWM信号，在运放加法器单元中设置有第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，三组电阻分别与三路PWM信号相连，三组电阻均与运放U1A的正极输入引脚3相连；所述运放U1A的负极输入引脚2与第四电阻R4、第五电阻R5相连。
优选的，所述第四电阻R4的另一端接地，第五电阻R5的另一端与运放U1A的输出引脚1相连，所述运放U1A的输出引脚1与多级RC数模转换单元相连。
优选的，所述第二电阻R2阻值为第一电阻R1阻值的二倍，第三电阻R3、第四电阻R4阻值为第二电阻R2阻值的二倍，第五电阻R5阻值为第一电阻R1阻值的三倍。
优选的，所述多级RC数模转换单元包含第六电阻R6、第一电容C1、第七电阻R7、第二电容C2，所述第六电阻R6一端连接运放U1A输出引脚1，另一端连接第一电容C1、第八电阻R8；所述第一电容C1另一端接地，所述第七电阻R7一端连接第六电阻R6，一端连接第二电容C2且接地，所述第二电容C2另一端与第八电阻R8、驱动DRIVER相连。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置运放加法器单元，将多路低精度PWM信号叠加为高精度的PWM控制信号，实现低精度PWM输出进一步细分化，提升PWM控制精度，主要应用于高精度控制输出电压电流开关电源产品；提高了低精度IC的PWM控制精度，有效的降低了成本。
附图说明
图1为本实用新型的电路框图；
图2为本实用新型的电路示意图；
图3为为本实用新型3路PWM加法仿真波形图；
图4为为本实用新型多级RC数模转换仿真波形图；
图中标号：1、MCU控制单元；2、运放加法器单元；3、多级RC数模转换单元。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种提高汽车电源PWM控制精度的应用电路，包括MCU控制单元1、运放加法器单元2、多级RC数模转换单元3，三者依次电性连接；所述MCU控制单元1输出多路PWM信号，多路PWM信号分别与运放加法器单元2中的电阻对应连接，并通过电阻接入运放U1A中；所述运放U1A与多级RC数模转换单元3中的电阻相连，所述多级RC数模转换单元3与驱动相连。
进一步的，所述MCU控制单元1输出三路PWM信号，在运放加法器单元2中设置有第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，三组电阻分别与三路PWM信号相连，三组电阻均与运放U1A的正极输入引脚3相连；所述运放U1A的负极输入引脚2与第四电阻R4、第五电阻R5相连。
进一步的，所述第四电阻R4的另一端接地，第五电阻R5的另一端与运放U1A的输出引脚1相连，所述运放U1A的输出引脚1与多级RC数模转换单元3相连。
进一步的，所述第二电阻R2阻值为第一电阻R1阻值的二倍，第三电阻R3、第四电阻R4阻值为第二电阻R2阻值的二倍，第五电阻R5阻值为第一电阻R1阻值的三倍。
进一步的，所述多级RC数模转换单元3包含第六电阻R6、第一电容C1、第七电阻R7、第二电容C2，所述第六电阻R6一端连接运放U1A输出引脚1，另一端连接第一电容C1、第八电阻R8；所述第一电容C1另一端接地，所述第七电阻R7一端连接第六电阻R6，一端连接第二电容C2且接地，所述第二电容C2另一端与第八电阻R8、驱动DRIVER相连。
工作原理：在具体应用的实施例汽车48V***DCDC中，MCU控制器单元1包含三路PWM(PWM1，PWM2，PWM3)输出，通过调节MCU三路PWM相位，保证3路低精度PWM可以交错相位叠加输出；PWM1、PWM2、PWM3通过第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3连接运放U1A的正极输入引脚3，通过运放U1A的负极输入引脚2连接的第四电阻R4和第五电阻R5实现运放加法功能；通过调整第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5阻值，完成运放U1A加法输出。
本实施例中：
多级RC数模转换单元3包含两级RC一阶滤波电路，PWM信号经过两级RC滤波实现数模转换功能，得到控制输出的直流电压分量，单路PWM数模转换得到电压值为Vcc*n/N；
其中N是PWM波一个周期的计数脉冲个数，n是PWM波一个周期中高电平的计数脉冲个数；通过电路设计将n分成n1(PWM1一个周期中高电平的计数脉冲个数)、n2(PWM2一个周期中高电平的计数脉冲个数)、n3(PWM3一个周期中高电平的计数脉冲个数)，本实施例中，电路输出的PWM控制模拟电压为：
在其余实施例中，MCU控制器单元1输出的PWM信号并不限于三路，根据具体情况调整其余电器元件关系。
第一电阻R1阻值为R、第二电阻R2阻值为2R、第三电阻R3阻值为4R、第四电阻R4阻值为4R、第五电阻R5阻值为3R，经过运放加法输出
三路PWM叠加仿真波形，第一路脉宽调节信号PWM1作为主控制调节，第二路脉宽调节信号PWM2作为次级控制调节，第三路脉宽调节信号PWM3作为辅助控制微调节，通过调整3路PWM的高电平的计数脉冲个数实现不同占空比的高精度调节。
多级RC数模转换单元包含两级RC一阶滤波电路，将运放加法器单元输出的PWM叠加信号经过两级RC滤波生成锯齿波，转换成模拟直流电压分量ISATA信号，控制驱动DRIVER占空比实现稳定高精度的电压电流输出。
在本实施例中第六电阻R6阻值1k-1％，第七电阻R7阻值1k-1％，第一电容C1容值2.2nf，第八电阻R8阻值1k-1％，第二电容C2容值2.2nf。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种提高汽车电源PWM控制精度的应用电路，其特征在于：包括MCU控制单元(1)、运放加法器单元(2)、多级RC数模转换单元(3)，三者依次电性连接；所述MCU控制单元(1)输出多路PWM信号，多路PWM信号分别与运放加法器单元(2)中的电阻对应连接，并通过电阻接入运放U1A中；所述运放U1A与多级RC数模转换单元(3)中的电阻相连，所述多级RC数模转换单元(3)与驱动相连。
2.根据权利要求1所述的一种提高汽车电源PWM控制精度的应用电路，其特征在于：所述MCU控制单元(1)输出三路PWM信号，在运放加法器单元(2)中设置有第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，三组电阻分别与三路PWM信号相连，三组电阻均与运放U1A的正极输入引脚3相连；所述运放U1A的负极输入引脚2与第四电阻R4、第五电阻R5相连。
3.根据权利要求2所述的一种提高汽车电源PWM控制精度的应用电路，其特征在于：所述第四电阻R4的另一端接地，第五电阻R5的另一端与运放U1A的输出引脚1相连，所述运放U1A的输出引脚1与多级RC数模转换单元(3)相连。
4.根据权利要求2所述的一种提高汽车电源PWM控制精度的应用电路，其特征在于：所述第二电阻R2阻值为第一电阻R1阻值的二倍，第三电阻R3、第四电阻R4阻值为第二电阻R2阻值的二倍，第五电阻R5阻值为第一电阻R1阻值的三倍。
5.根据权利要求1所述的一种提高汽车电源PWM控制精度的应用电路，其特征在于：所述多级RC数模转换单元(3)包含第六电阻R6、第一电容C1、第七电阻R7、第二电容C2，所述第六电阻R6一端连接运放U1A输出引脚1，另一端连接第一电容C1、第八电阻R8；所述第一电容C1另一端接地，所述第七电阻R7一端连接第六电阻R6，一端连接第二电容C2且接地，所述第二电容C2另一端与第八电阻R8、驱动DRIVER相连。
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