一種采用pwm控制的大電流開關(guān)放大電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開關(guān)電路，尤其涉及一種采用PWM方法控制的大電流開關(guān)放大電路，適用于醫(yī)用領(lǐng)域的大功率光源照明。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)大中型醫(yī)院普遍使用的高端醫(yī)療器械長(zhǎng)期依賴國(guó)外進(jìn)口，《國(guó)家十二五科技發(fā)展規(guī)劃》明確將醫(yī)療器械和先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備作為大力發(fā)展的對(duì)象。因此，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端醫(yī)療器械及其配套設(shè)備來填補(bǔ)國(guó)內(nèi)技術(shù)的空缺是十分必要的。
[0003]隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展和元器件加工工藝的進(jìn)步，對(duì)高端醫(yī)療設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的要求。具有大功率、大電流的設(shè)備照明光源一直占有市場(chǎng)主要地位，但傳統(tǒng)技術(shù)由于電源內(nèi)部功耗大，一直存在散熱困難，系統(tǒng)輸出效率低等一系列難題。
[0004]采用PffM控制的開關(guān)放大電路，是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成占空比可調(diào)的開關(guān)信號(hào)，開關(guān)開啟時(shí)才進(jìn)行能量輸出，關(guān)閉時(shí)幾乎不從電源索取能量，故輸出電壓要么接近電源電壓，要么接近零。因此，通過PWM控制的工作電路，其效率比傳統(tǒng)的線性功放提高很多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)例的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提供一種采用PWM控制的大電流開關(guān)放大電路及相應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
[0006]本發(fā)明實(shí)例為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明實(shí)例采用PWM方式控制開關(guān)放大電路，提供一種大功率光源的亮度控制與顯示設(shè)計(jì)方法，所述電路包括按鍵控制單元、MCU芯片、PffM控制信號(hào)、開關(guān)放大電路、電源模塊、大功率光源、電流反饋單元、顯示單元。其中，電源模塊分別給MCU芯片、開關(guān)放大電路和大功率光源提供電能支持；
[0008]上述MCU芯片通過接收上述按鍵控制單元的信息，來調(diào)節(jié)PffM控制信號(hào)的輸出占空比;
[0009]進(jìn)一步，上述PffM控制信號(hào)通過控制開關(guān)放大電路的通斷、來調(diào)節(jié)通過大功率光源的電流大?。?br>[0010]更進(jìn)一步，上述電流反饋單元將通過大功率光源的電流大小反饋給MCU芯片，MCU芯片通過上述顯示單元將電流大小直觀顯示出來。
[0011]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0012]I)與傳統(tǒng)線性功放相比，本發(fā)明系統(tǒng)輸出效率提高很多；
[0013]2)輸出電流大，可靈活控制并及時(shí)顯示大功率光源的亮度；
[0014]3)電路簡(jiǎn)單，無需專用的集成電路的復(fù)雜控制，成本低，可靠性好，穩(wěn)定性高。
【附圖說明】
[0015]圖1:本發(fā)明實(shí)例提供的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)原理圖；
[0016]圖2:本發(fā)明實(shí)例提供的開關(guān)放大電路一個(gè)實(shí)施例原理圖；
[0017]圖3:本發(fā)明實(shí)例提供的軟件設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施例流程圖。
[0018]圖中:1.按鍵控制單元、2.MCU芯片、3.PffM控制信號(hào)、4.開關(guān)放大電路、5.電源模塊、6.大功率光源、7.電流反饋單元、8.顯示單元。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)介紹:
[0020]如圖1所示，一種采用PWM控制的大電流開關(guān)放大電路，包括按鍵控制單元1、MCU芯片2、PffM控制信號(hào)3、開關(guān)放大電路4、電源模塊5、大功率光源6、電流反饋單元7、顯示單元8。其中，上述電源模塊5分別給MCU芯片2、開關(guān)放大電路4和大功率光源6提供電能支持；上述按鍵控制單元I和上述電流反饋單元7屬于上述MCU芯片2的信號(hào)輸入單元，而上述PffM控制信號(hào)3和上述電流反饋單元7)則屬于上述MCU芯片2的信號(hào)輸出單元；
[0021]上述MCU芯片2通過接收上述按鍵控制單元I的信息，從而調(diào)節(jié)PffM控制信號(hào)3的輸出占空比，進(jìn)一步，上述PWM控制信號(hào)3通過控制開關(guān)放大電路4的通斷，來調(diào)節(jié)通過上述大功率光源6的電流大?。簧鲜鲭娏鞣答亞卧?將通過上述大功率光源6的電流大小反饋給上述MCU芯片2，進(jìn)一步，上述MCU芯片2通過上述顯示單元8將流經(jīng)上述大功率光源6電流大小直觀顯示出來。
[0022]如圖2所示，所述開關(guān)放大電路4工作過程如下:
[0023]上述開關(guān)放大電路4分別由開關(guān)管驅(qū)動(dòng)模塊、穩(wěn)壓吸收模塊和大功率電源工作模塊組成。其中，上述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)模塊由電阻R1、電阻R2、三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3組成，其中Q1和Q2為相同的NPN型三極管，Q3是和Q1互補(bǔ)對(duì)稱的PNP型三極管。
[0024]上述穩(wěn)壓吸收模塊由電阻R3、電阻R4、二極管Zl和二極管Z2組成，用于迅速吸收MOS管Q4于關(guān)斷瞬間在寄生電容兩端產(chǎn)生的正電壓，將二極管Z2與MOS管Q4反向并聯(lián)，能夠使MOS管Q4的漏極D和源極S之間的電壓穩(wěn)定在安全電壓范圍內(nèi)，防止流過MOS管的瞬間電流過大而發(fā)生擊穿的現(xiàn)象。
[0025]如圖3所示，所述系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)所涉及的軟件程序流程圖，其工作流程如下:
[0026]上述軟件程序流程圖主要包括初始化管理模塊，按鍵處理模塊，電流檢測(cè)反饋模塊和IXD顯示模塊，系統(tǒng)上電后，首先對(duì)I/O 口，內(nèi)部A/D，PffM模塊和IXD顯示進(jìn)行初始化，讀取EEPROM中的時(shí)間累積數(shù)據(jù)，控制LCD顯示累積工作時(shí)間，然后等待按鍵控制信號(hào)，針對(duì)不同的按鍵控制信號(hào)通過調(diào)整PWM輸出占空比做出不同的處理。
[0027]以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種采用PffM控制的大電流開關(guān)放大電路系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上，本說明內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用PffM控制的大電流開關(guān)放大電路，其特征在于，它包括按鍵控制單元(I)、MCU芯片(2)、PWM控制信號(hào)(3)、開關(guān)放大電路(4)、電源模塊(5)、大功率光源(6)、電流反饋單元(7)、顯示單元(8)，其中，電源模塊(5)分別給MCU芯片(2)、開關(guān)放大電路(4)和大功率光源(6)提供電能支持；按鍵控制單元⑴和電流反饋單元(7)屬于MCU芯片⑵的信號(hào)輸入單元，而PWM控制信號(hào)(3)和電流反饋單元(7))則屬于MCU芯片(2)的信號(hào)輸出單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)放大電路，其特征在于，所述開關(guān)放大電路(4)分別由開關(guān)管驅(qū)動(dòng)模塊、穩(wěn)壓吸收模塊和大功率電源工作模塊組成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)模塊，其特征在于，所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)模塊由電阻R1、電阻R2、三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3組成，其中Q1和Q2為相同的NPN型三極管，Q3是和Q1互補(bǔ)對(duì)稱的PNP型三極管。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的穩(wěn)壓吸收模塊，其特征在于，所述穩(wěn)壓吸收模塊由電阻R3、電阻R4、二極管Zl和二極管Z2組成，用于迅速吸收MOS管Q4于關(guān)斷瞬間在寄生電容兩端產(chǎn)生的正電壓。
【專利摘要】本發(fā)明適用于醫(yī)用光源領(lǐng)域，提供一種采用PWM控制的大電流開關(guān)放大電路設(shè)計(jì)方法，所述電路包括按鍵控制單元(1)、MCU芯片(2)、PWM控制信號(hào)(3)、開關(guān)放大電路(4)、電源模塊(5)、大功率光源(6)、電流反饋單元(7)、顯示單元(8)。MCU芯片(2)通過接收按鍵控制單元(1)的信息，來調(diào)節(jié)PWM控制信號(hào)(3)的輸出占空比，之后通過控制開關(guān)放大電路(4)的通斷、來調(diào)節(jié)通過大功率光源(6)的電流大小，電流反饋單元(7)將通過大功率光源(6)的電流大小反饋給MCU芯片(2)，MCU芯片(2)通過顯示單元(8)將電流大小直觀顯示出來。本發(fā)明大大降低了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的繁冗性，其輸出電流大，成本低，實(shí)用性強(qiáng)，可靠性高，可應(yīng)用于靈活控制大功率光源的亮度和顯示等醫(yī)用照明設(shè)備。
【IPC分類】H05B37/02
【公開號(hào)】CN105636301
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410605936
【發(fā)明人】曹守秀, 陳立晶, 孟軍合, 朱立新
【申請(qǐng)人】天津津航技術(shù)物理研究所
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年10月31日