发热丝驱动电路和电子设备转让专利
申请号 : CN202110906977.X
文献号 : CN113347746B
文献日 : 2021-11-26
发明人 : 赖哲人 , 戴兴科 , 沈再雄 , 丛峰 , 陈超
申请人 : 深圳市微源半导体股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种发热丝驱动电路,所述发热丝驱动电路包括电池、MOS管和PWM驱动电路,其特征在于,所述电池、所述MOS管和发热丝依次连接,所述PWM驱动电路与所述MOS管的栅极和输出端分别连接,所述PWM驱动电路包括:用于输出第一三角波脉冲信号的第一三角波发生器,所述第一三角波脉冲信号的频率与目标RMS电压的平方呈正比例关系;
用于输出第二三角波脉冲信号的第二三角波发生器,所述第二三角波脉冲信号的频率与所述发热丝的端电压的平方呈正比例关系,所述发热丝的端电压的平方的值大于所述目标RMS电压的平方的值;
与所述第一三角波发生器和所述第二三角波发生器分别连接的计数电路,所述计数电路用于对所述第一三角波脉冲信号和所述第二三角波脉冲信号进行同步分别计数并输出第一计数值和第二计数值,其中,所述第一计数值计数至目标计数值时复位计数以及所述第二计数值计数至目标计数值时复位并以第一计数值的当前复位时间点开始计数;
与所述计数电路连接的PWM输出电路,所述PWM输出电路用于获取所述计数电路输出的第一计数值和第二计数值以及对应的计数时长并输出PWM信号,其中,所述PWM信号的周期为所述第一计数值的复位间隔时间,所述PWM信号的占空比值为每一周期内第一计数值的复位时间点至所述第二计数值的复位时间点的时长与所述第一计数值的复位间隔时间的比值。
2.如权利要求1所述的发热丝驱动电路,其特征在于,所述计数电路包括:与所述第一三角波发生器的信号输出端连接的第一计数单元,所述第一计数单元用于对所述第一三角波脉冲信号进行计数并输出第一计数值,并在计数至目标计数值时复位计数;
与所述第二三角波发生器的信号输出端连接的第二计数单元,所述第二计数单元用于对所述第二三角波脉冲信号进行计数并输出第二计数值,并在计数至目标计数值时复位并以第一计数值的复位时间点开始重新计数。
3.如权利要求2所述的发热丝驱动电路,其特征在于,所述第一三角波发生器包括第一电流源、第一电容、第一电子开关管和第一比较器;
所述第一电流源的电源输出端、所述第一电容的第一端、所述第一电子开关管的第一端和所述第一比较器的正相输入端互连,所述第一电容的第二端和所述第一电子开关管的第二端均接地,所述第一比较器的反相输入端用于输入预设参考电压,所述第一比较器的输出端与所述第一电子开关管的受控端共接并构成所述第一三角波发生器的信号输出端。
4.如权利要求3所述的发热丝驱动电路,其特征在于,所述目标RMS电压的平方除以所述发热丝的阻值的数值与所述第一电流源的电流值的比值为1:K,其中,K为比例系数且大于零。
5.如权利要求2所述的发热丝驱动电路,其特征在于,所述第二三角波发生器包括第二电流源、第二电容、第二电子开关管和第二比较器;
所述第二电流源的电源输出端、所述第二电容的第一端、所述第二电子开关管的第一端和所述第二比较器的正相输入端互连,所述第二电容的第二端和所述第二电子开关管的第二端均接地,所述第二比较器的反相输入端用于输入预设参考电压,所述第二比较器的输出端与所述第二电子开关管的受控端共接并构成所述第二三角波发生器的信号输出端。
6.如权利要求5所述的发热丝驱动电路,其特征在于,所述发热丝的端电压的平方除以所述发热丝的阻值的数值与所述第二电流源的电流值的比值为1:K,其中,K为比例系数且大于零。
7.如权利要求2‑6任一项所述的发热丝驱动电路,其特征在于,所述第一计数单元包括第一计数器。
8.如权利要求2‑6任一项所述的发热丝驱动电路,其特征在于,所述第二计数单元包括第二计数器。
9.如权利要求1‑6任一项所述的发热丝驱动电路,其特征在于,所述PWM输出电路包括RS寄存器。
10.一种电子设备,其特征在于,包括发热丝和如权利要求1‑9任一项所述的发热丝驱动电路,所述发热丝驱动电路和所述发热丝电性连接。
说明书 :
发热丝驱动电路和电子设备
技术领域
背景技术
发热丝给雾化器加热产生烟雾。
电过程逐渐下降,为了恒定输出功率,控制电路往往用一个MOS管来调节输出功率,具体方
式是通过调节MOS管开通的占空比,这种控制方法叫脉宽调制(PWM)法,如图1所示,图1是上
述电路的简化的系统原理图。
生器通过电流源提供基准电流并通过电容进行充放电切换。
目标RMS值的平方)与其比较,产生脉宽调制(PWM)信号,如图2所示。
难做精确,同时也很容易被干扰。如果要增加电流源值,电容值需按比例增加,电容的体积
会相应变大,会大大加大三角波发生器在芯片中的面积,增加成本。
发明内容
述MOS管的栅极和输出端分别连接,所述PWM驱动电路包括:
述目标RMS电压的平方的值;
输出第一计数值和第二计数值,其中,所述第一计数值计数至目标计数值时复位计数以及
所述第二计数值计数至目标计数值时复位并以第一计数值的当前复位时间点开始计数;
周期为所述第一计数值的复位间隔时间,所述PWM信号的占空比值为每一周期内第一计数
值的复位时间点至所述第二计数值的复位时间点的时长与所述第一计数值的复位间隔时
间的比值。
位计数;
位并以第一计数值的复位时间点开始重新计数。
管的第二端均接地,所述第一比较器的反相输入端用于输入预设参考电压,所述第一比较
器的输出端与所述第一电子开关管的受控端共接并构成所述第一三角波发生器的信号输
出端。
管的第二端均接地,所述第二比较器的反相输入端用于输入预设参考电压,所述第二比较
器的输出端与所述第二电子开关管的受控端共接并构成所述第二三角波发生器的信号输
出端。
N倍,其中,N等于目标计数值,因此,三角波发生器内部可设计更大的电流源,或者三角波发
生器内部可设计更小的电容,从而提高电流精度和抗干扰能力,或者降低三角波发生器的
面积或者成本,同时,第一三角波脉冲信号的频率和第二三角波脉冲信号的频率分别正比
于目标RMS电压的平方和发热丝的端电压的平方,产生的PWM信号的占空比为目标RMS电压
的平方与发热丝的端电压的平方的比值,避免MOS管的导通电阻的影响,从而达到提高输出
精度和实现恒功率输出的目的。
附图说明
具体实施方式
用以解释本发明,并不用于限定本发明。
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,
除非另有明确具体的限定。
次连接,PWM驱动电路100与MOS管Q11的栅极和输出端分别连接。
通,并转换输出所需的电压、电流至发热丝R,实现恒功率输出,PWM驱动电路100根据发热丝
R的端电压进行恒功率输出控制,减少MOS管Q11的导通电阻的影响,提高输出精度。
压的平方的值;
值和第二计数值,其中,第一计数值计数至目标计数值时复位计数以及第二计数值计数至
目标计数值时复位并以第一计数值的当前复位时间点开始计数;
一计数值的复位间隔时间,PWM信号的占空比值为每一周期内第一计数值的复位时间点至
第二计数值的复位时间点的时长与所述第一计数值的复位间隔时间的比值。
波发生器10输出的第一三角波脉冲信号的频率正比于目标RMS电压的平方,第二三角波发
生器20输出的第二三角波脉冲信号的频率正比于发热丝R的端电压的平方,计数电路30对
两个三角波脉冲信号进行同步计数,并反馈第一计数值和第二计数值至PWM输出电路40,在
计数至预设目标值时分别复位计数,由于发热丝R的端电压的平方的值大于目标RMS电压的
平方的值,所以第二计数值先达到目标预设值,如图5所示,L2表示第二计数值,L1表示第一
计数值,PWM输出电路40接收到两个计数值后,以第一计数值的两次复位时间点的时间间隔
作为PWM信号的周期时间TS,同时,以每一周期时间内第二计数值从计数开始至达到目标预
设值的时间点的时长与第一计数值的复位间隔时间的比值作为占空比的值,并输出PWM信
2 2
号,其占空比D同时等于D=VRMS/VR ,PWM信号输出至MOS管Q11进行恒功率输出,提高输出精
度。
于100HZ,由于三角波发生器内部电流源的电流值与三角波脉冲信号的频率成正比例,三角
波发生器内部电容的电容值与三角波脉冲信号的频率成反比例,因此,电流源的电流值可
设计的更大,提高电流源的精度和抗干扰能力,或者三角波发生器内部的电容的电容值可
设计的更小,降低三角波发生器的面积和成本。
具体根据需求对应设置。
C1、第一电子开关管Q1和第一比较器U1;
接地,第一比较器U1的反相输入端用于输入预设参考电压Vth,第一比较器U1的输出端与第
一电子开关管Q1的受控端共接并构成第一三角波发生器10的信号输出端。
接地,第二比较器U2的反相输入端用于输入预设参考电压Vth,第二比较器U2的输出端与第
二电子开关管Q2的受控端共接并构成第二三角波发生器20的信号输出端。
电压Vth时,对应的比较器输出高电平并控制电子开关管导通放电,当放电至电容的端电压
小于预设参考电压Vth时,比较器输出低电平控制电子开关管关断截止放电,电容继续充
电,从而根据电子开关管的导通和关断进行电容的充放电,对应地,两个比较器分别输出第
一三角波脉冲信号和第二三角波脉冲信号。
的电流源,在一个实施例中,目标RMS电压的平方和发热丝R的阻值的比值与第一电流源IC1
的电流值的比值为1:K,发热丝R的端电压的平方和发热丝R的阻值的比值与第二电流源IC2
2 2
的电流值的比值为1:K,即IC1=KVRMS/R,IC2=KVR /R,从而使得计数电路30产生的PWM信号的
2 2
占空比值则为VRMS/VR。
数。
第一计数值的复位时间点开始重新计数。
R的端电压的平方的值大于目标RMS电压的平方的值,所以第二计数值先达到目标预设值,
如图5所示,L2表示第二计数值,L1表示第一计数值,PWM输出电路40接收到两个计数值后,
以第一计数值的两次复位时间点的时间间隔作为PWM信号的周期时间TS,同时,以每一周期
时间内第二计数值从计数开始至达到目标预设值的时间点的时长作为占空比的值,并输出
2 2
PWM信号,其占空比D等于D=VRMS/VR ,PWM信号输出至MOS管Q11进行恒功率输出,提高输出精
度。
321,第一计数器311和第二计数器321采用相同位数的计数器,例如8位计数器、16位计数
器,具体根据三角波发生器的精度和面积对应设置。
的复位信号端连接第二三角波发生器20,RS寄存器41根据根据接收到的计数值对应输出
PWM信号。
术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述,
其中,发热丝驱动电路和发热丝电性连接。
实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分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精神和范围,均应
包含在本发明的保护范围之内。