本實(shí)用新型屬于開關(guān)放大器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種模擬電壓控制開關(guān)放大器。

背景技術(shù)：

目前，在多種自動(dòng)控制領(lǐng)域需要使用較大功率的電機(jī)，而控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向和運(yùn)轉(zhuǎn)速度就需要功率放大器。

市場上現(xiàn)有的功率放大器有線性功率放大器和開關(guān)放大器，線性功率放大器由于其自身損耗較高的特點(diǎn)，在大功率應(yīng)用場合及對溫度敏感的應(yīng)用場合往往不具備優(yōu)勢，因此開關(guān)放大器的應(yīng)用越來越廣泛。而開關(guān)放大器根據(jù)控制方式分為模擬電壓控制與PWM控制兩種類型?，F(xiàn)有的模擬電壓控制開關(guān)放大器，在使用中存在工作頻率不固定，輸出電流太小達(dá)不到大功率電機(jī)的使用要求，死區(qū)時(shí)間不可調(diào)，不能實(shí)現(xiàn)100％占空比驅(qū)動(dòng)等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種模擬電壓控制開關(guān)放大器，工作頻率固定、輸出電流大、死區(qū)時(shí)間可調(diào)，有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)放大器工作不能實(shí)現(xiàn)100％占空比驅(qū)動(dòng)的問題，有效地避免了現(xiàn)有技術(shù)中H橋電路工作時(shí)出現(xiàn)直通的現(xiàn)象。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種模擬電壓控制開關(guān)放大器，由三角波電路、比較器電路、自舉電路、死區(qū)時(shí)間設(shè)置電路、H橋驅(qū)動(dòng)電路、H橋電路和濾波電路七部分電路組成；三角波電路與比較器電路連接，比較器電路、死區(qū)時(shí)間設(shè)置電路、自舉電路分別與H橋驅(qū)動(dòng)電路連接，H橋驅(qū)動(dòng)電路、濾波電路分別與H橋電路連接，H橋驅(qū)動(dòng)電路包括控制芯片U1。

本實(shí)用新型的特征還在于，進(jìn)一步的，三角波電路由控制芯片U2、電阻R13、電阻R14、電容C9和電容C10組成；VCC電壓同時(shí)與電阻R13的一端、控制芯片U2的4腳、控制芯片U2的8腳連接，電阻R13的另一端接控制芯片U2的7腳；電阻R14的一端接控制芯片U2的7腳，電阻R14的另一端接控制芯片U2的6腳、控制芯片U2的2腳；電容C9和電容C10串聯(lián)后，電容C9接控制芯片U2的2腳，電容C10接控制芯片U2的5腳；控制芯片U2接地；

所述比較器電路由電阻R11和電阻R12組成；輸入INPUT模擬電壓信號接電阻R11的一端，電阻R11的另一端連接控制芯片U1的6腳；控制芯片U2的2腳與電阻R12的一端連接，電阻R12的另一端與控制芯片U1的7腳連接。

進(jìn)一步的，自舉電路由二極管D5、二極管D6、電容C11、電容C12組成；VCC電壓接二極管D5、二極管D6的A極，二極管D5的C極接控制芯片U1的10腳和電容C11的一端，電容C11的另一端接控制芯片U1的12腳；二極管D6的C極接控制芯片U1的1腳和電容C12的一端，電容C12的另一端接控制芯片U1的19腳。

進(jìn)一步的，死區(qū)時(shí)間設(shè)置電路由電阻R9和電阻R10組成；電阻R9的一端與控制芯片U1的8腳連接，電阻R9的另一端接地；電阻R10的一端與控制芯片U1的9腳連接，電阻R10的另一端接地。

進(jìn)一步的，H橋驅(qū)動(dòng)電路由控制芯片U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4組成；所述H橋電路由MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4組成；電阻R1的一端接控制芯片U1的11腳，電阻R1的另一端與MOS管Q1的柵極連接，MOS管Q1的源極與控制芯片U1的12腳連接，MOS管Q1的漏極連接電源正極；電阻R2的一端接控制芯片U1的13腳，電阻R2的另一端與MOS管Q2的柵極連接，MOS管Q2的漏極與控制芯片U1的12腳連接，MOS管Q2的源極與控制芯片U1的14腳連接；電阻R3的一端接控制芯片U1的20腳，電阻R3的另一端與MOS管Q3的柵極連接，MOS管Q3的源極與控制芯片U1的19腳連接，MOS管Q3的漏極連接電源正極；電阻R4的一端接控制芯片U1的18腳，電阻R4的另一端與MOS管Q4的柵極連接，MOS管Q4的漏極與控制芯片U1的19腳連接，MOS管Q4的源極與控制芯片U1的17腳連接。

進(jìn)一步的，H橋驅(qū)動(dòng)電路還包括二極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4；電阻R1與二極管D1并聯(lián)后一端接控制芯片U1的11腳，并聯(lián)后另一端與MOS管Q1的柵極連接，MOS管Q1的源極與控制芯片U1的12腳連接，MOS管Q1的漏極連接電源正極；電阻R2與二極管D2并聯(lián)后一端接控制芯片U1的13腳，并聯(lián)后另一端與MOS管Q2的柵極連接，MOS管Q2的漏極與控制芯片U1的12腳連接，MOS管Q2的源極與控制芯片U1的14腳連接；電阻R3與二極管D3并聯(lián)后一端接控制芯片U1的20腳，并聯(lián)后另一端與MOS管Q3的柵極連接，MOS管Q3的源極與控制芯片U1的19腳連接，MOS管Q3的漏極連接電源正極；電阻R4與二極管D4并聯(lián)后一端接控制芯片U1的18腳，并聯(lián)后另一端與MOS管Q4的柵極連接，MOS管Q4的漏極與控制芯片U1的19腳連接，MOS管Q4的源極與控制芯片U1的17腳連接。

進(jìn)一步的，濾波電路由電容C1、電容C2、電容C3和電容C4組成；電容C1、電容C2、電容C3和電容C4均并聯(lián)連接后，一端連接電源正極，另一端接地。

進(jìn)一步的，模擬電壓控制開關(guān)放大器還包括吸收電路，吸收電路與所述H橋電路連接，所述吸收電路由電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電容C5、電容C6、電容C7和電容C8組成；電阻R5、電容C5、電阻R6和電容C6依次串聯(lián)后，電阻R5連接電源正極，電容C6接地，電容C5和電阻R6的串聯(lián)結(jié)點(diǎn)分別連接控制芯片U1的12腳和AOUT端；電阻R7、電容C7、電阻R8和電容C8依次串聯(lián)后，電阻R7連接電源正極，電容C8接地，電容C7和電阻R8的串聯(lián)結(jié)點(diǎn)分別連接控制芯片U1的19腳和BOUT端。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型內(nèi)置固定頻率三角波發(fā)生器，利用死區(qū)時(shí)間設(shè)置電路設(shè)置固定的死區(qū)時(shí)間，避免同一橋臂MOS管出現(xiàn)共通現(xiàn)象；H橋電路按照H橋驅(qū)動(dòng)電路的邏輯順序能夠?qū)崿F(xiàn)高壓大電流的導(dǎo)通；本實(shí)用新型具有工作頻率固定、輸出電流大、死區(qū)時(shí)間可調(diào)、能實(shí)現(xiàn)100％占空比驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有禁止功能；本實(shí)用新型最高功率電壓可達(dá)80V，輸出電流最大可達(dá)80A，能廣泛的應(yīng)用于大功率直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)方面。本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)簡單，電路使用全N溝道MOS管組成功率橋臂，內(nèi)部損耗得到極大減小，提高了電路的可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實(shí)用新型的電路圖。

圖中，1.三角波電路，2.比較器電路，3.自舉電路，4.死區(qū)時(shí)間設(shè)置電路，5.H橋驅(qū)動(dòng)電路，6.H橋電路，7.吸收電路，8.濾波電路。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型模擬電壓控制開關(guān)放大器，結(jié)構(gòu)如圖1所示，由三角波電路1、比較器電路2、自舉電路3、死區(qū)時(shí)間設(shè)置電路4、H橋驅(qū)動(dòng)電路5、H橋電路6、吸收電路7、濾波電路8八部分電路組成；三角波電路1與比較器電路2連接，比較器電路2、死區(qū)時(shí)間設(shè)置電路4、自舉電路3分別與H橋驅(qū)動(dòng)電路5連接，H橋驅(qū)動(dòng)電路5、濾波電路8、吸收電路7分別與H橋電路6連接；H橋驅(qū)動(dòng)電路5：由控制芯片U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4組成。

三角波電路1的作用：產(chǎn)生固定頻率的三角波，保證本實(shí)用新型的工作頻率固定。

比較器電路2的作用：將輸入的INPUT模擬電壓信號與三角波電路產(chǎn)生的三角波進(jìn)行比較，產(chǎn)生相應(yīng)占空比的PWM信號輸入H橋驅(qū)動(dòng)電路5，來控制后端H橋電路MOS管的導(dǎo)通順序與占空比。

死區(qū)時(shí)間設(shè)置電路4的作用：設(shè)置固定時(shí)間的死區(qū)時(shí)間，避免同一橋臂MOS管出現(xiàn)共通現(xiàn)象。

自舉電路3的作用：與H橋驅(qū)動(dòng)電路5內(nèi)部電路配合，為橋臂上端MOS管的驅(qū)動(dòng)提供懸浮電源，確保H橋驅(qū)動(dòng)電路5能完全驅(qū)動(dòng)上端MOS管。

H橋驅(qū)動(dòng)電路5的作用：根據(jù)比較器電路2提供的PWM信號，驅(qū)動(dòng)H橋電路6中四個(gè)MOS管的導(dǎo)通時(shí)間與導(dǎo)通順序。

H橋電路6的作用：按照H橋驅(qū)動(dòng)電路5的邏輯順序?qū)崿F(xiàn)高壓大電流的導(dǎo)通，是電路中的功率回路。

濾波電路8的作用：對功率電壓進(jìn)行濾波，降低開關(guān)放大器工作時(shí)產(chǎn)生的干擾。

吸收電路7的作用：降低H橋電路6工作時(shí)產(chǎn)生的電壓尖峰，使電機(jī)能更平順的工作，并降低H橋電路6中MOS管承受的尖峰電壓。

本實(shí)用新型的電路圖，如圖2所示：

三角波電路1：由控制芯片U2、電阻R13、電阻R14、電容C9和電容C10組成；

具體來說，VCC電壓同時(shí)與電阻R13的一端、控制芯片U2的4腳、控制芯片U2的8腳連接，電阻R13的另一端接控制芯片U2的7腳；電阻R14的一端接控制芯片U2的7腳，電阻R14的另一端接控制芯片U2的6腳、控制芯片U2的2腳；電容C9和電容C10串聯(lián)后，電容C9接控制芯片U2的2腳，電容C10接控制芯片U2的5腳；控制芯片U2接地；

比較器電路2：由電阻R11和電阻R12組成；

具體來說，輸入INPUT模擬電壓信號接電阻R11的一端，電阻R11的另一端連接控制芯片U1的6腳；控制芯片U2的2腳與電阻R12的一端連接，電阻R12的另一端與控制芯片U1的7腳連接；

自舉電路3：由二極管D5、二極管D6、電容C9、電容C10組成；

具體來說，VCC電壓接二極管D5、二極管D6的A極，二極管D5的C極接控制芯片U1的10腳，同時(shí)與電容C9的一端連接，電容C9的另一端接控制芯片U1的12腳；二極管D6的C極接控制芯片U1的1腳，同時(shí)與電容C10的一端連接，電容C10的另一端接控制芯片U1的19腳；

死區(qū)時(shí)間設(shè)置電路4：由控制芯片U1、電阻R9和電阻R10組成；

具體來說，電阻R9的一端與控制芯片U1的8腳連接，電阻R9的另一端接地；電阻R10的一端與控制芯片U1的9腳連接，電阻R10的另一端接地。

H橋驅(qū)動(dòng)電路5：由控制芯片U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4組成；H橋電路6由MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和MOS管Q4組成；

具體來說，電阻R1的一端接控制芯片U1的11腳，電阻R1的另一端與MOS管Q1的柵極連接，MOS管Q1的源極與控制芯片U1的12腳連接，MOS管Q1的漏極連接電源正極；電阻R2的一端接控制芯片U1的13腳，電阻R2的另一端與MOS管Q2的柵極連接，MOS管Q2的漏極與控制芯片U1的12腳連接，MOS管Q2的源極與控制芯片U1的14腳連接；電阻R3的一端接控制芯片U1的20腳，電阻R3的另一端與MOS管Q3的柵極連接，MOS管Q3的源極與控制芯片U1的19腳連接，MOS管Q3的漏極連接電源正極；電阻R4的一端接控制芯片U1的18腳，電阻R4的另一端與MOS管Q4的柵極連接，MOS管Q4的漏極與控制芯片U1的19腳連接，MOS管Q4的源極與控制芯片U1的17腳連接。

或者H橋驅(qū)動(dòng)電路5由控制芯片U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、二極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4組成；電阻R1與二極管D1并聯(lián)后一端接控制芯片U1的11腳，并聯(lián)后另一端與MOS管Q1的柵極連接，MOS管Q1的源極與控制芯片U1的12腳連接，MOS管Q1的漏極連接電源正極；電阻R2與二極管D2并聯(lián)后一端接控制芯片U1的13腳，并聯(lián)后另一端與MOS管Q2的柵極連接，MOS管Q2的源極與控制芯片U1的12腳連接，MOS管Q2的源極與控制芯片U1的14腳連接；電阻R3與二極管D3并聯(lián)后一端接控制芯片U1的20腳，并聯(lián)后另一端與MOS管Q3的柵極連接，MOS管Q3的源極與控制芯片U1的19腳連接，MOS管Q3的漏極連接電源正極；電阻R4與二極管D4并聯(lián)后一端接控制芯片U1的18腳，并聯(lián)后另一端與MOS管Q4的柵極連接，MOS管Q4的漏極與控制芯片U1的19腳連接，MOS管Q4的源極與控制芯片U1的17腳連接。

吸收電路7：由電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電容C5、電容C6、電容C7和電容C8組成；

具體來說，電阻R5、電容C5、電阻R6和電容C6依次串聯(lián)后，電阻R5連接電源正極，電容C6接地，電容C5和電阻R6的串聯(lián)結(jié)點(diǎn)分別連接控制芯片U1的12腳和AOUT端；電阻R7、電容C7、電阻R8和電容C8依次串聯(lián)后，電阻R7連接電源正極，電容C8接地，電容C7和電阻R8的串聯(lián)結(jié)點(diǎn)分別連接控制芯片U1的19腳和BOUT端；

濾波電路8：由電容C1、電容C2、電容C3和電容C4組成；

具體來說，電容C1、電容C2、電容C3和電容C4均并聯(lián)連接后，一端連接電源正極，另一端接地。

控制芯片U1的3腳連接DIS禁止端。

吸收電路7可以吸收MOS管開關(guān)過程中產(chǎn)生的電壓尖峰，使電路輸出波形更加平緩，避免出現(xiàn)過沖現(xiàn)象而損壞電路。去掉吸收電路7后本實(shí)用新型仍能解決上述技術(shù)問題。

H橋驅(qū)動(dòng)電路5中二極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4的作用：實(shí)現(xiàn)MOS管的“緩開快關(guān)”，進(jìn)一步避免同一橋臂上的MOS管出現(xiàn)直通現(xiàn)象。

控制芯片U1內(nèi)部具有電荷泵，為橋臂中上端MOS管的導(dǎo)通提供了供電回路，在上電時(shí)即可實(shí)現(xiàn)上端MOS管的完全導(dǎo)通，保證本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)100％占空比驅(qū)動(dòng)；控制芯片U1具有較高的驅(qū)動(dòng)能力，并且N溝MOS管的開關(guān)速度較快，以使本實(shí)用新型可以在500KHz范圍內(nèi)工作。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。