一种用于输出PWM信号的电路及方法技术

本申请涉及一种用于输出PWM信号的电路及方法，属于电力电子的技术领域，电路包括：处理器，用于接收并响应启动信号，清零并启动计数器；积分电路，用于接收并响应启动信号，获取待转换的直流电压信号，并对直流电压信号进行积分运算，得到并输出响应电压信号；比较电路，用于接收响应电压信号和预设电压阈值，并根据响应电压信号的电压值和预设电压阈值的比较结果，输出停止信号；处理器还接收并响应停止信号，停止计数器，并根据计数器停止时的计数值，输出相应占空比的PWM信号。本申请仅需要处理器的两个I/O口，分别用于接收启动信号和停止信号，较大程度上减少对处理器I/O口的占用，节约处理器的I/O口资源。约处理器的I/O口资源。约处理器的I/O口资源。

【技术实现步骤摘要】
一种用于输出PWM信号的电路及方法


[0001]本申请涉及电力电子的
，特别涉及一种用于输出PWM信号的电路及方法。

技术介绍

[0002]射频等离子体手术系统是新一代的低温等离子体手术系统，可用于外科手术的软组织解剖、切除、消融、止血和干燥，可以与内窥镜系统配合进行腔内手术或与影像系统配合开展介入治疗。
[0003]目前，射频等离子体手术系统工作时需要将直流电压转换为交流脉冲，由于射频等离子体手术系统通常有多个挡位，每一个档位对应着一个直流电压值，为了控制交流脉冲的功率，通常需要采集直流电压值，直流电压值经过A/D转换后输入处理器，处理器根据采集到的直流电压值模拟输出PWM信号，由PWM信号控制交流脉冲的占空比，从而实现对交流脉冲功率的控制。
[0004]针对上述相关技术，专利技术人发现，由于ADC芯片的数字量输出引脚随着ADC芯片的转换精度的增加而增加，例如，8位A/D转换器ADC0809有D0
‑
D7共计8个输出引脚，12位A/D转换器AD574A有DB0
‑
DB11共计12个输出引脚，从而使A/D转换需要占用处理器较多的I/O口，造成处理器I/O口资源的浪费。

技术实现思路

[0005]为了节约处理器的I/O口资源，本申请提供了一种用于输出PWM信号的电路及方法。
[0006]第一方面，本申请提供了一种用于输出PWM信号的电路，采用如下技术方案。
[0007]一种用于输出PWM信号的电路，包括：处理器，用于接收并响应启动信号，清零并启动计数器；积分电路，用于接收并响应所述启动信号，获取待转换的直流电压信号，并对所述直流电压信号进行积分运算，得到并输出响应电压信号；比较电路，用于接收所述响应电压信号和预设电压阈值，并根据所述响应电压信号的电压值和所述预设电压阈值的比较结果，输出停止信号；所述处理器还接收并响应所述停止信号，停止所述计数器的计数，并根据所述计数器停止时的计数值，输出相应占空比的PWM信号。
[0008]通过采用上述技术方案，接收到启动信号后，处理器启用计数器功能，清零计数器，从零开始计数；同时，积分电路获取待转换的直流电压信号后，输出随时间线性变化的斜坡波形，该斜坡波形为直流电压信号在积分电路下的响应电压信号；由于响应电压信号的电压值随时间增大，当响应电压信号大于预设电压阈值时，比较电路输出端电平翻转，输出停止信号，处理器接收到停止信号后停止计数器计数；由于直流电压信号的电压值越大，斜坡波形的斜率越大，响应电压信号能够在更小的计数时间内大于预设电压阈值，从而通过计数器的计数值确定直流电压信号的电压值，处理器模拟输出与该电压值对应的PWM信
号，从而控制交流脉冲的占空比，由此控制交流脉冲的功率。本申请中处理器响应启动信号而启用计数器功能，响应停止信号而停止计数器的计数，处理器根据计数器的计数值模拟输出对应的PWM信号，因此，本申请仅需要处理器的两个I/O口，分别用于接收启动信号和停止信号，相比于使用ADC芯片，较大程度上减少对处理器I/O口的占用，节约了处理器的I/O口资源。
[0009]可选的，所述积分电路还包括后级保护电路，所述的后级保护电路用于缩小所述响应电压信号的电压幅值。
[0010]通过采用上述技术方案，积分电路输出的响应电压信号的幅值会随时间增加至与直流电压信号的幅值相等，由于有多个档位，直流电压信号的电压跨度较大，在高档位时，响应电压信号的幅值增大到一定程度时容易损坏后级电路，因此设置后级保护电路缩小响应电压信号的电压幅值，减少后级电路损坏而引起的系统故障。
[0011]可选的，所述积分电路包括第一电阻器R1和电容器C，所述第一电阻器R1的一端用于接收所述直流电压信号，所述第一电阻器R1的另一端与所述电容器C的一端连接，所述电容器C的另一端接地；所述第一电阻器R1与所述电容器C连接的一端用于输出所述响应电压信号。
[0012]通过采用上述技术方案，第一电阻器R1与电容器C构成RC积分电路，由于电容两端电压不能突变，随着对电容器C的充电，电容器C两端的电压逐渐增大，直流电压信号的电压值越大，对电容器C进行充电的充电电流也就越大，电荷在电容器C上聚集的速度也就越快，电容器C两端的电压增大速率越快。
[0013]可选的，所述后级保护电路包括第二电阻器R2，所述第二电阻器R2并联于所述电容器C的两端。
[0014]通过采用上述技术方案，第一电阻器R1与第二电阻器R2构成串联分压电路，使得在第一电阻器R1上产生电压降，从而使响应电压信号的电压幅值能够按照分压公式的比例缩小，防止响应电压信号的电压幅值过大而损坏后级电路。
[0015]可选的，所述积分电路包括第三电阻器R3和电感器L，所述电感器L的一端用于接收所述直流电压信号，所述电感器L的另一端与所述第三电阻器R3的一端连接，所述第三电阻器R3的另一端接地；所述电感器L与所述第三电阻器R3连接的一端用于输出所述响应电压信号。
[0016]通过采用上述技术方案，电感器L与第三电阻器R3构成RL积分电路，由于电感上电流不能突变，随着对电感器L的充电，电感器L上的电流逐渐增大，直流电压信号的电压值越大，对电感器L进行充电的充电电压也就越大，电感器L上电流增大的速率越快，电流通过第三电阻器R3，使第三电阻器R3两端的电压增大速率也就越快。
[0017]可选的，所述后级保护电路包括第四电阻器R4，所述第四电阻器R4的一端与所述电感器L连接，所述第四电阻器R4的另一端用于接收所述直流电压信号。
[0018]通过采用上述技术方案，第三电阻器R3与第四电阻器R4构成串联分压电路，使得在第四电阻器R4上产生电压降，从而使响应电压信号的电压幅值能够按照分压公式的比例缩小，防止响应电压信号的电压幅值过大损坏后级电路。
[0019]可选的，所述比较电路包括运算放大器A，所述运算放大器A的第一输入端用于接收所述响应电压信号，所述运算放大器A的第二输入端用于接收预设的参考电压Vref，所述
运算放大器A的输出端用于输出所述停止信号。
[0020]通过采用上述技术方案，运算放大器输出端输出的电平取决于其同向输入端与反向输入端所接收的电压的大小，当参考电压Vref大于响应电压信号时，运算放大器A输出高电平或低电平；随着响应电压信号逐渐增大，当参考电压Vref小于响应电压信号时，运算放大器A输出低电平或高电平，随着时间变化，运算放大器A的输出将会翻转，结合积分电路的特性，直流电压信号的电压值越大，运算放大器A的输出将会在越短的时间内翻转，运算放大器A能够越早的输出停止信号。
[0021]可选的，所述处理器包括主控CPU。
[0022]通过采用上述技术方案，使用主控CPU的计数器功能，仅占用了主控CPU的一个中断输入口接收停止信号，根据计数器的计数确定直流电压信号的电压值，从而输出对应的PWM信号。
[0023]第二方面，本申请提供了一种用于输出PWM信号的方法，采用如下技术方案。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于输出PWM信号的电路，其特征在于：包括，处理器（100），用于接收并响应启动信号，清零并启动计数器；积分电路（200），用于接收并响应所述启动信号，获取待转换的直流电压信号，并对所述直流电压信号进行积分运算，得到并输出响应电压信号；比较电路（300），用于接收所述响应电压信号和预设电压阈值，并根据所述响应电压信号的电压值和所述预设电压阈值的比较结果，输出停止信号；所述处理器（100）还接收并响应所述停止信号，停止所述计数器的计数，并根据所述计数器停止时的计数值，输出相应占空比的PWM信号。2.根据权利要求1所述的一种用于输出PWM信号的电路，其特征在于：所述积分电路（200）还包括后级保护电路（210），所述的后级保护电路（210）用于缩小所述响应电压信号的电压幅值。3.根据权利要求2所述的一种用于输出PWM信号的电路，其特征在于：所述积分电路（200）包括第一电阻器R1和电容器C，所述第一电阻器R1的一端用于接收所述直流电压信号，所述第一电阻器R1的另一端与所述电容器C的一端连接，所述电容器C的另一端接地；所述第一电阻器R1与所述电容器C连接的一端用于输出所述响应电压信号。4.根据权利要求3所述的一种用于输出PWM信号的电路，其特征在于：所述后级保护电路（210）包括第二电阻器R2，所述第二电阻器R2并联于所述电容器C的两端。5.根据权利要求2所述的一种用于输出PWM信号的电路，其特征在于：所述积分电路（200）包括第三电阻器R3和电感器L，所述电感器L的一端用于接收所述直流电压信号，所述电感器L的另一端与所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：董文兴，赵全，
申请(专利权)人：北京天星博迈迪医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：