[实用新型]数字模拟变换电路

说明书

本实用新型涉及一种数字模拟变换电路。包括充电脉冲发生电路、脉宽电压变换电路、电压跟随保持电路；充电脉冲发生电路的第一输出端（a）分别连接脉宽电压变换电路和电压跟随保持电路的第一输入端（a），脉宽电压变换电路的第二输入端（b）连接充电脉冲发生电路的第二输出端（b），脉宽电压变换电路的输出端（c）连接电压跟随保持电路的第二输入端（c），电压跟随保持电路的输出端（d）为数字模拟变换电路的输出端；脉宽电压变换电路包括由串联连接的充电电阻和电容组成的脉宽电压复原电路，电压跟随保持电路包括由串联连接的放电电阻和放电控制开关器件组成的电压跟随电路。本实用新型数字模拟变换动特性好、工作稳定、可靠性高，成本低。

技术领域

本实用新型涉及将数字控制器产生的脉宽数字信号转换为模拟电压技术，具体是一种数字模拟变换电路。

背景技术

随着数字控制产品在各领域的广泛应用，数字模拟变换（DA变换）技术的应用也越来越多，在电机控制、电力变换、逆变电源、工业过程控制等领域，为避免设备发生抖动或响应迟缓，大部分情况下需要响应快速、高可靠性的模拟量来控制设备稳定工作，另外，当采用模拟量控制高电压、干扰严重、大电流等设备时，为保证安全、减少干扰，通常需要控制模拟量与数字控制器之间电气隔离来提高安全性能，现有的数字模拟变换（DA变换）有以下几种方式：

直接采用数字控制器内置的数字模拟变换输出功能，可将需要的模拟量目标值直接由数字控制器内部进行数字模拟变换并由数字控制器的DA输出端输出，但是由于大部分数字控制器的数字模拟变换资源均比较匮乏，而且如果需要隔离场合，还需要追加线性光耦或集成隔离放大器模块等较复杂的模拟电压隔离电路。

在数字控制器之外，单独设置数字模拟变换模块或数字模拟变换集成电路芯片，此方案可解决数字控制器数字模拟变换资源不足问题，但追加的数字模拟变换模块或数字模拟变换集成电路芯片导致成本大幅上升，而且同样存在模拟电压隔离电路复杂问题。

采用数字总线、地址选通、锁存器、电阻阵列组合成数字模拟变换电路，可实现共用数字总线和地址总线方式输出多路模拟量，这种方式响应快、成本适中，但电路较复杂，占用线路板面积多，而且也存在模拟电压隔离电路复杂问题。

数字控制器将模拟量目标值转换成相当脉宽值的PWM信号，从PWM输出端输出，并对此PWM信号进行均值化和滤波后得到所需模拟电压信号，此方式由于数字控制器输出脉宽为特征值，隔离容易通过光耦实现，但往往数字控制器的PWM端口资源也比较贫乏，而且将PWM信号转换为模拟电压的均值化及滤波处理严重阻滞数字模拟变换的响应速度。

以频率调制（V/F）或脉宽调制（PWM）方式，由数字控制器将模拟量目标值转换成相当的频率或脉宽信号，从数字控制器PWM输出端输出，经过解调制和低通滤波还原出模拟电压信号，这类方式隔离同样容易通过光耦实现，但解调制和低通滤波电路比较复杂，可靠性差，响应速度慢，而且也必须占用数字控制器上比较贫乏的PWM端口资源。

总之，因数字控制器无内置DA端口或DA端口数量很少，当数字模拟变换需要快速响应特性时，往往需要额外增加较高成本或增加较复杂电路，尤其是当输出的模拟电压需要和数字控制器隔离的场合，还需增加复杂的模拟电压隔离电路，或者占用数字控制器上同样比较贫乏的PWM端口资源，并且降低数字模拟变换的响应特性，所以已有的数字模拟变换方法存在成本高、响应速度慢、电路复杂、可靠性不高等不足。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述问题，从而提供一种不仅电路简单、容易隔离、成本低廉、可靠性高，占用数字控制器软硬件资源少，还具有高速响应特性，能够满足各种需求的数字模拟变换电路。

本实用新型解决所述问题，采用的技术方案是：