[发明专利]一种将PWM信号转换为直流电压信号的电信号转换电路

说明书

本发明公开了一种将PWM信号转换为直流电压信号的电信号转换电路，包括PWM恒流电路、储能电容、V_I转换电路和取样电阻，PWM恒流电路的正极为电信号转换电路的正极，PWM恒流电路的PWM端为电信号转换电路的PWM端，PWM恒流电路的输出端、储能电容的一端和V_I转换电路的输入端连接，V_I转换电路的输出端和取样电阻的一端连接且其连接端为电信号转换电路的电压输出端，取样电阻的另一端、V_I转换电路的负极、储能电容的另一端和PWM恒流电路的负极连接且其连接端为电信号转换电路的负极；优点是成本较低，转换过程简单，容易集成，转换得到的直流电压大小与PWM信号的占空比之间具有线性变化关系，转换精度较高。

技术领域

本发明涉及一种电信号转换电路，尤其是涉及一种将PWM信号转换为直流电压信号的电信号转换电路。

背景技术

现有的一些控制电路中，常常需要把PWM信号转换为直流电压信号。将PWM信号转换为直流电压信号的方式主要有两类，第一类方式采用数模转换器转换把PWM信号转为直流电压信号，其优点是转换精度高，但缺点是数模转换专用芯片的成本高；第二类是将PWM信号直接输入低通滤波器中，通过低通滤波器实现数模转换得到直流电压信号输出，其优点是成本低，但其输出的直流电压信号大小和PWM信号占空比之间的线性变化关系较差，转换精度低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本较低，且转换得到的直流电压信号大小与PWM信号的占空比之间具有线性变化关系，转换精度较高的将PWM信号转换为直流电压信号的电信号转换电路。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种将PWM信号转换为直流电压信号的电信号转换电路，具有正极、负极、PWM端和电压输出端，当其PWM端和负极之间接入PWM信号时，其电压输出端和负极之间输出对应大小的直流电压，包括PWM恒流电路、储能电容、V_I转换电路和取样电阻；所述的PWM恒流电路具有正极、负极、控制端和输出端，当所述的PWM恒流电路的控制端和负极之间接入0电平时，其输出端输出直流电流，且该直流电流的大小保持不变，当所述的PWM恒流电路的控制端和负极之间接入1电平时，其输出端不输出直流电流；所述的V_I转换电路具有输入端、负极和输出端，所述的V_I转换电路用于将其输入端的电压转换为电流在其输出端输出，其输出端输出的电流大小和其输入端的平均电压大小相对应，不随其输入端的电压的周期性变化而变化，当其输入端的平均电压升高时，其输出端的电流升高，当其输入端的平均电压降低时，其输出端的电流降低；所述的PWM恒流电路的正极为所述的电信号转换电路的正极，所述的PWM恒流电路的PWM端为所述的电信号转换电路的PWM端，所述的PWM恒流电路的输出端、所述的储能电容的一端和所述的V_I转换电路的输入端连接，所述的V_I转换电路的输出端和所述的取样电阻的一端连接且其连接端为所述的电信号转换电路的电压输出端，所述的取样电阻的另一端、所述的V_I转换电路的负极、所述的储能电容的另一端和所述的PWM恒流电路的负极连接且其连接端为所述的电信号转换电路的负极；当所述的电信号转换电路的正极和负极之间接入直流电压，其PWM端和负极之间接入PWM信号时，将该PWM信号的周期记为T，将该PWM信号在为0电平时，所述的PWM恒流电路的输出端输出的直流电流大小记为I1，将该PWM信号在一个周期中为0电平的时间记为T1，那么在该PWM信号的任何一个周期中，充入所述的储能电容的电荷量为I1*T1，所述的PWM恒流电路为所述的储能电容充电的平均电流大小为I1*T1/T，*表示乘运算符号；当所述的V_I转换电路的输出端输出的电流小于I1*T1/T时，所述的储能电容两端的平均电压升高，此时所述的V_I转换电路的输出端输出的电流升高，反之当所述的V_I转换电路的输出端输出的电流大于I1*T1/T时，所述的储能电容两端的平均电压减小，此时所述的V_I转换电路的输出端输出的电流减小，这样所述的V_I转换电路通过自动调整，将其输出端输出的电流调整至等于I1*T1/T，此时所述的V_I转换电路进入输出电流不变的平衡状态；当所述的V_I转换电路处于平衡状态时，将所述的V-I转换电路的输出端输出的电流记为Io，那么Io*T＝I1*T1，此时可以得到Io＝I1*k，其中k＝T1/T，那么所述的电信号转换电路的电压输出端输出的电压Vo＝Io*R＝I1*k*R，其中R为所述的取样电阻的电阻值，由此当所述的PWM恒流电路的输出端输出直流电流且该直流电流大小恒定不变时，所述的电信号转换电路的电压输出端输出的直流电压与其PWM端和负极之间接入的PWM信号的占空比具有线性变化关系。