多功能数字脉冲宽度调变控制器制造技术

本发明专利技术提供一种多功能数字脉冲宽度调变控制器，包括脉冲宽度调变控制器、选择单元、比较单元以及信号转换单元，且选择单元包括至少一选择器，比较单元包括至少一比较器，而信号转换单元包括至少一数字至模拟转换器，其中数字至模拟转换器产生参考电压及/或电流，比较器接收参考电压及/或电流，并依据回授信号，进行比较而产生比较信号，选择器选取其中某一比较信号输入至脉冲宽度调变控制器，而脉冲宽度调变控制器可同时接收由使用者或系统设定的其它参数，以控制数字脉冲宽度调变信号的特性，藉以改善负载电路的整体电气操作特性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种多功能数字脉冲宽度调变控制器，包括脉冲宽度调变控制器、选择单元、比较单元以及信号转换单元，且选择单元包括至少一选择器，比较单元包括至少一比较器，而信号转换单元包括至少一数字至模拟转换器，其中数字至模拟转换器产生参考电压及/或电流，比较器接收参考电压及/或电流，并依据回授信号，进行比较而产生比较信号，选择器选取其中某一比较信号输入至脉冲宽度调变控制器，而脉冲宽度调变控制器可同时接收由使用者或系统设定的其它参数，以控制数字脉冲宽度调变信号的特性，藉以改善负载电路的整体电气操作特性。【专利说明】多功能数字脉冲宽度调变控制器
本专利技术涉及一种多功能数字脉冲宽度调变控制器，尤其是依据先前脉冲宽度调变信号的工作区的改变状态而动态改变目前脉冲宽度调变信号的工作区的分辨率。
技术介绍
在现有技术中，脉冲宽度调变((Pulse Width Modulation, PWM)技术主要对具有特定频率的脉冲信号依据特定条件藉改变脉冲宽度以达到信号调变的目的，并以脉冲宽度调变信号驱动电气装置或负载电路，比如发光二极管、马达、电源转换器的切换组件。一般，脉冲宽度的最小可调变单位称为分辨率，比如频率为IOOKHz的脉冲信号，具有1/100K秒的分辨率。对用于驱动二切换组件的应用，脉冲宽度调变技术产生二相对应脉冲信号，且脉冲宽度是相互切齐，亦即某一脉冲信号的脉冲为高/低位准时，另一脉冲信号的脉冲为高/低位准，可避免同时导通负载电路的二切换组件造成很大的电流导通而发生短路，导致永久性损坏。为达成上述功能，传统的作法可包括模拟电路方式及数字电路方式。在模拟电路方式中，PWM频率由内建振荡器(oscillator)产生，因此无法依据实际应用状态而任意改变，尤其是无法更改回授控制中的内部放大器的补偿。此外，对于输出电压、负载范围也都是预先设定而不易更改。对于目前具数字电源功能的数字电路方式，主要是需要利用非常快速的模拟至数字(ADC)取样以产生所需的模拟回授讯号，再经由数字信号处理器引擎(DSP engine)进行信号控制，比如比例-积分-微分(PID)控制。但是，要达到愈高的PWM分辨率，就需要愈快的操作频率，同时ADC取样率也要非常高，因而导致成本过高，在实际应用上不易达成。此外，现有技术无法提供动态改变二脉冲信号同时为低位准的时间区段以改善负载的电气特性，比如平均耗电大小。因此，需要一种多功能数字脉冲宽度调变控制器，能动态改变目前脉冲宽度调变信号的工作区的分辨率，藉以解决上述现有技术的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种多功能数字脉冲宽度调变控制器，包括脉冲宽度调变控制器、选择单元、比较单元以及信号转换单元，其中脉冲宽度调变控制器产生二数字脉冲宽度调变信号以驱动负载电路，且该二数字脉冲宽度调变信号可不具有或具有盲带区，而盲带区是指该二数字脉冲宽度调变信号同时为低位准时的时间区段。选择单元包括至少一选择器，比较单元包括至少一比较器，而信号转换单元包括至少一数字至模拟转换器。每个数字至模拟转换器接收具有某一静态位准或是变动的参考信号，并转换成相对应的参考电压及/或参考电流。每个比较器接收参考电压及/或参考电流，且接收来自负载电路的特定回授信号，并进行比较处理以产生相对应的比较信号，具有低位准或高位准的数字信号。每个选择器接收上述的比较信号，并选取其中某一比较信号以当作数入信号而输入至脉冲宽度调变控制器。脉冲宽度调变控制器可同时接收由使用者或系统设定的其它参数，用以控制数字脉冲宽度调变信号的特性，可改善负载电路的整体电气操作特性。【专利附图】【附图说明】图1显示本专利技术多功能数字脉冲宽度调变控制器的示意图；图2显示本专利技术中PWM输出的波形图；以及图3显示本专利技术中另一 PWM输出的波形图。其中，附图标记说明如下:10 PWM 控制器20选择单元30比较单元40信号转换单元50负载电路CP1、CP2、CP3、CP4 比较器DAC1、DAC2数字至模拟转换器(DAC)DPWM、nDPWM 数字 PWM 信号IFB1、IFB2电流回授信号IREFU IREF2电流参考信号R1、R2负载信号SEL1、SEL2 选择器T_Duty 工作区T_DEAD 盲带区T_PWM PWM 周期VFBU VFB2电压回授信号VREFU VREF2电压参考信号【具体实施方式】以下配合图式及组件符号对本专利技术的实施方式做更详细的说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。参见图1，图1为本专利技术多功能数字脉冲宽度调变控制器的示意图。如图1所示，本专利技术的多功能数字脉冲宽度调变控制器包括脉冲宽度调变(PWM)控制器10、选择单元20、比较单元30以及信号转换单元40，其中PWM控制器10产生至少二数字PWM信号，比如DPWM及nDPWM，用以驱动负载电路50，而负载电路50包括二功率晶体管，比如金氧半场效晶体管(MOSFET)，用以接收数字PWM信号DPWM及nDPWM，藉以达成单端输出模式(Single-EndedOutput Mode)或推拉输出模式(Push-Pull Output Mode),且单端输出模式的二数字PWM信号DPWM及nDPWM不具有盲带区(Dead Time Interval)，而推拉输出模式的二数字PWM信号DPWM及nDPWM具有盲带区。要注意的是，本专利技术的盲带区是指二数字PWM信号DPWM及nDPWM同时为低位准时的时间区段。PWM控制器10可由微控制器(MCU)、中央处理器(CPU)或多个电电子组件构成的电子电路而实现，并以数字方式操作。选择单元20包括至少一选择器，比如SELl及SEL2，比较单元30包括至少一比较器，比如CP1、CP2、CP3及CP4，而信号转换单元40包括至少一数字至模拟转换器(DAC)，比如 DACl 及 DAC2。信号转换单元40的数字至模拟转换器DACl及DAC2分别接收不同的二参考信号Rl及R2，并分别转换成相对应的参考电压VREFl及/或参考电流IREF1、参考电压VREF2及/或参考电流IREF2，其中参考信号Rl及R2可为具有某一静态位准的信号，比如低位准(逻辑O)或高位准(逻辑I)，或是变动的信号，比如方波或正弦波。比较单元30的比较器CPl、CP2、CP3及CP4分别接收来自信号转换单元40的参考电压VREFl、参考电流IREFl、参考电压VREF2、参考电流IREF2，且分别接收来自负载电路50的特定回授信号，比如电压回授信号VFB1、电流回授信号IFB1、电压回授信号VFB2及电流回授信号IFB2的至少其中之一，并进行比较处理以产生相对应的比较信号，而每个比较信号是具有低位准或高位准的数字信号。选择器SELl及SEL2接收来自比较单元30的比较信号，并依据选择信号(图中未显示)选取其中一比较信号当作输入信号而输入至PWM控制器10，其中选择信号可由使用者设定或直接由系统决定。此外，PWM控制器10同时接收由使用者或系统设定的其它参数，用以控制数字PWM信号DPWM及nDPWM的特性，如图2及图3中所示的PWM周期(T_PWM)、工作区(T_Duty)、盲带区(T_DEAD)，或图中未显示的PWM输出模式(Output Mode)、软启动时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能数字脉冲宽度调变控制器，用以产生至少二数字脉冲宽度调变信号以驱动一负载电路，其特征在于，该多功能数字脉冲宽度调变控制器包括：一信号转换单元，包括至少一数字至模拟转换器，每个数字至模拟转换器接收不同的参考信号并产生相对应的参考电压及/或参考电流；一比较单元，包括至少一比较器，每个比较器接收来自该信号转换单元中相对应数字至模拟转换器的参考电压及/或参考电流，并依据来自该负载电路的一回授信号，进行比较处理而产生具有低位准或高位准的比较信号；一选择单元，包括至少一选择器，接收一选择信号以及来自该比较单元的比较信号，且每个选择器依据该选择信号以选取其中一比较信号当作一输入信号；以及一脉冲宽度调变(PWM)控制器，接收来自该选择单元的输入信号及/或由使用者或系统设定的参数，并依据至少一判断规则以控制所述数字脉冲宽度调变信号的工作区的分辨率的数目，进而改变所述数字脉冲宽度调变信号的盲带区，其中该分辨率为该工作区的最小可变化量单位，而该盲带区为所述数字脉冲宽度调变信号同时为低位准时的时间区段。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林志峰，林树嘉，谢文岳，林敬渊，曾定钦，陈宜斌，
申请(专利权)人：产晶积体电路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71