一種多路多相pwm的實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多路多相PWM的實(shí)現(xiàn)方法，包含：多路獨(dú)立的PWM(101,103)和相位控制電路(105)。該相位控制電路可以根據(jù)預(yù)設(shè)的相位調(diào)節(jié)寄存器值來自動(dòng)調(diào)節(jié)相位，從而產(chǎn)生多路任意相位的PWM波形輸出。同時(shí)調(diào)節(jié)相位的硬件資源與該P(yáng)WM獨(dú)立使用時(shí)的硬件資源進(jìn)行復(fù)用，節(jié)省了電路實(shí)現(xiàn)的物理資源。通過本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)任意相位可調(diào)的多路PWM輸出，可以廣泛應(yīng)用于測(cè)量、通信以及功率控制與變換等諸多領(lǐng)域。
【專利說明】—種多路多相PWM的實(shí)現(xiàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種PWM的實(shí)現(xiàn)方法，尤其涉及多路PWM輸出及任意相位調(diào)節(jié)控制等領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulat1n，簡(jiǎn)稱PWM)是一種通過高分辨率計(jì)數(shù)器用一定占空比的方波來代替模擬信號(hào)的方法。廣泛應(yīng)用于測(cè)量、通信以及功率控制與變換等諸多領(lǐng)域。
[0003]通過以數(shù)字方式控制模擬電路，可以大幅度降低系統(tǒng)的成本和功耗。此外，許多微控制器和DSP已經(jīng)在芯片上包含了 PWM控制器，這使數(shù)字控制的實(shí)現(xiàn)變得更加容易了。
[0004]在PWM的部分應(yīng)用中，只需要單路輸出便可完成對(duì)電路的控制。而在復(fù)雜的應(yīng)用中，則需要多路PWM同時(shí)進(jìn)行控制，例如兩相，三相電機(jī)的控制，多色LED燈的控制等。
[0005]在很多控制應(yīng)用中，需要不同相位差的PWM的輸出，例如在三相電機(jī)中需要有三路相位差為120°的PWM輸出，因此需要支持不同相位輸出的多路PWM?，F(xiàn)有技術(shù)中，有采用對(duì)PWM的初始計(jì)數(shù)值的設(shè)置來調(diào)整PWM的相位，也有采用在PWM計(jì)數(shù)期間調(diào)整翻轉(zhuǎn)次數(shù)來控制，還有采用控制計(jì)數(shù)方式及翻轉(zhuǎn)時(shí)刻點(diǎn)來控制，例如先進(jìn)行PWM遞增計(jì)數(shù)達(dá)到最大值時(shí)再進(jìn)行PWM遞減計(jì)數(shù)，在遞增計(jì)數(shù)期間和遞減計(jì)數(shù)期間各進(jìn)行一次翻轉(zhuǎn)，這三種方法都會(huì)增加PWM硬件資源。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:本發(fā)明提供一種多路多相PWM的實(shí)現(xiàn)方法，通過對(duì)多路PWM的啟動(dòng)時(shí)刻及相位調(diào)整后的延時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)相位差的PWM的輸出；并且通過資源共享，減少硬件實(shí)現(xiàn)成本。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種多路PWM的實(shí)現(xiàn)方式，可以獨(dú)立工作，也可以由一個(gè)PWM主控進(jìn)行同步配合工作，并且相位可調(diào)節(jié)。具體為:
[0008]a:多路PWM獨(dú)立工作時(shí)，各個(gè)PWM根據(jù)自己的參數(shù)設(shè)置分別啟動(dòng)，輸出各自的波形；
[0009]b:需要特定的相位關(guān)系輸出時(shí)，設(shè)定其中一個(gè)PWM為主控，其他PWM根據(jù)主控PWM的啟動(dòng)信號(hào)及預(yù)設(shè)的相位寄存器值來延時(shí)啟動(dòng)，從而達(dá)到一定相位差輸出；
[0010]C:相位調(diào)節(jié)的精度由預(yù)設(shè)的相位寄存器位寬N決定，該值越大則精度越高；預(yù)設(shè)的相位寄存器的具體值決定該路PWM與主控PWM的相位差值；
[0011]d:由于多路多相PWM同步輸出時(shí)主控PWM及需要調(diào)節(jié)相位的PWM的周期值是一致的，因此在進(jìn)行相位調(diào)節(jié)控制時(shí)，需要調(diào)整相位的PWM的周期寄存器將共享主控PWM的周期寄存器值使用，而需要調(diào)節(jié)相位的PWM內(nèi)部的周期寄存器作為預(yù)設(shè)的相位寄存器使用。這樣在不增加寄存器資源的條件下既可以支持多路獨(dú)立輸出各自的PWM波形，又可以支持同步配合輸出一定相位差的PWM波形，節(jié)約了物理資源；
[0012]e:修改PWM的周期及相位將在下個(gè)主控PWM周期輸出時(shí)更新相位的變化，這樣可以保持PWM波形的穩(wěn)定性。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:上述多路多相PWM通過對(duì)獨(dú)立PWM的資源復(fù)用與共享，不增加寄存器資源的條件下，對(duì)需要調(diào)節(jié)相位的PWM的啟動(dòng)信號(hào)及修改相位變化時(shí)的延時(shí)控制來實(shí)現(xiàn)，節(jié)約了成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面參照附圖結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0015]圖1為本發(fā)明中多路多相PWM的總體框圖。
[0016]圖2為本發(fā)明中PWM相位調(diào)節(jié)實(shí)施方式的框圖。
[0017]圖3為本發(fā)明中PWM啟動(dòng)時(shí)相位調(diào)節(jié)的時(shí)序圖。
[0018]圖4為本發(fā)明中PWM其他時(shí)刻相位調(diào)節(jié)的時(shí)序圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]為了方便本發(fā)明實(shí)施例的描述，下面定義一些術(shù)語(yǔ)。這里定義的術(shù)語(yǔ)具有相關(guān)領(lǐng)域中通常所理解的相同含義。諸如“一”、“之”和“該”等術(shù)語(yǔ)不只指代單個(gè)實(shí)體，而是包括用于說明的特定示例所屬的普通類。這里用于描述本發(fā)明的特定實(shí)施例，但其使用不對(duì)本發(fā)明劃界，除非權(quán)利要求中那樣闡述。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例包括多路獨(dú)立的PWM和相位控制電路。下面將結(jié)合附圖詳細(xì)地討論本發(fā)明實(shí)施例的目的，方法及優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)給出相位調(diào)節(jié)在啟動(dòng)時(shí)刻及修改時(shí)各自對(duì)應(yīng)的控制時(shí)序圖。
[0021]圖1為多路多相PWM實(shí)施的總體框圖。多路多相電路100包括主控PWM101，可獨(dú)立控制的其他PWM103和相位控制電路105及其他可獨(dú)立控制PWM等。各路PWM可以各自獨(dú)立工作，也可以由主控PWM和相位控制電路來同步其他PWM的輸出，并調(diào)節(jié)其他PWM的相位。
[0022]圖2進(jìn)一步描述了 PWM之間的相位調(diào)節(jié)控制的實(shí)施電路200。下面以兩個(gè)PWM的相位控制為例說明該實(shí)施電路，其他需要調(diào)節(jié)相位的PWM的控制實(shí)施方式與之一致。在主控PWM202的啟動(dòng)信號(hào)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過相位控制電路，得到延時(shí)啟動(dòng)信號(hào)控制產(chǎn)生不同相位的PWM輸出波形。其中相位控制電路由延時(shí)單元212以及PWM204中復(fù)用的周期寄存器208構(gòu)成。
[0023]圖2中PWM204在獨(dú)立使用時(shí)，周期寄存器208用于寄存周期計(jì)數(shù)值；而在相位調(diào)節(jié)時(shí)，PWM204的周期值將共享主控PWM的周期寄存器210的值，自身的周期寄存器208作為調(diào)節(jié)相位寄存器使用。這樣可以節(jié)省物理資源，從而降低成本。
[0024]圖2中的延時(shí)單元212是根據(jù)預(yù)設(shè)的相位調(diào)節(jié)寄存器值使用PWM的工作時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)得到。初次啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)計(jì)數(shù)到預(yù)設(shè)的相位寄存器值時(shí)，PWM204開始啟動(dòng)。當(dāng)修改相位值時(shí)將在主控PWM202當(dāng)前周期輸出完成后開始重新啟動(dòng)，從而再次產(chǎn)生PWM204的延時(shí)啟動(dòng)信號(hào)，得到的PWM204輸出與主控PWM202的輸出從下一周期起保持調(diào)整后的相位差值，其時(shí)序關(guān)系請(qǐng)參見圖3及圖4。
[0025]圖2中調(diào)節(jié)相位輸出時(shí)復(fù)用的硬件資源包含:需要調(diào)節(jié)相位的各路PWM的周期寄存器值將共享主控PWM，而自身的周期寄存器都作為相位調(diào)節(jié)寄存器使用。此外還有部分控制邏輯的復(fù)用。
[0026]對(duì)于可調(diào)相位的精度由PWM的相位寄存器位寬N來決定，可調(diào)節(jié)的最小相位值為 36--。當(dāng)N值越大,則可調(diào)節(jié)的相位的精度則越高。例如，當(dāng)N= 10時(shí),可調(diào)節(jié)的最小相位為0.3516° ;而當(dāng)N= 16時(shí)，可調(diào)節(jié)的最小相位為0.0055°。
[0027]圖3為兩路PWM相位調(diào)節(jié)在啟動(dòng)時(shí)的控制時(shí)序圖。M_START信號(hào)表示主控PWM的啟動(dòng)信號(hào)，Delay_value表示需要調(diào)節(jié)相位的延時(shí)值，Delay_en表示根據(jù)延時(shí)值Dl的延時(shí)控制信號(hào)，M_0UT為主控PWM的輸出波形，而Delay_0UT為相位調(diào)節(jié)后的PWM的輸出波形。由圖中可以看出預(yù)設(shè)的相位差是由Delay_en的有效長(zhǎng)度控制的。
[0028]圖4為兩路PWM在修改相位時(shí)的控制時(shí)序圖。延時(shí)控制值Delay_value在某一時(shí)刻從Dl變?yōu)镈2，Delay_en表示根據(jù)延時(shí)值從Dl變?yōu)镈2后的延時(shí)控制信號(hào)，M_0UT為主控PWM的輸出波形，而Delay_0UT為相位調(diào)節(jié)后的PWM的輸出波形。由圖中可以看出預(yù)設(shè)的相位差是由Delay_en的有效長(zhǎng)度控制的，并且Delay_en并未在Delay_value變化時(shí)立即改變，而是在M_0UT當(dāng)前周期輸出完成后再進(jìn)行延時(shí)控制，這樣可以保持主控PWM輸出的穩(wěn)定性。
[0029]顯然，上面所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多路多相PWM的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括: 可獨(dú)立控制的多路PWM信號(hào)發(fā)生器及可根據(jù)預(yù)設(shè)相位進(jìn)行調(diào)整的相位控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多路多相PWM的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，通過所述的多路PWM信號(hào)發(fā)生器獨(dú)立產(chǎn)生需要的PWM輸出，也可以通過所述的多路PWM配合使用產(chǎn)生有相位要求的PWM輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的一種多路多相PWM的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述的相位控制電路根據(jù)所述多路PWM配合使用，其中某一個(gè)PWM為主控，其余的PWM根據(jù)主控PWM進(jìn)行相位調(diào)節(jié)產(chǎn)生各種相位需求的輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的一種多路多相PWM的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，PWM相位調(diào)節(jié)為:在主控PWM啟動(dòng)時(shí)刻點(diǎn)通過延時(shí)計(jì)數(shù)控制需要調(diào)節(jié)相位的PWM的硬件啟動(dòng)時(shí)刻；而修改相位值將在主控PWM下一周期輸出時(shí)更新需要調(diào)整的PWM的相位，從而實(shí)現(xiàn)多路的獨(dú)立相位調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的一種多路多相PWM的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，PWM相位調(diào)節(jié)精度由PWM的相位調(diào)節(jié)控制寄存器決定。
6.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的一種多路多相PWM的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，PWM相位調(diào)節(jié)所使用的邏輯電路，可以復(fù)用各路獨(dú)立PWM的硬件資源。
【文檔編號(hào)】H03K7/08GK104135254SQ201410365896
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】孫振瑋, 陶建平, 王和國(guó), 沈敏 申請(qǐng)人:江蘇宏云技術(shù)有限公司