緊湊型占空調制器制造技術

開關邏輯接收輸入信號和分頻信號，并產生開關信號。延遲調制器接收開關信號，當第一節點電壓高于第二節點電壓時，產生高輸出，反之產生低輸出。XOR門接收延遲調制器輸出和分頻信號，當其中一個低電位，另一個高電位時，產生的最終輸出高電位，反之低電位。最終輸出的占空比取決于第一節點電壓的斜率與第二節點電壓的斜率之比。

Compact duty cycle modulator

The switch logic receives the input signal and the frequency division signal and generates a switching signal. The delay modulator receives the switching signal and produces a high output when the first node voltage is higher than the second node voltage, while a low output is produced. The XOR gate receives the delay modulator output and the frequency division signal, when one of the lower potentials, another high potential, produces the final output high potential, and, conversely, the low potential. The duty ratio of the final output depends on the ratio of the slope of the first node voltage to the slope of the second node voltage.

【技術實現步驟摘要】
緊湊型占空調制器
本專利技術的各個方面主要涉及、尤其是涉及脈寬調制(PWM)，更確切地說是帶有可變占空因數的脈寬調制。
技術介紹
許多電子設備使用脈寬調制(PWM)信號控制或調節它們的輸出。通過改變信號頻率和/或占空比，可以調制PWM信號。這種調制經常使用復雜的算法，并且需要在器件芯片上占據很大空間的復雜電路。雙相電子設備具有分為兩個相位的指定PWM時間。根據設計目的，劃分的時間可以重疊或不重疊。例如，對于(半)橋式轉換器來說，特定的開關必須不重疊，防止頂部和底部開關之間發生不必要的短接。一個LLC轉換器在初級端具有一個半橋式結構，頂部和底部開關平均分享其開關時間。也就是說，每個開關具有其開關時間50％的占空比。而且，雙整流器(例如肖特基二極管或同步整流器)在LLC轉換器的次極端，遵循主開關頻率，以交替的方式整流，而且它們的運行時間相等。然而，當開關接通或斷開時，具有接通或斷開延時，這包括上升或下降時間以及傳播延時。因此，如果開關具有相同的50％占空比，次級整流器無法在換相過程中在短時間內立即幫助接通。因此，它們每個的最大占空比應低于50％。在電路中，次極端整流器與初級端電路同步并接收來自初級端的周期和占空信息，要調制初級端和次極端的開關接通/斷開并不困難。然而，如果次極端無法從初級端獲得占空信息的話，由于當初級端整流器開關接通或斷開時，次極端調制器開關無法獲知，所以就必須調制占空比。因此，為了確保足夠的死區時間，以避免在同一時間接通這兩個開關，就必須監控PWM頻率以及占空信息，產生合適的接通時間。次極端無法接收來自初級端的占空信息的電路示例，包括常用于低功率應用(小于100W)的反激式電路。對于較高功率(例如100-200W)的應用，可以使用LLC電路，例如使用開關電源(SMPS)用于電視機、顯示器、個人電腦等類似電器。在LLC電路中，通常需要知道何時斷開LLC次極端的開關。為此，次極端必須接收初級端開關頻率和占空比的相關信息。然而，由于初級端和次極端被變壓器隔開，沒有其他器件的話，次極端無法接收初級端的開關頻率或占空比。而且，在LLC應用中，諧振開關頻率會發生變化。此外，在大多數應用中，LLC電路的諧振頻率會根據運行環境發生劇烈變化。在這種應用中，使用傳統的占空調制，很難增加合適的延時或提前時間，來應對LLC中的這種變化。文中所述“延時”是指在預期事件后發生的動作，“提前”是指在預期事件前發生的動作。圖1A表示一種傳統的占空調制器100，具有斜坡信號產生器102、放大器104以及比較器106。斜坡信號產生器102根據具有時鐘頻率f的時鐘信號，產生三角形或鋸齒形Vramp波形，如圖1B所示。放大器104為輸入信號Vin提供增益，產生比較信號Vcomp。比較器將Vramp和Vcomp作比較，產生輸出信號Vout。在本示例中，如果Vramp大于Vcomp，則Vout“升高”，如果Vcomp大于Vramp，則Vout“降低”。這種類型的傳統占空調制器可以將輸入電壓信號Vin轉換成時域占空信息。對于成功的電壓-時間轉換來說，時鐘頻率f應恒定。然而，如果用于觸發斜坡信號Vramp的時鐘頻率f是PWM信號，PWM頻率變化的話，則輸出占空無法穩定。圖2表示占空如何隨著頻率變化。如果頻率f變化，由于斜坡信號Vramp的斜率是固定的，那么Ramp產生器產生峰值高度不同的斜坡信號，例如Vpp_1、Vpp_m、Vpp_h。然而，如果Vcomp的級別也是固定的，那么輸出信號Vout的占空比發生改變。由于從頻率到電壓的變化需要額外的電路，例如鎖相環路(PLL)，因此很難將用于占空的Vcomp級別變成穩定的。
技術實現思路
依據本專利技術的各個方面，提出了一種占空調制器(DM)可以歸為減少了輸入占空比的占空減少調制器(DRM)，增加輸入占空比的占空展寬調制器(DSM)，或可以兩者兼備的全占空調制器(FDM)。為了達到上述目的，本專利技術通過以下技術方案實現：一種占空調制器裝置，其特點是，包括：一個分頻器，接收具有輸入頻率的輸入信號，產生頻率小于輸入頻率的分頻信號；開關邏輯，接收輸入信號和分頻信號，并產生開關信號；一個延遲調制器，接收開關信號，并產生延遲調制器輸出信號，當第一節點電壓高于第二節點電壓時，延遲調制器輸出信號高電位，反之低電位；并且一個異或(XOR)門，接收延遲調制器輸出信號和分頻信號，作為其輸入端，產生占空調制輸出，當其中一個輸入端低電位，另一個高電位時，占空調制輸出高電位，反之低電位，其中占空調制輸出的占空比取決于第一節點電壓的斜率與第二節點電壓的斜率之比。當所述輸入信號和分頻信號都低電位時，第一節點電壓的值低電位，當輸入信號和分頻信號都高電位時，第一節點電壓升高，其斜率為第一斜率，當輸入信號和分頻信號的其中之一高電位，另一個低電位時，第一節點電壓降低，其斜率為第二斜率。當所述輸入信號低電位，分頻信號高電位時，第二節點電壓的值低電位，當輸入信號高電位，分頻信號低電位時，第二節點電壓升高，其斜率為第一斜率，當輸入信號和分頻信號都高電位，或都低電位時，第二節點電壓降低，其斜率為第二斜率。配置所述開關邏輯，產生第一、第二、第三和第四開關信號，其中當所述輸入信號和分頻信號高電位時，第一開關信號高電位，反之低電位，其中當所述輸入信號高電位，分頻信號低電位時，第二開關信號高電位，反之低電位，其中當分頻信號高電位，輸入信號低電位時，第三開關信號高電位，反之低電位，當輸入信號和分頻信號都低電位時，第四開關信號高電位，反之低電位。配置所述延遲調制器，接收第一、第二、第三和第四開關信號，其中當第一、第二和第三開關信號低電位，第四開關信號高電位時，第一節點電壓的值低電位，當第一開關信號高電位，第二、第三和第四開關信號低電位時，第一節點電壓升高，其斜率為第一斜率，當第一、第二和第四開關信號低電位，第三開關信號高電位時，第一節點電壓降低，其斜率為第二斜率，并且其中當第一、第二和第四開關低電位，第三開關信號高電位時，第二節點電壓的值低電位，當第一、第三和第四開關信號低電位，第二開關信號高電位時，第二節點電壓升高，其斜率為第一斜率，當第一、第二和第三開關信號低電位，第四開關信號高電位時，第二節點電壓降低，其斜率為第二斜率。所述的延遲調制器包括配置一個比較器，接收第一和第二節點電壓，作為輸入端，產生延遲調制器輸出端。所述的延遲調制器包括第一和第二開關，由第一開關信號控制，以致于當第二開關斷開時，第一開關閉合，反之亦然，第三和第四開關由第二開關信號控制，以致于當第四開關斷開時，第三開關閉合，反之亦然，第五開關由第三開關信號控制，第六開關由第四開關信號控制。所述的第一開關電耦合到第二開關，第一和第二開關之間的結電耦合到第一節點，其中第三開關電耦合到第四開關，第三和第四開關之間的結電耦合到第二節點。所述的第五開關和第一電容器耦合并聯在第二節點和接地端之間，第六開關和第二電容器耦合并聯在第二節點和接地端之間。該裝置還包括配置一個第一電流源，在公共電壓和第一開關之間提供第一電流，配置第二電流源，在公共電壓和第三開關之間提供第二電流，配置第三電流源，在第二開關和接地端之間提供第三電流，配置第四電流源，在第四開關和接地端之間提供第四電流。所述的第一和第二電流都本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種占空調制器裝置，其特征在于，包括：一個分頻器，接收具有輸入頻率的輸入信號，產生頻率小于輸入頻率的分頻信號；開關邏輯，接收輸入信號和分頻信號，并產生開關信號；一個延遲調制器，接收開關信號，并產生延遲調制器輸出信號，當第一節點電壓高于第二節點電壓時，延遲調制器輸出信號高電位，反之低電位；并且一個異或（XOR）門，接收延遲調制器輸出信號和分頻信號，作為其輸入端，產生占空調制輸出，當其中一個輸入端低電位，另一個高電位時，占空調制輸出高電位，反之低電位，其中占空調制輸出的占空比取決于第一節點電壓的斜率與第二節點電壓的斜率之比。

【技術特征摘要】
2015.09.23 US 14/863,1761.一種占空調制器裝置，其特征在于，包括：一個分頻器，接收具有輸入頻率的輸入信號，產生頻率小于輸入頻率的分頻信號；開關邏輯，接收輸入信號和分頻信號，并產生開關信號；一個延遲調制器，接收開關信號，并產生延遲調制器輸出信號，當第一節點電壓高于第二節點電壓時，延遲調制器輸出信號高電位，反之低電位；并且一個異或（XOR）門，接收延遲調制器輸出信號和分頻信號，作為其輸入端，產生占空調制輸出，當其中一個輸入端低電位，另一個高電位時，占空調制輸出高電位，反之低電位，其中占空調制輸出的占空比取決于第一節點電壓的斜率與第二節點電壓的斜率之比。2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，當所述輸入信號和分頻信號都低電位時，第一節點電壓的值低電位，當輸入信號和分頻信號都高電位時，第一節點電壓升高，其斜率為第一斜率，當輸入信號和分頻信號的其中之一高電位，另一個低電位時，第一節點電壓降低，其斜率為第二斜率。3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，當所述輸入信號低電位，分頻信號高電位時，第二節點電壓的值低電位，當輸入信號高電位，分頻信號低電位時，第二節點電壓升高，其斜率為第一斜率，當輸入信號和分頻信號都高電位，或都低電位時，第二節點電壓降低，其斜率為第二斜率。4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，配置所述開關邏輯，產生第一、第二、第三和第四開關信號，其中當所述輸入信號和分頻信號高電位時，第一開關信號高電位，反之低電位，其中當所述輸入信號高電位，分頻信號低電位時，第二開關信號高電位，反之低電位，其中當分頻信號高電位，輸入信號低電位時，第三開關信號高電位，反之低電位，當輸入信號和分頻信號都低電位時，第四開關信號高電位，反之低電位。5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，配置所述延遲調制器，接收第一、第二、第三和第四開關信號，其中當第一、第二和第三開關信號低電位，第四開關信號高電位時，第一節點電壓的值低電位，當第一開關信號高電位，第二、第三和第四開關信號低電位時，第一節點電壓升高，其斜率為第一斜率，當第一、第二和第四開關信號低電位，第三開關信號高電位時，第一節點電壓降低，其斜率為第二斜率，并且其中當第一、第二和第四開關低電位，第三開關信號高電位時，第二節點電壓的值低電位，當第一、第三和第四開關信號低電位，第二開關信號高電位時，第二節點電壓升高，其斜率為第一斜率，當第一、第二和第三開關信號低電位，第四開關信號高電位時，第二節點電壓降低，其斜率為第二斜率。6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述的延遲調制器包括配置一個比較器，接收第一和第二節點電壓，作為輸入端，產生延遲調制器輸出端。7.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述的延遲調制器包括第一和第二開關，由第一開關信號控制，以致于當第二開關斷開時，第一開關閉合，反之亦然，第三和第四開關由第二開關信號控制，以致于當第四開關斷開時，第三開關閉合，反之亦然，第五開關由第三開關信號控制，第六開關由第四開關信號控制。8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述的第一開關電耦合到第二開關，第一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李承柱，
申請(專利權)人：萬國半導體股份有限公司，
類型：發明
國別省市：美國,US