專(zhuān)利名稱(chēng)：Pwm電路控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種PWM電路和用于生成脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)的PWM電路控制方法，該信號(hào)用于在電機(jī)中執(zhí)行反向控制等。
背景技術(shù)：
一般而言，PWM電路包括計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器，設(shè)定用于決定PWM載波周期的計(jì)數(shù)上限值；PWM計(jì)數(shù)器，用于執(zhí)行時(shí)鐘信號(hào)的加/減計(jì)數(shù)(up/down count)；基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器，用于設(shè)定決定PWM信號(hào)的占空比(dutycycle)的比較基準(zhǔn)值；比較器，用于對(duì)PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器的比較基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且當(dāng)前值超過(guò)后值時(shí)生成有效的(active)PWM信號(hào)。日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)(特開(kāi)平)10-112982中記錄了這種PWM電路的一個(gè)實(shí)例。
但是，PWM信號(hào)的有效脈沖期間，是以PWM信號(hào)的載波周期的中心為對(duì)稱(chēng)軸的對(duì)稱(chēng)波形形狀。因?yàn)镻WM信號(hào)的波形受到這樣的制約，當(dāng)每個(gè)載波周期的占空比沒(méi)有很大變化時(shí)，基于PWM信號(hào)的正弦信號(hào)波中就包含了很多載波周期的諧波分量。如果諧波分量的頻率是音頻，則產(chǎn)生噪音。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是，通過(guò)改變生成PWM信號(hào)的脈沖的時(shí)序，使基于PWM信號(hào)的正弦信號(hào)波中所包含的諧波分量分散，從而減少噪音的產(chǎn)生。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明包括如下的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的PWM電路，包括計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)的PWM計(jì)數(shù)器；設(shè)定用于決定PWM信號(hào)的占空比的比較基準(zhǔn)值的基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器；根據(jù)所述比較基準(zhǔn)值和所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值的比較結(jié)果生成PWM信號(hào)的比較器；延遲所述PWM信號(hào)的延遲器；按照時(shí)序順序?qū)λ霰容^器的輸出和所述延遲器的輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換和輸出的轉(zhuǎn)換器；所述轉(zhuǎn)換器優(yōu)選通過(guò)與所述PWM信號(hào)的載波周期同步，來(lái)轉(zhuǎn)換所述比較器的輸出值和所述延遲器的輸出值。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在比較器中，對(duì)來(lái)自PWM計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)值和比較基準(zhǔn)值進(jìn)行比較后，在指定的期間生成有效的PWM信號(hào)；在延遲器中，PWM信號(hào)被延遲。在轉(zhuǎn)換器中，通過(guò)按時(shí)序順序?qū)Ρ容^器的輸出值和延遲器的輸出值依次進(jìn)行轉(zhuǎn)換和輸出，轉(zhuǎn)換器的輸出值最終形成PWM信號(hào)。這樣所生成的PWM信號(hào)，其有效的脈沖期間的相位按時(shí)序在時(shí)間軸方向偏離。其結(jié)果是，在基于這個(gè)PWM信號(hào)所生成的正弦信號(hào)波中，可以使包含它的諧波分量在時(shí)間軸方向分散，能夠防止噪音的產(chǎn)生。
另外，本發(fā)明優(yōu)選進(jìn)一步包括延遲時(shí)間控制器，用于將互相不同的延遲時(shí)間按照時(shí)序依次設(shè)定在所述延遲器中。延遲時(shí)間控制器可以包括，存儲(chǔ)互相不同的延遲時(shí)間值的延遲時(shí)間設(shè)定時(shí)間寄存器，所述延遲時(shí)間控制器可以從延遲時(shí)間設(shè)定時(shí)間寄存器里依次讀出延遲時(shí)間，以設(shè)定在所述延遲器中。另外，延遲時(shí)間控制器，還可以包括生成作為隨機(jī)數(shù)的所述延遲時(shí)間的隨機(jī)數(shù)發(fā)生電路，所述延遲時(shí)間控制器可以將通過(guò)所述隨機(jī)數(shù)發(fā)生電路而設(shè)定的所述延遲時(shí)間設(shè)定在所述延遲器中。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)設(shè)定在延遲時(shí)間控制器中的延遲時(shí)間設(shè)定寄存器的延遲時(shí)間進(jìn)行變更，能夠使PWM信號(hào)中的有效脈沖期間的偏移量可變，能夠提高基于PWM信號(hào)的正弦信號(hào)波中所包含的諧波分量的分散性。另外，通過(guò)在延遲時(shí)間控制器中的隨機(jī)數(shù)生成電路里使延遲時(shí)間隨機(jī)地發(fā)生變化，能夠隨機(jī)可以變化在PWM信號(hào)中的有效脈沖期間的偏移量，能夠進(jìn)一步提高基于PWM信號(hào)的正弦信號(hào)波中所包含的諧波分量的分散性。
另外，作為產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)，最好根據(jù)計(jì)數(shù)上限值寄存器的值和基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器的值可以推算恰當(dāng)?shù)难舆t時(shí)間的值。
另外，本發(fā)明的PWM電路，包括執(zhí)行時(shí)鐘信號(hào)的加/減計(jì)數(shù)的PWM計(jì)數(shù)器；設(shè)定PWM信號(hào)的有效脈沖期間開(kāi)始點(diǎn)的開(kāi)始點(diǎn)寄存器；設(shè)定所述PWM信號(hào)的有效脈沖期間結(jié)束點(diǎn)的結(jié)束點(diǎn)寄存器；根據(jù)所述PWM計(jì)數(shù)器處在遞增或遞減計(jì)數(shù)狀態(tài)的狀態(tài)，對(duì)所述有效脈沖期間開(kāi)始點(diǎn)和所述有效脈沖期間結(jié)束點(diǎn)進(jìn)行可轉(zhuǎn)換的輸出的轉(zhuǎn)換器；由所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和所述轉(zhuǎn)換器的輸出值的比較結(jié)果生成所述PWM信號(hào)的比較器。
在這種結(jié)構(gòu)中，PWM計(jì)數(shù)器在遞增計(jì)數(shù)的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)換器選擇開(kāi)始點(diǎn)寄存器的有效脈沖期間開(kāi)始點(diǎn)，將選擇的有效脈沖期間開(kāi)始點(diǎn)作為比較基準(zhǔn)值提供給比較器。比較器對(duì)PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和作為比較基準(zhǔn)值的開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值進(jìn)行比較，生成PWM信號(hào)。另一方面，PWM計(jì)數(shù)器在遞減計(jì)數(shù)的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)換器選擇結(jié)束點(diǎn)寄存器的有效脈沖期間結(jié)束點(diǎn)，將選擇的有效脈沖期間結(jié)束點(diǎn)作為比較基準(zhǔn)值提供給比較器。比較器對(duì)PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和作為比較基準(zhǔn)值的結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值進(jìn)行比較，生成PWM信號(hào)。如果開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值設(shè)定得比中心值小，結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值設(shè)定得比中心值大，PWM信號(hào)的有效脈沖期間在時(shí)間軸方向上就變得提前些。相反，如果開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值設(shè)定得比中心值大，結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值設(shè)定得比中心值小，PWM信號(hào)的有效脈沖期間在時(shí)間軸上就變得推后些。其結(jié)果，可以提高基于PWM信號(hào)的正弦信號(hào)波中所包含的諧波分量的分散性。在這里，作為中心值，比如可以設(shè)定為計(jì)數(shù)上限值的半值。
另外，本發(fā)明的PWM電路，包括用于執(zhí)行時(shí)鐘信號(hào)的加/減計(jì)數(shù)的PWM計(jì)數(shù)器；設(shè)定用于決定PWM信號(hào)的占空比的比較基準(zhǔn)值的基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器；在載波周期單位里設(shè)定所述PWM信號(hào)的相位調(diào)整量的相位調(diào)整量控制器；以及用于控制所述比較基準(zhǔn)值的比較值控制器；根據(jù)由所述比較值控制器所控制的所述比較基準(zhǔn)值和所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值的比較結(jié)果生成PWM信號(hào)的比較器，其中所述比較值控制器，包括對(duì)所述比較基準(zhǔn)值和第一相位調(diào)整量進(jìn)行加法處理的加法器；從所述比較值中對(duì)第二相位調(diào)整量進(jìn)行減法處理的減法器；根據(jù)所述PWM計(jì)數(shù)器用于遞增或遞減計(jì)數(shù)的位置，對(duì)所述加法器的輸出值和所述減法器的輸出值進(jìn)行可轉(zhuǎn)換的輸出的轉(zhuǎn)換器；其中所述比較器，根據(jù)所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)算值和轉(zhuǎn)換器的輸出值的比較結(jié)果生成PWM信號(hào)。
在這種結(jié)構(gòu)中，PWM計(jì)數(shù)器在遞增計(jì)數(shù)的狀態(tài)下，在比較控制器里，從比較基準(zhǔn)值中減去(或者加上)第一乃至第二相位調(diào)整量，將遞增計(jì)數(shù)時(shí)的比較基準(zhǔn)值設(shè)定得低些(或者高些)。其結(jié)果，使PWM信號(hào)的有效脈沖期間的開(kāi)始點(diǎn)提前些(或推后些)。另外，PWM計(jì)數(shù)器在遞減計(jì)數(shù)的狀態(tài)下，在比較值控制器里，從比較基準(zhǔn)值中加上(或者減去)第一乃至第二相位調(diào)整量，將遞減計(jì)數(shù)時(shí)的比較基準(zhǔn)值設(shè)定得高些(或者低些)。其結(jié)果，使PWM的有效脈沖期間的結(jié)束點(diǎn)提前些(或推后些)。根據(jù)第一、第二相位調(diào)整量的改變，可以調(diào)整PWM信號(hào)的有效脈沖期間在時(shí)間軸方向的位置。結(jié)果，可以進(jìn)一步提高基于PWM信號(hào)的正弦信號(hào)波中所包含的諧波分量的分散性。此時(shí)，如果所述第一相位調(diào)整量和所述第二相位調(diào)整量為相同的值時(shí)，可以通過(guò)推后/提前使PWM信號(hào)在時(shí)間軸方向的位置調(diào)整量相同。
這種PWM電路，優(yōu)選還包括設(shè)定所述PWM信號(hào)的相位偏離方向的相位偏離方向設(shè)定器；并且所述轉(zhuǎn)換器，根據(jù)由所述相位偏移方向設(shè)定器所設(shè)定的相位偏移方向，進(jìn)一步控制所述加法器的輸出值和所述減法器的輸出值的輸出轉(zhuǎn)換。這樣做的話，由相位偏移方向設(shè)定器設(shè)定的相位偏移方向顯示前進(jìn)方向時(shí)，PWM信號(hào)的有效脈沖期間的相位相對(duì)于載波周期的中心就提前些。相反，由相位偏移方向設(shè)定器設(shè)定的相位偏移方向顯示后退方向時(shí)，PWM信號(hào)的有效脈沖期間的相位相對(duì)于載波周期的中心就推后些。再有，根據(jù)相位調(diào)整量的改變，也可以進(jìn)行對(duì)PWM信號(hào)的有效脈沖期間在時(shí)間軸方向的位置進(jìn)行微調(diào)。結(jié)果，可以更廣范圍地使基于PWM的正弦信號(hào)波中所包含的諧波分量分散。
本發(fā)明的PWM電路，包括計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)的PWM計(jì)數(shù)器；在載波周期單位中設(shè)定PWM信號(hào)的有效脈沖期間開(kāi)始點(diǎn)的開(kāi)始點(diǎn)寄存器；在載波周期單位中設(shè)定PWM信號(hào)的有效脈沖期間結(jié)束點(diǎn)的結(jié)束點(diǎn)寄存器；對(duì)所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和所述有效脈沖期間開(kāi)始點(diǎn)進(jìn)行比較的第一比較器；對(duì)所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值與所述有效脈沖期間結(jié)束點(diǎn)進(jìn)行比較的第二比較器；根據(jù)所述第一比較器的比較結(jié)果信號(hào)和所述第二比較器的比較結(jié)果信號(hào)的邏輯合成，生成并且輸出PWM信號(hào)的邏輯合成電路。
此時(shí)，PWM計(jì)數(shù)器最好不是加/減計(jì)算器，而是遞增計(jì)算器或者遞減計(jì)算器。在這種結(jié)構(gòu)里，替代在PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)下進(jìn)行轉(zhuǎn)換操作的轉(zhuǎn)換器，使用兩個(gè)比較器和邏輯合成電路。作為邏輯合成電路，可以使用“或”電路。
在這一結(jié)構(gòu)中，第一比較器中的PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值如果超過(guò)(低于)開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值，則生成PWM信號(hào)的起始沿。另外，第二比較器中的PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值如果超過(guò)(低于)結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值，則生成PWM信號(hào)的結(jié)束沿。通過(guò)開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值和結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值的調(diào)整，可以調(diào)整PWM信號(hào)的有效脈沖期間在時(shí)間軸方向的位置。因此，可以使基于PWM信號(hào)的正弦信號(hào)波中所含的諧波分量廣大范圍地分散。
本發(fā)明的PWM電路，包括載波周期控制器，在載波周期單位里對(duì)PWM信號(hào)的載波周期和所述載波周期的倍速周期進(jìn)行可轉(zhuǎn)換的設(shè)定；上限值設(shè)定器，通過(guò)與所述載波周期的設(shè)定周期同步，來(lái)設(shè)定在該載波周期中的PWM信號(hào)的計(jì)數(shù)上限值，通過(guò)與所述倍速周期的設(shè)定周期同步，設(shè)定在該倍速周期中的半值計(jì)數(shù)上限值；對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行加/減計(jì)數(shù)直到所述上限值設(shè)定器的設(shè)定值為止的PWM計(jì)數(shù)器；比較基準(zhǔn)值設(shè)定器，通過(guò)與所述載波周期的設(shè)定周期同步，來(lái)設(shè)定用于決定在該載波周期的PWM信號(hào)的占空比的比較基準(zhǔn)值，和所述倍速周期的設(shè)定周期同步進(jìn)行設(shè)定用于決定在該倍速周期的PWM信號(hào)的占空比的半值比較基準(zhǔn)值；依據(jù)所述比較基準(zhǔn)值設(shè)定器的設(shè)定值和所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值的比較結(jié)果生成PWM信號(hào)的比較器。
在這一結(jié)構(gòu)下，在載波周期控制器設(shè)定倍速周期的期間里，標(biāo)準(zhǔn)的1載波周期中的PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)操作次數(shù)變成2倍，并且各計(jì)數(shù)操作中的比較基準(zhǔn)值是半值比較基準(zhǔn)值。由此，可以?xún)纱畏指頟WM信號(hào)的有效脈沖期間，可以提高基于PWM信號(hào)的正弦信號(hào)波中所包含的諧波分量的分散性。
此時(shí)，優(yōu)選還包括中斷輸出控制器，所述中斷輸出控制器，在所述載波周期的設(shè)定周期中所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值到達(dá)計(jì)數(shù)上/下限值時(shí)，輸出指示到達(dá)上/下限值的中斷信號(hào)，在所述倍速周期的設(shè)定周期中所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值到達(dá)計(jì)數(shù)上限值時(shí)，不輸出中斷信號(hào)，在所述倍速周期的設(shè)定周期中所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值第一次到達(dá)計(jì)數(shù)下限值的，輸出指示到達(dá)計(jì)數(shù)上限值的中斷信號(hào)，在所述倍速周期的設(shè)定周期中所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值第二次到達(dá)計(jì)數(shù)下限值時(shí)，輸出指示到達(dá)計(jì)數(shù)下限值的中斷信號(hào)。這樣做的話，通過(guò)載波周期控制器PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)即使發(fā)生變化，依據(jù)中斷輸出控制器的功能，作為對(duì)于PWM計(jì)數(shù)器中溢出、下溢產(chǎn)生時(shí)的CPU的中斷信號(hào)，可以提供和不具備計(jì)數(shù)狀態(tài)變更方式結(jié)構(gòu)的PWM電路相同的中斷信號(hào)。因此，軟件的負(fù)載沒(méi)有增加。
再有，在上述的任一PWM電路中，可以采用將計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器連接在所述PWM計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)，所述計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器用于在所述PWM計(jì)數(shù)器上設(shè)定計(jì)數(shù)上限值，所述計(jì)數(shù)上限值是決定所述PWM信號(hào)載波周期的計(jì)數(shù)上限值。這樣做的話，通過(guò)在計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器中任意設(shè)定計(jì)數(shù)上限值，可以改變PWM信號(hào)的載波周期。
本發(fā)明的PWM電路控制方法，根據(jù)由PWM計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘信號(hào)重復(fù)加/減計(jì)數(shù)所得到的計(jì)數(shù)值和比較基準(zhǔn)值的比較結(jié)果，生成PWM信號(hào)。該方法包括步驟在所述PWM計(jì)數(shù)器的遞增計(jì)數(shù)中計(jì)數(shù)值到達(dá)計(jì)數(shù)上限值時(shí)，設(shè)定用于遞減計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值；在所述PWM計(jì)數(shù)器的遞減計(jì)數(shù)中所述計(jì)數(shù)值到達(dá)計(jì)數(shù)下限值時(shí)，設(shè)定用于遞增計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值。
在這一結(jié)構(gòu)里，在將用于遞增計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值設(shè)定得較小些，同時(shí)將用于遞減計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值設(shè)定得較大些的情況下，PWM信號(hào)的有效脈沖期間在時(shí)間軸方向變得提前些。相反，在將用于遞增計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值設(shè)定得較大些，同時(shí)將用于遞減計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值設(shè)定得較小些的情況下，PWM信號(hào)的有效脈沖期間在時(shí)間軸方向變得推后些。結(jié)果，可以使在基于該P(yáng)WM信號(hào)所生成的正弦信號(hào)波中，其所包含的諧波分量在時(shí)間軸方向分散。
再有，也可以在將比較基準(zhǔn)值設(shè)定得較小些時(shí)，對(duì)中心值減去規(guī)定的調(diào)整值，在將比較基準(zhǔn)值設(shè)定得較大些時(shí)，對(duì)中心值加上規(guī)定的調(diào)整值。
另外，本發(fā)明的PWM電路控制方法，根據(jù)由PWM計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘信號(hào)重復(fù)加/減計(jì)數(shù)所得到的計(jì)數(shù)值和比較基準(zhǔn)值的比較結(jié)果，生成PWM信號(hào)。該方法包括步驟通過(guò)與載波周期同步，間歇地輸出倍速周期設(shè)定命令；在確認(rèn)倍速周期設(shè)定命令的輸出時(shí)，將所述載波周期的計(jì)數(shù)上限值變更為該計(jì)數(shù)上限值的半值，并且將所述比較基準(zhǔn)值變更為該比較基準(zhǔn)值的半值；根據(jù)所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和所述比較基準(zhǔn)值或者所述比較基準(zhǔn)值的半值的比較結(jié)果，生成PWM信號(hào)。并且，其中生成所述PWM信號(hào)的步驟是，在確認(rèn)所述倍速周期設(shè)定命令的輸出后，設(shè)定所述PWM計(jì)數(shù)器上限值的半值和所述比較基準(zhǔn)值的半值，直到所述PWM信號(hào)的脈沖生成重復(fù)兩次，在確認(rèn)所述倍速周期設(shè)定命令的輸出后，當(dāng)所述PWM信號(hào)的脈沖生成已經(jīng)重復(fù)兩次時(shí)，將所述計(jì)數(shù)上限值的半值和所述比較基準(zhǔn)值的半值恢復(fù)到所述計(jì)數(shù)上限值和所述比較基準(zhǔn)值。
如果根據(jù)該P(yáng)WM電路控制方法，通過(guò)進(jìn)行倍速周期設(shè)定命令，標(biāo)準(zhǔn)的1載波周期中的PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)操作次數(shù)變成兩倍的同時(shí)，各計(jì)數(shù)操作中的比較基準(zhǔn)值成為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的二分之一。由此，可以?xún)纱畏指頟WM信號(hào)的有效脈沖期間，可以提高基于PWM信號(hào)的正弦信號(hào)波所包含的諧波分量的分散性。
通過(guò)本發(fā)明，使PWM信號(hào)的有效脈沖期間在時(shí)間軸方向發(fā)生偏離的控制成為可能，可以在基于該P(yáng)WM信號(hào)所生成的正弦信號(hào)波中，使其所包含的諧波分量在時(shí)間軸方向分散，可以防止噪音的發(fā)生。


在理解了后面要說(shuō)明的實(shí)施例后，就會(huì)明白本發(fā)明除此之外的目的，而且在附上的權(quán)利要求中也會(huì)對(duì)此得到明示，并且還會(huì)了解到本說(shuō)明書(shū)中沒(méi)有提到的很多益處。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的PWM電路的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的PWM電路的操作時(shí)序圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的PWM電路的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的PWM電路的操作時(shí)序圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的PWM電路的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的PWM電路的操作時(shí)序圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的對(duì)PWM電路進(jìn)行控制的軟件的結(jié)構(gòu)流程圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的軟件的操作時(shí)序圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的PWM電路的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的PWM電路的操作時(shí)序圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的PWM電路的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖12是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例中的比較值控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的PWM電路的操作時(shí)序圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的PWM電路的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的比較值控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的PWM電路的操作時(shí)序圖。
圖17是根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的PWM電路的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖18是根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的PWM電路的時(shí)間圖。
圖19是根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的軟件的流程圖。
圖20是根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的軟件的操作時(shí)序圖。
圖21是根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的PWM電路的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖22是根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的PWM電路的操作時(shí)序圖。
圖23是根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例的微型控制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖24是根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例的PWM電路的操作時(shí)序圖。
圖25是本發(fā)明中作為發(fā)明對(duì)象的PWM電路的基本結(jié)構(gòu)方框圖。
圖26是圖25的PWM電路的操作時(shí)序圖。
圖27是通過(guò)具有圖25的PWM電路的微控制器來(lái)示出電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖28是和圖27的電機(jī)控制系統(tǒng)的軟件有關(guān)的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
首先，參照?qǐng)D25的方框圖說(shuō)明本發(fā)明的PWM電路的基本結(jié)構(gòu)。
這個(gè)PWM電路10j，包括計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11、PWM計(jì)數(shù)器12、基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13和比較器14。
計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11，設(shè)定用于決定PWM的載波周期的計(jì)數(shù)上限值S11。PWM計(jì)數(shù)器12，執(zhí)行時(shí)鐘信號(hào)CK的加/減計(jì)數(shù)?；鶞?zhǔn)值設(shè)定寄存器13設(shè)定用于決定PWM信號(hào)Sp的占空比的比較基準(zhǔn)值S13。比較器14對(duì)由PWM計(jì)數(shù)器12計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值S12和由基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值S13進(jìn)行比較，并且當(dāng)前值超過(guò)后值時(shí)生成有效的PWM信號(hào)Sp。
圖26是用于示出PWM電路10j的操作的時(shí)序圖。PWM計(jì)數(shù)器12對(duì)輸入的時(shí)鐘信號(hào)CK進(jìn)行計(jì)數(shù)。來(lái)自計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11的計(jì)數(shù)上限值S11輸入到PWM計(jì)數(shù)器12。PWM計(jì)數(shù)器12在“0”和計(jì)數(shù)上限值S11之間進(jìn)行加/減計(jì)數(shù)。由PWM計(jì)數(shù)器12計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值S12，被輸入到比較器14中的非反相輸入端子(+)。由基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值S13被輸入到比較器14中的反相輸入端子(-)。比較器14比較計(jì)數(shù)值S12和比較基準(zhǔn)值S13。當(dāng)計(jì)數(shù)值S12低于比較基準(zhǔn)值S13時(shí)，比較器14輸出“L”電平作為PWM信號(hào)Sp，當(dāng)計(jì)數(shù)值S12超過(guò)比較基準(zhǔn)值S13時(shí)，比較器14輸出“H”電平作為PWM信號(hào)Sp，并且當(dāng)計(jì)數(shù)值S12再次低于比較基準(zhǔn)值S13時(shí)，比較器14輸出“L”電平作為PWM信號(hào)Sp。
圖27是根據(jù)具有PWM電路10j的微型控制器50的電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。微型控制器50包含CPU51、PWM電路10j、定時(shí)電路52、以及A/D變換電路53。由PWM電路10j所輸出的PWM信號(hào)Sp中通過(guò)對(duì)功率晶體管61、62進(jìn)行ON/OFF控制，生成正弦信號(hào)波。生成的正弦信號(hào)波施加到電機(jī)63，并且電機(jī)電流反饋到微型控制器50，以驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)63。
圖28是和上述電機(jī)控制系統(tǒng)的軟件相關(guān)的流程圖。
步驟n1中，在計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11中設(shè)定計(jì)數(shù)上限值S11。接著在步驟n2中，由計(jì)數(shù)上限值S11算出用于決定占空比的比較基準(zhǔn)值S13。接著在步驟n3中，在基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13中設(shè)定比較基準(zhǔn)值S13。接著在步驟n4中，開(kāi)始進(jìn)行PWM計(jì)數(shù)器12的計(jì)數(shù)操作。
步驟n5、n6、n7中，通過(guò)使每個(gè)載波周期中基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13的比較基準(zhǔn)值S13發(fā)生變化，來(lái)控制PWM信號(hào)Sp的占空比。由此，實(shí)現(xiàn)反向控制。此時(shí)，計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11中的計(jì)數(shù)上限值S11不發(fā)生變化。
如上文，保持計(jì)數(shù)上限值S11不變(載波周期T)，通過(guò)使每個(gè)載波周期中比較基準(zhǔn)值S13發(fā)生變化，在PWM信號(hào)Sp中，有效脈沖期間TON和OFF期間TOFF的比，即占空比得到調(diào)整。
但是，PWM信號(hào)Sp的有效脈沖期間TON以載波周期T的中心Tc為對(duì)稱(chēng)軸呈現(xiàn)對(duì)稱(chēng)波形。由于PWM信號(hào)Sp的波形被這樣限制，在每個(gè)載波周期的占空比不發(fā)生大的變化時(shí)，在基于PWM信號(hào)Sp的正弦信號(hào)波中包含了很多載波周期的諧波分量。而且，如果載波成分的頻率是音頻，則產(chǎn)生噪音。
下面，對(duì)可以克服這一問(wèn)題的本發(fā)明的各種實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
(第一實(shí)施例)圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例中的PWM電路10a的結(jié)構(gòu)方框圖。
PWM電路10a包括計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11、PWM計(jì)數(shù)器12、基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13和比較器14。
計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11，設(shè)定用于決定PWM的載波周期的計(jì)數(shù)上限值。PWM計(jì)數(shù)器12，對(duì)時(shí)鐘信號(hào)CK進(jìn)行加/減計(jì)數(shù)。基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13，設(shè)定用于決定PWM信號(hào)Sp的占空比的比較基準(zhǔn)值。比較器14，對(duì)PWM計(jì)數(shù)器12的計(jì)數(shù)值S12和基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13的比較基準(zhǔn)值S13進(jìn)行比較，當(dāng)前值超過(guò)后值時(shí)，生成有效的PWM信號(hào)Sp。
PWM計(jì)數(shù)器12的計(jì)數(shù)值S12輸入到比較器14的非反相輸入端子(+)?；鶞?zhǔn)值設(shè)定寄存器13的比較基準(zhǔn)值S13輸入到比較器14的反相輸入端子(-)。以上的結(jié)構(gòu)元件和現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)是一樣的，而本實(shí)施例還包含以下的結(jié)構(gòu)。
即，本實(shí)施例中包含延遲器16、選擇控制器17和轉(zhuǎn)換器18。延遲器16包括使來(lái)自比較器14的比較結(jié)果信號(hào)S14延遲而生成延遲信號(hào)S16的延遲計(jì)數(shù)器15。選擇控制器17在每個(gè)載波周期T中輸出重復(fù)“H”、“L”的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)S17；轉(zhuǎn)換器18根據(jù)來(lái)自選擇控制器17的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)S17，在每個(gè)載波周期T中對(duì)比較器14的比較結(jié)果信號(hào)S14和延遲器16的延遲信號(hào)S16進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
圖2是本實(shí)施例的PWM電路10a的操作時(shí)序圖。
PWM計(jì)數(shù)器12輸入時(shí)鐘信號(hào)CK，在“0”和計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11的計(jì)數(shù)上限值之間進(jìn)行加/減計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)值S12輸出到比較器14。比較器14，對(duì)計(jì)數(shù)值S12和基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13的比較基準(zhǔn)值S13進(jìn)行比較。而且，比較器14中，當(dāng)計(jì)數(shù)值S12低于比較基準(zhǔn)值S13時(shí)輸出“L”電平的比較結(jié)果信號(hào)S14，當(dāng)計(jì)數(shù)值S12超過(guò)比較基準(zhǔn)值S13時(shí)輸出“H”電平的比較結(jié)果信號(hào)S14。具有這種信號(hào)形態(tài)的比較結(jié)果信號(hào)S14成為PWM信號(hào)Sp的基本信號(hào)。
比較結(jié)果信號(hào)S14被輸出到延遲器16和轉(zhuǎn)換器18。延遲器16使輸入的比較結(jié)果信號(hào)S14延遲，生成延遲信號(hào)S16并輸出到轉(zhuǎn)換器18。轉(zhuǎn)換器18根據(jù)選擇控制器17所提供的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)S17，在每個(gè)載波周期T中對(duì)比較結(jié)果信號(hào)S14和延遲信號(hào)S16進(jìn)行轉(zhuǎn)換選擇。轉(zhuǎn)換器18將轉(zhuǎn)換選擇的比較結(jié)果信號(hào)S14或者延遲信號(hào)S16作為PWM信號(hào)Sp進(jìn)行輸出。
第一周期T1中，因?yàn)檗D(zhuǎn)換控制信號(hào)S17是“L”電平，所以轉(zhuǎn)換器18選擇比較結(jié)果信號(hào)S14。在第二周期T2中，因?yàn)檗D(zhuǎn)換控制信號(hào)S17是“H”電平，所以轉(zhuǎn)換器18選擇延遲信號(hào)S16。在第3周期T3中，因?yàn)檗D(zhuǎn)換控制信號(hào)S17是“L”電平，所以轉(zhuǎn)換器18選擇比較結(jié)果信號(hào)S14。在第4周期T4中，因?yàn)檗D(zhuǎn)換控制信號(hào)S17是“H”電平，所以轉(zhuǎn)換器18選擇延遲信號(hào)S16。
PWM信號(hào)Sp，在第一周期T1中是比較結(jié)果信號(hào)S14，在第二周期T2中是延遲信號(hào)S16，在第3周期T3中是比較結(jié)果信號(hào)S14，在第4周期T4中是延遲信號(hào)S16。第一周期T1以及第3周期T3中，PWM信號(hào)Sp的有效脈沖期間的波形相對(duì)于載波周期T的中心Tc對(duì)稱(chēng)。與之相對(duì)，在第3周期T3以及第4周期T4中，PWM信號(hào)Sp的有效脈沖期間的波形相對(duì)于載波周期T的中心Tc不對(duì)稱(chēng)。這樣，本實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)比較結(jié)果信號(hào)S14和延遲信號(hào)S16進(jìn)行可轉(zhuǎn)換地設(shè)定，可以使PWM信號(hào)Sp的有效脈沖期間的相位在時(shí)間軸方向分散。
作為上述的結(jié)果，在由PWM信號(hào)Sp通過(guò)反向控制所生成的正弦信號(hào)波中，其所包含的諧波分量在相位上分散。而且，通過(guò)在現(xiàn)有技術(shù)的PWM電路中增加延遲器16、選擇控制器17和轉(zhuǎn)換器18，可以實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。
(第二實(shí)施例)圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的PWM電路10b的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖3中，因?yàn)楹偷谝粚?shí)施例的圖1相同的符號(hào)表示相同的結(jié)構(gòu)元件，所以省略對(duì)其詳細(xì)說(shuō)明。除了圖1的結(jié)構(gòu)元件之外，本實(shí)施例還包括相位調(diào)整控制器20b。相位調(diào)整量控制器20b具有內(nèi)置的延遲時(shí)間設(shè)定寄存器19，該延遲時(shí)間設(shè)定寄存器19可以將延遲器16中的延遲計(jì)數(shù)器15的計(jì)數(shù)值設(shè)定成任意值。
圖4是本實(shí)施例的PWM電路10b的操作時(shí)序圖。相位調(diào)整量控制器20b的延遲時(shí)間設(shè)定寄存器19設(shè)定在每個(gè)載波周期T中不同的延遲時(shí)間。對(duì)于比較結(jié)果信號(hào)S14的延遲信號(hào)S16的延遲時(shí)間τ1、τ2、τ3在每個(gè)載波周期中發(fā)生變化。由此，可以使由比較結(jié)果信號(hào)S14和延遲信號(hào)S16的組合構(gòu)成的PWM信號(hào)Sp的有效脈沖期間的相位，在時(shí)間軸方向比第一實(shí)施例的情況更加分散。結(jié)果，可以使基于PWM信號(hào)Sp所生成的正弦信號(hào)波中，其所包含的諧波分量比第一實(shí)施例的情況分散得更精細(xì)。
(第三實(shí)施例)圖5是本發(fā)明的第三實(shí)施例中的PWM電路10c的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖5中，因?yàn)楹偷谝粚?shí)施例的圖1相同的符號(hào)表示相同的結(jié)構(gòu)元件，所以省略對(duì)其詳細(xì)說(shuō)明。除了圖1的結(jié)構(gòu)元件之外，本實(shí)施例還包括相位調(diào)整量控制器20c。相位調(diào)整量控制器20c具有內(nèi)置的隨機(jī)數(shù)發(fā)生電路21，該隨機(jī)數(shù)發(fā)生電路21，可以將延遲器16中的延遲計(jì)數(shù)器15的計(jì)數(shù)值設(shè)定為隨機(jī)數(shù)。隨機(jī)數(shù)發(fā)生電路21，根據(jù)計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11中的計(jì)數(shù)上限值S11和基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13中的比較基準(zhǔn)值S13，計(jì)算出恰當(dāng)?shù)难舆t時(shí)間。
圖6是本實(shí)施例的PWM電路10c的操作時(shí)序圖。隨機(jī)數(shù)發(fā)生電路21，根據(jù)計(jì)數(shù)上限值S11和比較基準(zhǔn)值S13自動(dòng)計(jì)算恰當(dāng)?shù)难舆t時(shí)間。本實(shí)施例中，隨機(jī)數(shù)發(fā)生電路21作為在每個(gè)載波周期T中設(shè)定不同的延遲時(shí)間的主要元件。因此，對(duì)于本實(shí)施例，不需要每個(gè)載波周期T里在軟件上設(shè)定不同的延遲時(shí)間，然而在第二實(shí)施例中，每個(gè)載波周期T里在軟件上設(shè)定不同的延遲時(shí)間。因而，可以采用和現(xiàn)有技術(shù)一樣的軟件，使基于PWM信號(hào)的正弦信號(hào)波中所包含的諧波分量分散。而且，因?yàn)槭茄舆t時(shí)間設(shè)定為隨機(jī)數(shù)，所以可以進(jìn)一步提高正弦信號(hào)波里中所包含的諧波分量的分散程度。
(第四實(shí)施例)圖7是本發(fā)明的第四實(shí)施例中的對(duì)PWM電路進(jìn)行控制的軟件的結(jié)構(gòu)流程圖。
圖7中，與圖28中的部件具有相同的參考標(biāo)號(hào)的部件，執(zhí)行與圖28中相同的處理，所以對(duì)于它們的詳細(xì)說(shuō)明省略。不同的方面是，PWM計(jì)數(shù)器12在溢出的時(shí)候所執(zhí)行的步驟n5a中，在基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13設(shè)定用于遞減計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值；PWM計(jì)數(shù)器12在下溢的時(shí)候所執(zhí)行的步驟n5b中，在基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13設(shè)定用于遞增計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值。因此，比較基準(zhǔn)值S13的變更，步驟n5a和步驟n5b中合計(jì)在每個(gè)載波周期中進(jìn)行兩次。也就是說(shuō)，每個(gè)載波周期T的半周期(T/2)里，比較基準(zhǔn)值S13從用于遞增計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值周期性被變更為用于遞減計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值，或者，從用于遞減計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值周期性被變更為用于遞增計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值。
圖8是本實(shí)施例中的操作時(shí)序圖。通過(guò)與PWM計(jì)數(shù)器12在遞增計(jì)數(shù)時(shí)的溢出和在遞減計(jì)數(shù)時(shí)的下溢同步，基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13實(shí)行比較基準(zhǔn)值S13的變更處理。由此，PWM計(jì)數(shù)器12在遞增計(jì)數(shù)時(shí)和在遞減計(jì)數(shù)時(shí)，在基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器中不同的值被設(shè)定。在這里所說(shuō)的溢出，指在PWM計(jì)數(shù)器12進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)時(shí)，指示計(jì)數(shù)值達(dá)到計(jì)數(shù)上限值。相反，下溢指PWM計(jì)數(shù)器12進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)時(shí)，指示計(jì)數(shù)值達(dá)到計(jì)數(shù)下限值(“0”)。
遞增計(jì)數(shù)時(shí)出現(xiàn)溢出，作為比較基準(zhǔn)值S13，如果設(shè)定增加到超過(guò)基準(zhǔn)值的用于遞減計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值，遞減計(jì)數(shù)時(shí)的PWM信號(hào)Sp從“H”電平下降到“L”電平的時(shí)間，和基準(zhǔn)相比變得提前。另外，遞減計(jì)數(shù)時(shí)下溢，作為比較基準(zhǔn)值S13，如果設(shè)定減少到低于基準(zhǔn)值的用于遞增計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值，遞增計(jì)數(shù)時(shí)的PWM信號(hào)Sp從“L”電平上升到“H”電平的時(shí)間，和基準(zhǔn)相比變得提前。如果這樣設(shè)定比較基準(zhǔn)值，結(jié)果PWM信號(hào)Sp的相位比基準(zhǔn)還要變得提前。
與上述相反，遞增計(jì)數(shù)時(shí)出現(xiàn)溢出，作為比較基準(zhǔn)值S13，如果設(shè)定比基準(zhǔn)值還減少了的用于遞減計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值，那么遞減計(jì)數(shù)時(shí)的PWM信號(hào)Sp從“H”電平下降到“L”電平的時(shí)間，和基準(zhǔn)相比變得推后。另外，遞減計(jì)數(shù)時(shí)出現(xiàn)溢出，作為比較基準(zhǔn)值S13，如果設(shè)定比基準(zhǔn)值還增加了的用于遞增計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值，那么遞增計(jì)數(shù)時(shí)的PWM信號(hào)Sp從“L”電平上升到“H”電平的時(shí)間，和基準(zhǔn)相比變得推后。如果這樣設(shè)定比較基準(zhǔn)值，結(jié)果PWM信號(hào)Sp的相位比基準(zhǔn)還要變得推后。
不管是哪一種情況，通過(guò)使和基準(zhǔn)值相比增加的量與和基準(zhǔn)值相比減少的量相等，結(jié)果PWM信號(hào)Sp的占空比和基準(zhǔn)時(shí)的占空比相等。
通過(guò)本實(shí)施例，可以使基于PWM信號(hào)Sp的正弦信號(hào)波所包含的諧波分量在更廣范圍里分散。
再有，上述處理中的基準(zhǔn)是指，沒(méi)有變更比較基準(zhǔn)值S13，在保持基準(zhǔn)值的狀態(tài)下進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)或者遞減計(jì)數(shù)時(shí)所得到的PWM信號(hào)Sp的變更時(shí)間。
(第五實(shí)施例)圖9是本發(fā)明第五實(shí)施例中的PWM電路10d的結(jié)構(gòu)方框圖。
PWM電路10d，包括計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11，PWM計(jì)數(shù)器12，開(kāi)始點(diǎn)寄存器13a，結(jié)束點(diǎn)寄存器13b，計(jì)數(shù)狀態(tài)讀出寄存器22，轉(zhuǎn)換器23，比較器14。
計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11設(shè)定用于決定PWM的載波周期的計(jì)數(shù)上限值。PWM計(jì)數(shù)器12對(duì)時(shí)鐘信號(hào)CK進(jìn)行加/減計(jì)數(shù)。開(kāi)始點(diǎn)寄存器13a設(shè)定PWM信號(hào)Sp的有效脈沖期間開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值。結(jié)束點(diǎn)寄存器13b設(shè)定有效脈沖期間結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值。計(jì)數(shù)狀態(tài)讀出寄存器22，根據(jù)PWM計(jì)數(shù)器12顯示的是遞增計(jì)數(shù)狀態(tài)還是遞減計(jì)數(shù)狀態(tài)的加/減識(shí)別信號(hào)S12a生成并輸出轉(zhuǎn)換控制信號(hào)S22。轉(zhuǎn)換器23根據(jù)來(lái)自計(jì)數(shù)狀態(tài)讀出寄存器22的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)S22，在每個(gè)載波周期T中對(duì)開(kāi)始點(diǎn)寄存器13a的開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值S13a和結(jié)束點(diǎn)寄存器13b的結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值S13b進(jìn)行轉(zhuǎn)換。比較器14，比較PWM計(jì)數(shù)器12的計(jì)數(shù)值S12和轉(zhuǎn)換器23的比較基準(zhǔn)值S23，當(dāng)前值超過(guò)后值時(shí)生成有效的PWM信號(hào)Sp。加/減識(shí)別信號(hào)S12a是顯示PWM計(jì)數(shù)器12是在遞增計(jì)數(shù)還是在遞減計(jì)數(shù)的信號(hào)，它在PWM計(jì)數(shù)器12中生成并被輸出到計(jì)數(shù)狀態(tài)讀出寄存器22中。計(jì)數(shù)狀態(tài)讀出寄存器22根據(jù)加/減識(shí)別信號(hào)S12a將轉(zhuǎn)換控制信號(hào)S22輸出到轉(zhuǎn)換器23中。當(dāng)加/減識(shí)別信號(hào)S12a顯示遞增計(jì)數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)換控制信號(hào)S22給出命令選擇開(kāi)始點(diǎn)寄存器13a的輸出值，當(dāng)加/減識(shí)別信號(hào)S12a指示遞減計(jì)數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)換控制信號(hào)S22給出命令選擇結(jié)束點(diǎn)寄存器13b的輸出值。上述輸出選擇命令僅僅為示例。因此，可以是相反的。即，當(dāng)加/減識(shí)別信號(hào)S12a指示遞增計(jì)數(shù)時(shí)，可以給出命令選擇結(jié)束點(diǎn)寄存器13b的輸出值，當(dāng)加/減識(shí)別信號(hào)S12a指示遞減計(jì)數(shù)時(shí)，可以給出命令選擇開(kāi)始點(diǎn)寄存器13a的輸出值。
圖10是本實(shí)施例的PWM電路10d的操作時(shí)序圖。根據(jù)計(jì)數(shù)狀態(tài)讀出寄存器22的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)S22，轉(zhuǎn)換器23在PWM計(jì)數(shù)器12遞增計(jì)數(shù)時(shí)選擇開(kāi)始點(diǎn)寄存器13a的輸出值(開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值S13a)。設(shè)定這個(gè)開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值S13a為低于基準(zhǔn)值。如果PWM計(jì)數(shù)器12的計(jì)數(shù)值S12超過(guò)開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值S13a，則比較器14的輸出值，即PWM信號(hào)Sp上升。
另外，根據(jù)轉(zhuǎn)換控制信號(hào)S22，轉(zhuǎn)換器23在PWM計(jì)數(shù)器12遞減計(jì)數(shù)時(shí)，選擇結(jié)束點(diǎn)寄存器13b的輸出值(結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值S13b)。設(shè)定這個(gè)結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值S13b為高于基準(zhǔn)值。如果PWM計(jì)數(shù)器12的計(jì)數(shù)值S12超過(guò)結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值S13b，則比較器14的輸出值，即PWM信號(hào)Sp下降。按照上文，PWM信號(hào)Sp相對(duì)于載波周期T的中心Tc相位處在相對(duì)靠前的狀態(tài)。
與上述相反，如果高于基準(zhǔn)值設(shè)定開(kāi)始點(diǎn)寄存器13a的開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值S13a，低于基準(zhǔn)值設(shè)定結(jié)束點(diǎn)寄存器13b的結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值S13b，則PWM信號(hào)Sp相對(duì)于載波周期T的中心Tc相位處在相對(duì)靠后的狀態(tài)。
根據(jù)本實(shí)施例，可以使基于PWM信號(hào)Sp的正弦信號(hào)波中所包含的諧波分量和現(xiàn)有技術(shù)相比，更廣范圍地分散。
再有，本實(shí)施例的控制操作中的基準(zhǔn)值是指，相當(dāng)于第一到第四實(shí)施例中的比較基準(zhǔn)值S13的值。另外，不管是在哪一種情況里，通過(guò)使和基準(zhǔn)值相比增加的量與和基準(zhǔn)值相比減少的量相等，結(jié)果PWM信號(hào)Sp的占空比和基準(zhǔn)時(shí)的占空比相等。在這里基準(zhǔn)是指，對(duì)開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值S13a和結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值S13b沒(méi)有進(jìn)行增減，保持基準(zhǔn)值進(jìn)行設(shè)定的狀態(tài)。
(第六實(shí)施例)圖11是本發(fā)明的第六實(shí)施例中的PWM電路10e的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖11中，與第五實(shí)施例中圖9相同參考標(biāo)號(hào)表示相同的結(jié)構(gòu)元件，所以對(duì)其的詳細(xì)說(shuō)明省略。省略了圖9中的結(jié)構(gòu)元件開(kāi)始點(diǎn)寄存器13a、結(jié)束點(diǎn)寄存器13b以及轉(zhuǎn)換器23，取而代之，增加了基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13，相位調(diào)整量控制器20以及比較值控制器24?；鶞?zhǔn)值設(shè)定寄存器13設(shè)定用于決定PWM的載波周期的計(jì)數(shù)上限值。相位調(diào)整量控制器20設(shè)定相位調(diào)整量S20。相位調(diào)整量S20顯示用于決定細(xì)節(jié)的比較基準(zhǔn)值S13的調(diào)整量。相位調(diào)整量控制器20，設(shè)定復(fù)數(shù)的相位調(diào)整量S20(在圖13的例子中為大小兩值)，對(duì)這些復(fù)數(shù)的相位調(diào)整量S20，通過(guò)與載波周期同步，來(lái)一邊進(jìn)行重復(fù)、變更，一邊進(jìn)行設(shè)定。計(jì)數(shù)狀態(tài)讀出寄存器22，根據(jù)由PWM計(jì)數(shù)器12所輸出的加/減識(shí)別信號(hào)S12a生成加減轉(zhuǎn)換信號(hào)S22a并輸出到比較值控制器24中。在加/減識(shí)別信號(hào)S12a顯示遞增計(jì)數(shù)時(shí)和顯示遞減計(jì)數(shù)時(shí)，加減轉(zhuǎn)換信號(hào)S22a轉(zhuǎn)換指定進(jìn)行加法處理/減法處理。
比較值控制器24，依據(jù)基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13的比較基準(zhǔn)值S13，和相位調(diào)整量控制器20的相位調(diào)整量S20，和計(jì)數(shù)狀態(tài)讀出寄存器22的加減轉(zhuǎn)換信號(hào)S22a，生成比較基準(zhǔn)值S24，并輸出到比較器14中。
圖12是比較值控制器24的詳細(xì)結(jié)構(gòu)方框圖。比較值控制器24，包含加法器25、減法器26和轉(zhuǎn)換器27。
加法器25，是在基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13里設(shè)定的比較基準(zhǔn)值S13中加上相位調(diào)整量控制器20的相位調(diào)整量S20。減法器26是從比較基準(zhǔn)值S13中減去相位調(diào)整量S20。轉(zhuǎn)換器27是根據(jù)來(lái)自計(jì)數(shù)狀態(tài)讀出寄存器22的加減轉(zhuǎn)換信號(hào)S22a在每個(gè)載波周期T里對(duì)加法結(jié)果S25和減法結(jié)果S26進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
圖13是本實(shí)施例的PWM電路10e的操作時(shí)序圖。在第一周期T1中，相位調(diào)整量控制器20里，其相位調(diào)整量S20被設(shè)定得較小些。
PWM計(jì)數(shù)器12在遞增計(jì)數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)換器27選擇減法器26的減法結(jié)果S26。該減法結(jié)果S26是從在基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13中所設(shè)定的比較基準(zhǔn)值S13里減去相位調(diào)整量S20而得到的。減法結(jié)果S26是比比較基準(zhǔn)值S13小(少)的值。如果PWM計(jì)數(shù)器12的計(jì)數(shù)值S12超過(guò)減法結(jié)果S26，則比較器14的輸出值，即PWM信號(hào)Sp上升。
另外，第一周期T1中的PWM計(jì)數(shù)器12在遞減計(jì)數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)換器27選擇加法器25的加法結(jié)果S25。該加法結(jié)果S25是在基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13中所設(shè)定的比較基準(zhǔn)值S13里加上相位調(diào)整量S20而得來(lái)的。加法結(jié)果S25是比比較基準(zhǔn)值S13大(多)的值。如果PWM計(jì)數(shù)器12所輸出的計(jì)數(shù)值S12超過(guò)加法結(jié)果S25，則比較器14的輸出值，即PWM信號(hào)Sp下降。根據(jù)上述，第一周期中的PWM信號(hào)Sp對(duì)于載波周期T的中心Tc相位處在相對(duì)靠前的狀態(tài)。
到了第二周期T2，相位調(diào)整量控制器20中，設(shè)定的相位調(diào)整量設(shè)定變更為比第一周期T1中的相位調(diào)整量S20大一些的相位調(diào)整量S20。由此，PWM計(jì)數(shù)器12在遞增計(jì)數(shù)時(shí)的相位調(diào)整量S20，在第二周期T2時(shí)比在第一周期T1時(shí)大。因此，在第二周期T2中轉(zhuǎn)換器27中所選擇并輸出的減法結(jié)果S26，是比在第一周期T1中轉(zhuǎn)換器27中所選擇并輸出的減法結(jié)果S26還小(少)的值。
如果在第二周期T2中PWM計(jì)數(shù)器12的計(jì)數(shù)值S12超過(guò)減法結(jié)果S26，則比較器14的輸出值，即PWM信號(hào)Sp上升，但其上升時(shí)間，比在第一周期T1中的上升時(shí)間變得提前些。
另外，第二周期T2中的PWM計(jì)數(shù)器12在遞減計(jì)數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)換器27選擇加法器25的加法結(jié)果S25。該加法結(jié)果S25，是比第一周期T1中轉(zhuǎn)換器27里所選擇并輸出的加法結(jié)果S25還大(多)的值。如果由PWM計(jì)數(shù)器12所輸出的計(jì)數(shù)值S12超過(guò)了加法結(jié)果S25，則比較器14的輸出值，即PWM信號(hào)Sp下降，但其下降的時(shí)間，比第一周期T1還提前些。
根據(jù)上述，第二周期T2中的PWM信號(hào)Sp對(duì)于載波周期T的中心Tc，相位處在比第一周期T1還更提前的狀態(tài)。
第3周期T3中和第一周期T1一樣，第4周期T4中和第二周期T2一樣。
根據(jù)上述的本實(shí)施例，通過(guò)在遞增計(jì)數(shù)時(shí)和在遞減計(jì)數(shù)時(shí)變更相對(duì)于PWM計(jì)數(shù)器12的計(jì)數(shù)值S12的比較基準(zhǔn)值，可以使基于PWM信號(hào)Sp的正弦信號(hào)波中所包含的諧波分量分散。而且，使用一個(gè)基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器就可以，并在不給軟件增加負(fù)載的情況下完成。
(第七實(shí)施例)圖14是本發(fā)明的第七實(shí)施例中的PWM電路10f的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖14中，與第六實(shí)施例的圖11的相同參考標(biāo)號(hào)表示相同的結(jié)構(gòu)元件，所以省略對(duì)其的詳細(xì)說(shuō)明。除了包含圖11中所示的結(jié)構(gòu)元件之外，還包括相位偏移方向設(shè)定器28。相位偏移方向設(shè)定器28，可以將相對(duì)于載波周期T的中心Tc的PWM信號(hào)Sp的相位偏移方向設(shè)定成前進(jìn)(負(fù)方)和后退(正方)中的任何一個(gè)。由相位偏移方向設(shè)定器28所輸出的相位偏移方向指定信號(hào)S28被輸出到比較值控制器24a中。
圖15是比較值控制器24a的詳細(xì)結(jié)構(gòu)方框圖。比較值控制器24a包含和第六實(shí)施例一樣的加法器25、減法器26和轉(zhuǎn)換器27。而且，比較值控制器24a還包括反相器29和轉(zhuǎn)換器30。反相器29生成計(jì)數(shù)狀態(tài)讀出寄存器22的反相邏輯。轉(zhuǎn)換器30，通過(guò)相位偏移方向設(shè)定器28的相位偏移方向指定信號(hào)S28對(duì)計(jì)數(shù)狀態(tài)讀出寄存器22的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)S22和其反相邏輯S29進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
加法器25，通過(guò)基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13的輸出值(比較基準(zhǔn)值S13)和相位調(diào)整量控制器20的輸出值(相位調(diào)整量S20)相加，輸出加法結(jié)果S25。減法器26，通過(guò)從基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13的輸出值(比較基準(zhǔn)值S13)中減去相位調(diào)整量控制器20的輸出值(相位調(diào)整量S20)，輸出減法結(jié)果S26。轉(zhuǎn)換器27，對(duì)加法器25的輸出值(加法結(jié)果S25)和減法器26的輸出值(減法結(jié)果S26)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和輸出。由被轉(zhuǎn)換器27轉(zhuǎn)換的同時(shí)所輸出的加法結(jié)果S25和減法結(jié)果S26構(gòu)成比較基準(zhǔn)值S24a。比較基準(zhǔn)值S24a輸出到比較器14中。根據(jù)轉(zhuǎn)換器30所輸出的加減轉(zhuǎn)換信號(hào)S30，控制轉(zhuǎn)換器27的輸出轉(zhuǎn)換操作。根據(jù)相位偏移方向設(shè)定器28的輸出值(相位偏移方向指定信號(hào)S28)，轉(zhuǎn)換器30通過(guò)對(duì)計(jì)數(shù)狀態(tài)讀出寄存器22的輸出值(轉(zhuǎn)換控制信號(hào)S22)和反相器29的輸出值(轉(zhuǎn)換控制信號(hào)S22的反相輸出值)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和輸出，生成加減轉(zhuǎn)換信號(hào)S30。
圖16是本實(shí)施例的PWM電路10f的操作時(shí)序圖。此處，假設(shè)說(shuō)明在每個(gè)載波周期T的兩倍周期(2T)中，在“L”電平和“H”電平反相的周期中設(shè)定相位偏移方向指定信號(hào)S28。
第一以及第二周期T1、T2中，由相位偏移方向設(shè)定器28所輸出的相位偏移方向指定信號(hào)S28是“L”電平。為此，轉(zhuǎn)換器30將計(jì)數(shù)狀態(tài)讀出寄存器22的輸出值，即轉(zhuǎn)換控制信號(hào)S22在原有的狀態(tài)下作為加減轉(zhuǎn)換信號(hào)S30輸出到轉(zhuǎn)換器27中。因此，轉(zhuǎn)換器27，在載波周期T的前半部分將減法結(jié)果S26作為比較基準(zhǔn)值S24a輸出到比較器14中，在載波周期T的后半部分將加法結(jié)果S25作為比較基準(zhǔn)值S24a輸出到比較器14中。結(jié)果，和第六實(shí)施例一樣。即，第一周期T1中，PWM信號(hào)Sp相對(duì)于載波周期T的中心Tc相位靠前，第二周期T2中，比第一周期T1相位處在還更加靠前的狀態(tài)。
第3以及第4的周期T3、T4中，相位偏移方向指定信號(hào)S28反相形成“H”電平。為此，轉(zhuǎn)換器30將反相器29的輸出值作為加減轉(zhuǎn)換信號(hào)S30輸出到轉(zhuǎn)換器27中。因此，轉(zhuǎn)換器27，和上述的控制形態(tài)相反，在載波周期T的前半部分將加法結(jié)果S25作為比較基準(zhǔn)值S24a輸出到比較器14中，在載波周期T的后半部分將減法結(jié)果S26作為比較基準(zhǔn)值S24a輸出到比較器14中。為此，第3周期T3中，PWM信號(hào)Sp相對(duì)于載波周期T的中心Tc相位靠后，第4周期T4中，和第3周期T3相比相位處在還更加靠后的狀態(tài)。
根據(jù)上述的本實(shí)施例，不僅可以控制PWM信號(hào)Sp的有效脈沖期間相對(duì)于載波周期T的中心Tc的偏移量，也可以控制偏移方向。因此，可以使基于PWM信號(hào)Sp的正弦信號(hào)波中所包含的諧波分量比第六實(shí)施例的情況還能更廣范圍地分散。
(第八實(shí)施例)圖17是本發(fā)明的第八實(shí)施例中的PWM電路10g的結(jié)構(gòu)方框圖。
該P(yáng)WM電路10g，包括計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11，和PWM計(jì)數(shù)器12b，和開(kāi)始點(diǎn)寄存器13a，和結(jié)束點(diǎn)寄存器13b，和第一比較器14a，和第二比較器14b，和EXOR電路(邏輯合成電路)31。
PWM計(jì)數(shù)器12b，對(duì)時(shí)鐘信號(hào)CK進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)。開(kāi)始點(diǎn)寄存器13a設(shè)定PWM信號(hào)Sp的有效脈沖期間開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值。結(jié)束點(diǎn)寄存器13b設(shè)定有效脈沖期間結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值。第一比較器14a對(duì)PWM計(jì)數(shù)器12b的計(jì)數(shù)值S12b和開(kāi)始點(diǎn)寄存器13a的開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值S13a進(jìn)行比較，當(dāng)前者超過(guò)后者時(shí)生成有效的比較結(jié)果信號(hào)S14a。第二比較器14b對(duì)PWM計(jì)數(shù)器12b的計(jì)數(shù)值S12b和結(jié)束點(diǎn)寄存器13b的結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值S13b進(jìn)行比較，當(dāng)前者超過(guò)后者時(shí)生成有效的比較結(jié)果信號(hào)S14b。EXOR電路31，取兩個(gè)比較結(jié)果信號(hào)S14a、S14b的“異”門(mén)，并作為PWM信號(hào)Sp進(jìn)行輸出。再有，PWM計(jì)數(shù)器12b，是不做遞減計(jì)數(shù)，只進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。
圖18是本實(shí)施例的PWM電路10g的操作時(shí)序圖。EXOR電路31中，第一比較結(jié)果信號(hào)S14a和第二比較結(jié)果信號(hào)S14b的邏輯彼此不符時(shí)，在這里第一比較結(jié)果信號(hào)S14a是“H”電平、第二比較結(jié)果信號(hào)S14b是“L”電平時(shí)，輸出“H”電平的PWM信號(hào)Sp。通過(guò)調(diào)整開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值S13a和結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值S13b，可以改變PWM信號(hào)Sp的上升時(shí)間和下降時(shí)間。開(kāi)始點(diǎn)寄存器13a的輸出值，即開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值S13a可以通過(guò)開(kāi)始點(diǎn)寄存器13a進(jìn)行調(diào)整。同樣，結(jié)束點(diǎn)寄存器13b的輸出值，即結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值S13b可以通過(guò)結(jié)束點(diǎn)寄存器13b進(jìn)行調(diào)整。
由此，可以使基于PWM信號(hào)Sp的正弦信號(hào)波中所包含的諧波分量較廣范圍地分散。
(第九實(shí)施例)圖19是對(duì)本發(fā)明的第九實(shí)施例中的PWM電路進(jìn)行控制的軟件的結(jié)構(gòu)流程圖。圖20是本實(shí)施例的PWM電路的操作時(shí)序圖。實(shí)施本實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)，因?yàn)楹蛨D25中的結(jié)構(gòu)一樣，所以省略對(duì)其的說(shuō)明。
圖19中，在步驟n8里，要進(jìn)行判斷現(xiàn)在的時(shí)點(diǎn)是否是載波周期T的1/2周期。在剛開(kāi)始控制的時(shí)間(T＝0·T)或周期滿了的時(shí)間(T＝n·T(n為自然數(shù)))中，步驟n8的判斷因?yàn)槭欠穸ㄋ赃M(jìn)入步驟n5。步驟n5的處理，因?yàn)楹蛥⒄請(qǐng)D28說(shuō)明的步驟n5的處理相同，所以在這里省略對(duì)其的說(shuō)明。在半周期時(shí)間(T＝1/2 n·T(n為自然數(shù)))中，因?yàn)椴襟En8的判斷是肯定，所以進(jìn)入步驟n9。步驟n9中，在計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11里將計(jì)數(shù)上限值S11設(shè)定為原來(lái)的計(jì)數(shù)上限值S11的1/2的值(半值上限值)。接著在步驟n10中，在基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13里將比較基準(zhǔn)值S13設(shè)定為原來(lái)的比較基準(zhǔn)值S13的1/2的值(半值比較基準(zhǔn)值)。而且，在步驟n11中，將變量N調(diào)節(jié)成“0”，在相同設(shè)定值的狀態(tài)下兩次重復(fù)進(jìn)行PWM計(jì)數(shù)器12的加/減計(jì)數(shù)操作。也就是說(shuō)，在步驟n13里，增加變量N，在步驟n14里判斷變量N是否達(dá)到了“2”，如果沒(méi)有達(dá)到，在相同設(shè)定值的狀態(tài)下重復(fù)進(jìn)行PWM計(jì)數(shù)器12的加/減計(jì)數(shù)操作。而且，如果重復(fù)兩次PWM計(jì)數(shù)器12的加/減計(jì)數(shù)操作，則進(jìn)入到步驟n15，將計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11的計(jì)數(shù)上限值S11恢復(fù)為原來(lái)的值。同樣，將基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13的比較基準(zhǔn)值S13恢復(fù)為原來(lái)的值。
通過(guò)以上的操作，1載波周期T內(nèi)就生成兩個(gè)原來(lái)的1/2寬度的PWM信號(hào)Sp的脈沖。但是，1載波周期T內(nèi)，占空比不發(fā)生變化。
根據(jù)上述的本實(shí)施例，在不使載波周期T內(nèi)的占空比變化的狀態(tài)下，可以錯(cuò)開(kāi)PWM信號(hào)Sp的脈沖生成時(shí)間。因此，可以使基于PWM信號(hào)Sp的正弦信號(hào)波中所包含的諧波分量分散。
(第十實(shí)施例)圖21是本發(fā)明的第十實(shí)施例中的PWM電路10h的結(jié)構(gòu)方框圖。
該P(yáng)WM電路10h，包括計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11，和PWM計(jì)數(shù)器12，和基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13，和比較器14。PWM電路10h，還包括1位右移電路32、33，和第一以及第二轉(zhuǎn)換器34、35，和載波周期控制器36。
1位右移電路32，通過(guò)對(duì)計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11的計(jì)數(shù)上限值S11進(jìn)行1位右移，生成并輸出計(jì)數(shù)上限值S11的二分之一的半值計(jì)數(shù)上限值S32。根據(jù)由載波周期控制器36所供給的倍速命令信號(hào)S36，第一轉(zhuǎn)換器34選擇并輸出計(jì)數(shù)上限值S11和半值計(jì)數(shù)上限值S32中的一方。
通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13的比較基準(zhǔn)值S13進(jìn)行1位右移，1位右移電路33生成并輸出比較基準(zhǔn)值S13的二分之一的半值比較基準(zhǔn)值S33。根據(jù)由載波周期控制器36所供給的倍速命令信號(hào)S36，第二轉(zhuǎn)換器35選擇并輸出比較基準(zhǔn)值S13和半值比較基準(zhǔn)值S33中的一方。載波周期控制器36輸出倍速命令信號(hào)S36。倍速命令信號(hào)S36，通過(guò)與載波周期T同步，具有可轉(zhuǎn)換地給出倍速或者不倍速的命令。
本實(shí)施例中，可以不改變計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器11的結(jié)構(gòu)，對(duì)計(jì)數(shù)上限值S11進(jìn)行可變化調(diào)整。另外，可以不改變基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器13的結(jié)構(gòu)，對(duì)比較基準(zhǔn)值S13進(jìn)行可變化調(diào)整。
圖22是本實(shí)施例中的PWM電路10h的操作時(shí)序圖。參照?qǐng)D22在下面所敘述的說(shuō)明，設(shè)想倍速命令信號(hào)S36具有如下信號(hào)形式在每個(gè)載波周期T中它的信號(hào)電平被反相。
第一周期T1中，由載波周期控制器36所輸出的倍速命令信號(hào)S36是無(wú)效的“L”電平。此時(shí)，第一轉(zhuǎn)換器34將計(jì)數(shù)上限值S11作為實(shí)效上限值S34供給到PWM計(jì)數(shù)器12中。另外，第二轉(zhuǎn)換器35將比較基準(zhǔn)值S13作為實(shí)效比較基準(zhǔn)值S35供給到比較器14中。因此，PWM計(jì)數(shù)器12以呈大山狀的波形進(jìn)行加/減計(jì)數(shù)。由比較器14輸出的PWM信號(hào)Sp是以載波周期T的中心Tc為對(duì)稱(chēng)軸的波形。
第二周期T2中，載波周期控制器36的倍速命令信號(hào)S36是有效的“H”電平。此時(shí)，第一轉(zhuǎn)換器34將由1位右移電路32所輸出的半值計(jì)數(shù)上限值S32作為實(shí)效上限值S34供給到PWM計(jì)數(shù)器12中。另外，第二轉(zhuǎn)換器35，將來(lái)自1位右移電路33的半值比較基準(zhǔn)值S33作為實(shí)效比較基準(zhǔn)值S35供給到比較器14中。因此，PWM計(jì)數(shù)器12以呈小山狀的波形進(jìn)行加/減計(jì)數(shù)。由比較器14輸出的PWM信號(hào)Sp是以二分之一的載波周期T′的中心Tc′為對(duì)稱(chēng)軸的波形。這在基準(zhǔn)的載波周期T中是2個(gè)脈沖，和載波周期T的中心Tc有很大的偏離。
根據(jù)上述的本實(shí)施例，在沒(méi)有使載波周期T中的占空比變化的狀態(tài)下，可以錯(cuò)開(kāi)PWM信號(hào)Sp的脈沖生成時(shí)間。因此，可以提高基于PWM信號(hào)Sp的正弦信號(hào)波中所包含的諧波分量的分散程度。
(第十一實(shí)施例)所述的第十實(shí)施例的結(jié)構(gòu)里，在PWM計(jì)數(shù)器12溢出、下溢的狀態(tài)下，PWM電路將溢出中斷、下溢中斷通知給CPU時(shí)，如果倍速命令信號(hào)S36是有效的，則溢出、下溢的時(shí)間從標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間中偏離。為此，通過(guò)設(shè)置調(diào)整載波周期T的結(jié)構(gòu)(載波周期控制器)，應(yīng)當(dāng)特別對(duì)軟件中的中斷處理進(jìn)行調(diào)整。第十一實(shí)施例使這種中斷處理的調(diào)整得以實(shí)現(xiàn)。
圖23是本發(fā)明的第十一實(shí)施例中的微型控制器40的結(jié)構(gòu)方框圖。
微型控制器40，包括在第十實(shí)施例中的PWM電路10h里加入了中斷輸出控制器37這一結(jié)構(gòu)的PWM電路10i，和CPU38。中斷輸出控制器37，查出以PWM計(jì)數(shù)器12的溢出以及下溢為起因發(fā)生的下溢中斷以及溢出中斷，對(duì)CPU38輸出中斷信號(hào)S37。PWM計(jì)數(shù)器12的計(jì)數(shù)上限值即使被載波周期控制器36變更，中斷輸出控制器37也和其沒(méi)有被變更時(shí)一樣在相同的時(shí)間里生成中斷信號(hào)S37。
圖24是本實(shí)施例的PWM電路10i的操作時(shí)序圖。
如圖24所示，在載波周期T的載波周期的第一周期T1、T3……(連續(xù)的周期T，……中位于奇數(shù)倍的位置的周期)中，載波周期控制器36的倍速命令信號(hào)S36是“L”電平，第二周期T2、T4……(連續(xù)的周期T，……中位于偶數(shù)倍的位置的周期)中，倍速命令信號(hào)S36是“H”電平。
通過(guò)判定倍速命令信號(hào)S36的電平，中斷輸出控制器37來(lái)判斷載波周期T是在第一周期還是在第二周期。認(rèn)識(shí)到第一周期T1、T3……的中斷輸出控制器37，在這個(gè)周期期間里PWM計(jì)數(shù)器12溢出時(shí)，將顯示相同溢出的中斷信號(hào)作為中斷信號(hào)S37輸出到CPU38中，在下溢時(shí)，將顯示相同下溢的中斷信號(hào)作為中斷信號(hào)S37進(jìn)行輸出。
另一方面，認(rèn)識(shí)到第二周期T2、T4……的中斷輸出控制器37，在這個(gè)周期期間里PWM計(jì)數(shù)器12溢出時(shí)，不將中斷信號(hào)S37輸出到CPU38中。另外，這個(gè)周期中PWM計(jì)數(shù)器12下溢時(shí)，中斷輸出控制器37，其下溢從第二周期T2、T4……的開(kāi)始時(shí)刻看，在第一次的時(shí)候，將相反的溢出的中斷信號(hào)S37作為中斷信號(hào)S37進(jìn)行輸出；其下溢從第二周期T2、T4……的開(kāi)始時(shí)刻看，在第二次的時(shí)候，將相同的下溢的中斷信號(hào)S37作為中斷信號(hào)S37進(jìn)行輸出。
根據(jù)上述的本實(shí)施例，可以不關(guān)心載波周期控制器36的操作而設(shè)置軟件中的中斷處理。
本發(fā)明的PWM電路，對(duì)于反向控制的電機(jī)，特別是空氣調(diào)節(jié)器、洗衣機(jī)、冰箱等家電產(chǎn)品的減輕噪音是有效的。
參照優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)地說(shuō)明了本發(fā)明。但是，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例，而是應(yīng)該包括不脫離權(quán)利要求的精神和廣泛范圍的各種變換和修改。
權(quán)利要求
1.一種PWM電路，包括PWM計(jì)數(shù)器，用于計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)；基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器，設(shè)定用于決定PWM信號(hào)的占空比的比較基準(zhǔn)值；比較器，根據(jù)所述比較基準(zhǔn)值和所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值的比較結(jié)果生成所述PWM信號(hào)；延遲器，用于延遲所述PWM信號(hào)；以及轉(zhuǎn)換器，按照時(shí)序順序?qū)λ霰容^器的輸出和所述延遲器的輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換和輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PWM電路，進(jìn)一步包括計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器，用于將決定所述PWM信號(hào)的載波周期的計(jì)數(shù)上限值設(shè)定在所述PWM計(jì)數(shù)器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PWM電路，其中所述轉(zhuǎn)換器，通過(guò)與所述PWM信號(hào)的載波周期同步來(lái)轉(zhuǎn)換所述比較器的輸出和所述延遲器的輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PWM電路，進(jìn)一步包括延遲時(shí)間控制器，用于將互相不同的延遲時(shí)間值按照所述時(shí)序設(shè)定在所述延遲器中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的PWM電路，其中所述延遲時(shí)間控制器包括用于存儲(chǔ)互相不同的延遲時(shí)間值的延遲時(shí)間設(shè)定時(shí)間寄存器，所述延遲時(shí)間控制器從所述延遲時(shí)間設(shè)定時(shí)間寄存器中依次讀出所述延遲時(shí)間值，以設(shè)定在所述延遲器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的PWM電路，其中所述延遲時(shí)間控制器包括用于生成作為隨機(jī)數(shù)的所述延遲時(shí)間值的隨機(jī)數(shù)發(fā)生電路，所述延遲時(shí)間控制器將由所述隨機(jī)數(shù)發(fā)生電路設(shè)定的所述延遲時(shí)間值設(shè)定在所述延遲器中。
7.一種PWM電路，包括PWM計(jì)數(shù)器，用于執(zhí)行時(shí)鐘信號(hào)的加/減計(jì)數(shù)；開(kāi)始點(diǎn)寄存器，用于設(shè)定PWM信號(hào)的有效脈沖期間開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值；結(jié)束點(diǎn)寄存器，用于設(shè)定所述PWM信號(hào)的有效脈沖期間結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值；轉(zhuǎn)換器，根據(jù)所述PWM計(jì)數(shù)器處在遞增或遞減計(jì)數(shù)狀態(tài)的狀態(tài)，對(duì)所述有效脈沖期間開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值和所述有效脈沖期間結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值進(jìn)行可轉(zhuǎn)換的輸出；比較器，由所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和所述轉(zhuǎn)換器的輸出的比較結(jié)果生成所述PWM信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的PWM電路，進(jìn)一步包括計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器，用于將決定所述PWM信號(hào)的載波周期的計(jì)數(shù)上限值設(shè)定在所述PWM計(jì)數(shù)器中。
9.一種PWM電路，包括PWM計(jì)數(shù)器，用于執(zhí)行時(shí)鐘信號(hào)的加/減計(jì)數(shù)；基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器，設(shè)定用于決定PWM信號(hào)的占空比的比較基準(zhǔn)值；相位調(diào)整量控制器，在載波周期單位里設(shè)定所述PWM信號(hào)的相位調(diào)整量；比較值控制器，用于控制所述比較基準(zhǔn)值；和比較器，根據(jù)由所述比較值控制器控制的所述比較基準(zhǔn)值和所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值的比較結(jié)果生成所述PWM信號(hào)；其中所述比較值控制器包括對(duì)所述比較基準(zhǔn)值和第一相位調(diào)整量進(jìn)行加法處理的加法器，從所述比較基準(zhǔn)值里對(duì)第二相位調(diào)整量進(jìn)行減法處理的減法器，根據(jù)所述PWM計(jì)數(shù)器用于遞增或遞減計(jì)數(shù)的位置，對(duì)所述加法器的輸出值和所述減法器的輸出值進(jìn)行可轉(zhuǎn)換的輸出的轉(zhuǎn)換器；其中所述比較器根據(jù)所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和轉(zhuǎn)換器的輸出值的比較結(jié)果生成所述PWM信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的PWM電路，所述第一相位調(diào)整量和所述第二相位調(diào)整量是相同的值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的PWM電路，進(jìn)一步包括計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器，用于將決定所述PWM信號(hào)的載波周期的計(jì)數(shù)上限值設(shè)定在所述PWM計(jì)數(shù)器中。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的PWM電路，其中所述比較值控制器進(jìn)一步包括，設(shè)定所述PWM信號(hào)的相位偏移方向的相位偏移方向設(shè)定器；并且所述轉(zhuǎn)換器，根據(jù)由所述相位偏移方向設(shè)定器設(shè)定的相位偏移方向，進(jìn)一步控制所述加法器輸出和所述減法器輸出的轉(zhuǎn)換。
13.一種PWM電路，包括PWM計(jì)數(shù)器，用于計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)；開(kāi)始點(diǎn)寄存器，用于在載波周期單位里設(shè)定PWM信號(hào)的有效脈沖期間開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值；結(jié)束點(diǎn)寄存器，用于在載波周期單位里設(shè)定PWM信號(hào)的有效脈沖期間結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值；第一比較器，用于比較所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和所述有效脈沖期間開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定值；第二比較器，用于比較所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和所述有效脈沖期間結(jié)束點(diǎn)設(shè)定值；邏輯合成電路，通過(guò)所述第一比較器的比較結(jié)果信號(hào)和所述第二比較器的比較結(jié)果信號(hào)的邏輯合成，生成并且輸出所述PWM信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的PWM電路，進(jìn)一步包括計(jì)數(shù)上限值設(shè)定寄存器，用于將決定所述PWM信號(hào)的載波周期的計(jì)數(shù)上限值設(shè)定在所述PWM計(jì)數(shù)器中。
15.一種PWM電路，包括載波周期控制器，在載波周期單位中對(duì)PWM信號(hào)的載波周期和所述載波周期的倍速周期進(jìn)行可轉(zhuǎn)換的設(shè)定；上限值設(shè)定器，通過(guò)與所述載波周期的設(shè)定周期同步，設(shè)定該載波周期中的所述PWM信號(hào)的計(jì)數(shù)上限值，并且通過(guò)與所述倍速周期的設(shè)定周期同步，設(shè)定該倍速周期中的半值計(jì)數(shù)上限值；PWM計(jì)數(shù)器，用于對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行加/減計(jì)數(shù)直到所述上限值設(shè)定器的設(shè)定值為止；比較基準(zhǔn)值設(shè)定器，通過(guò)與所述載波周期的設(shè)定周期同步，設(shè)定用于決定該載波周期中的所述PWM信號(hào)的占空比的比較基準(zhǔn)值，并且通過(guò)與所述倍速周期的設(shè)定周期同步，設(shè)定用于決定該倍速周期中的所述PWM信號(hào)的占空比的半值比較基準(zhǔn)值；比較器，根據(jù)所述比較基準(zhǔn)值設(shè)定器的設(shè)定值和所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值的比較結(jié)果生成所述PWM信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的PWM電路，進(jìn)一步包括中斷輸出控制器，其中所述中斷輸出控制器，在所述載波周期的設(shè)定周期中所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值到達(dá)計(jì)數(shù)上/下限值時(shí)，輸出指示到達(dá)上/下限值的中斷信號(hào)，在所述倍速周期的設(shè)定周期中所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值到達(dá)計(jì)數(shù)上限值時(shí)，不輸出中斷信號(hào)，在所述倍速周期的設(shè)定周期中所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值第一次到達(dá)計(jì)數(shù)下限值時(shí)，輸出指示到達(dá)計(jì)數(shù)上限值的中斷信號(hào)，在所述倍速周期的設(shè)定周期中所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值第二次到達(dá)計(jì)數(shù)下限值時(shí)，輸出指示到達(dá)計(jì)數(shù)下限值的中斷信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的PWM電路，進(jìn)一步包括上限值設(shè)定寄存器，用于將決定所述PWM信號(hào)的載波周期的計(jì)數(shù)上限值設(shè)定在所述載波周期控制器中。
18.一種PWM電路控制方法，根據(jù)由PWM計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘信號(hào)重復(fù)加/減計(jì)數(shù)所得到的計(jì)數(shù)值和比較基準(zhǔn)值的比較結(jié)果，生成PWM信號(hào)，該方法包括以下步驟在所述PWM計(jì)數(shù)器的遞增計(jì)數(shù)中計(jì)數(shù)值到達(dá)計(jì)數(shù)上限值時(shí)，設(shè)定用于遞減計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值；以及在所述PWM計(jì)數(shù)器的遞減計(jì)數(shù)中所述計(jì)數(shù)值到達(dá)計(jì)數(shù)下限值時(shí)，設(shè)定用于遞增計(jì)數(shù)的比較基準(zhǔn)值。
19.一種PWM電路控制方法，根據(jù)由PWM計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘信號(hào)重復(fù)加/減計(jì)數(shù)所得到的計(jì)數(shù)值和比較基準(zhǔn)值的比較結(jié)果，生成PWM信號(hào)，該方法包括以下步驟通過(guò)與載波周期同步，間歇地輸出倍速周期設(shè)定命令；在確認(rèn)倍速周期設(shè)定命令的輸出時(shí)，將所述載波周期的計(jì)數(shù)上限值變更為該計(jì)數(shù)上限值的半值，并且將所述比較基準(zhǔn)值變更為該比較基準(zhǔn)值的半值；根據(jù)所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和所述比較基準(zhǔn)值或者所述比較基準(zhǔn)值的半值的比較結(jié)果，生成PWM信號(hào)；其中所述生成所述PWM信號(hào)的步驟在確認(rèn)所述倍速周期設(shè)定命令的輸出后，設(shè)定所述PWM計(jì)數(shù)器上限值的半值和所述比較基準(zhǔn)值的半值，直到所述PWM信號(hào)的脈沖生成重復(fù)兩次，以及在確認(rèn)所述倍速周期設(shè)定命令的輸出后，當(dāng)所述PWM信號(hào)的脈沖生成已經(jīng)重復(fù)兩次時(shí)，將所述計(jì)數(shù)上限值的半值和所述比較基準(zhǔn)值的半值恢復(fù)到所述計(jì)數(shù)上限值和所述比較基準(zhǔn)值。
全文摘要
本發(fā)明的PWM電路中，PWM計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號(hào)。基準(zhǔn)值設(shè)定寄存器設(shè)定用于決定PWM信號(hào)的占空比的比較基準(zhǔn)值。比較器通過(guò)所述比較基準(zhǔn)值和所述PWM計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值的比較結(jié)果生成PWM信號(hào)。延遲器使所述PWM信號(hào)延遲。轉(zhuǎn)換器對(duì)所述比較器的輸出值和所述延遲器的輸出值按照時(shí)序順序進(jìn)行轉(zhuǎn)換和輸出。由此，PWM信號(hào)的脈沖相位得到調(diào)整。
文檔編號(hào)G05F1/40GK1713095SQ20051008002
公開(kāi)日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月24日
發(fā)明者東勝治, 鄉(xiāng)古大志 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社