[发明专利]脉宽调制装置与其控制电路和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉宽调制装置的控制电路与方法，且特别涉及一种能够降低脉宽调制装置的瞬时时间的控制电路与方法。

背景技术

脉冲宽度调制(简称脉宽调制)是一种普遍且实用的控制方式，在许多的控制装置中，都采用脉宽调制来驱动负载。例如在冷阴极管(或发光二极管)背光模块中，就是采用脉宽调制的技术来控制冷阴极管(或发光二极管)的亮度。

图1示出了现有脉宽调制装置与负载间的电路方块图。请参照图1，现有的脉宽调制装置100会产生脉宽调制信号Sp，并控制电源转换装置124中的开关(图未示)来切换电源转换装置124。藉此，可以将外部电源转换成所需的电力来驱动负载126，并且通过反馈电路128产生反馈信号Sf，以调整脉宽调制信号Sp的占空比。

在现有的脉宽调制装置100中，包括一误差放大器102、一比较器104、一信号产生器106以及一驱动电路108。其中，误差放大器102的正输入端接收一参考电压Vref，而负输入端则接收反馈信号Sf，并且通过补偿电容C1耦接至误差放大器102的输出端。另外，比较器104的负输入端耦接信号产生器106，其正输入端则耦接误差放大器102的输出端，而比较器104的输出端则送至驱动电路108。

请继续参照图1，当误差放大器102接收反馈信号Sf时，会将其与参考电压Vref进行运算，并且将运算结果Se1送至比较器104的正输入端。比较器104在接收到误差放大器102的输出时，将其与信号产生器106所产生的三角波的比较信号Sc进行比较，并且藉由比较的结果来控制驱动电路108产生脉宽调制信号Sp。

图2A示出了为现有的脉宽调制装置从启动到稳定的信号波形图。请合并参照图1和图2A，假设在T0时，脉宽调制装置100被启动，而由于在T0到T1内的时间，误差状态信号Se1仍低于比较信号Sc的VL的电平，比较器104并无脉宽信号输出，负载126未被驱动，因此反馈信号Sf值为0(或者可能低于0)。此时，误差放大器102的输出Se1在T1时，会由于补偿电容C1被充电，而随时间缓缓上升。当误差放大器102的输出Se1的电平到达了比较信号Sc的电平VL时(T2)，驱动电路108开始输出脉宽调制信号Sp来驱动负载126，并且还要一定的时间后，脉宽调制信号Sp才会趋于稳定。

从图2A可以看到，现有的脉宽调制装置100从启动到稳定运作，需要一段不少的瞬时时间。若是负载126是一高速运作的系统时，容易造成整个脉宽调制装置100的误动作。

另外，在冷阴极管的调光过程，随着脉宽调制信号Sp的脉宽增加，灯管电压V_Lamp会上升，直到到达一般的操作电压，灯管正式导通并经一段时间后灯管电流I_Lamp达到预定的电流值的90％。然而，请参见图2B，由于灯管的特性，在脉宽调制信号Sp开始到灯管电压达到操作电压这段时间，灯管会出现微量的灯管电流I_Lamp(俗称『奶嘴头』)。这个『奶嘴头』现象的长短及灯管电流到达稳定的时间长短会影响调光控制的正确性，甚至影响灯管的寿命。而且这现象随着灯管的长度增加而更严重。现有的『奶嘴头』出现到灯管电流到90％预定值的瞬时时间T_ts的缩短，也是必须预以克服的课题。

发明内容

因此，本发明的目的就是在提供一种脉宽调制装置，其具有降低瞬时时间，以应用于高速的负载系统，甚至可延长负载的使用寿命。

本发明又提供一种控制电路及控制方法，可以控制脉宽调制装置产生脉宽调制信号来驱动负载，并且可以降低脉宽调制装置的瞬时时间。

本发明提供一种脉宽调制装置，用以产生一脉宽调制信号来控制一转换电路以驱动一负载。该脉宽调制装置包括一误差信号产生器、一比较器以及一控制电路。该误差信号产生器具有一第一输入端、一第二输入端及一输出端，该第一输入端与该第二输入端分别耦合一第一参考电压信号及由负载所产生的一反馈信号，而于该输出端输出一误差状态信号。该比较器具有一第一输入端、一第二输入端以及一输出端，该第一输入端接收该误差状态信号，该第二输入端接收一比较信号，而该输出端输出该脉宽调制信号。该控制电路依据至少一控制信号而提供一设定信号耦合至该误差信号产生器的该输出端。