[发明专利]一种扩展控制器PWM分辨率的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于PWM控制领域，尤其涉及一种控制器扩展PWM频率和分辨 率的方法及系统。

背景技术

脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)是利用微处理器的数字输出 来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功 率控制与变换的许多领域中。

PWM通过以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。 此外，许多微控制器和DSP已经在芯片上包含了PWM控制器。

基以单片机的PWM控制系统由于CPU主频都较低，通常都低于20M，以 一个8M和16M主频的单片机为例，PWM分辨率与频率的关系请参阅图1：

在图1中可以看出，一个基于16M高主频的单片机调控系统中当PWM分 辨率为12Bit时，PWM频率只有3.9K，这在AC/DC或DC/DC变换中是完全 不能满足要求的，当PWM分辨率为6Bit或7Bit时才能满足DC/DC变换系统 中对频率的要求。但此时由于PWM分辨率低，不管采用何种数字滤波技术， 也不管单片机的ADC分辨率多高，PWM调控系统的数字纹波是相当明显的(请 参阅图2)。

因此，如何在不降低PWM频率的基础上有效的拓展PWM的分辨率，是 数字处理技术领域研究的方向之一。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种扩展控制器PWM分辨率的方法，旨在 不降低PWM频率的基础上有效的扩展PWM的分辨率。

本发明实施例是这样实现的，一种扩展控制器PWM分辨率的方法，所述 方法包括以下步骤：

读取当前模拟量的实际值；

获取预先设定的模拟量的值；

将当前模拟量的实际值与预先设定的模拟量的值进行比较；

若当前模拟量的实际值小于预先设定的模拟量值，则向增加当前模拟量的 方向调整软件扩展的PWM占空比；

若当前模拟量的实际值大于预先设定的模拟量的值，则向减小当前模拟量 的方向调整软件扩展的PWM的占空比。

本发明实施例的目的还在于提供一种扩展控制器PWM分辨率的装置，包 括：

当前模拟量获取单元，用于读取当前模拟量的实际值；

预设模拟量获取单元，用于获取预先设定的模拟量的值；

比较单元，用于将当前模拟量的实际值与预先设定的模拟量的值进行比较；

调整单元，用于根据所述比较单元的比较结果，通过PWM控制寄存器向 增加当前模拟量的方向调整软件扩展的PWM占空比，或者向减小当前模拟量 的方向调整软件扩展的PWM的占空比。

本发明实施例基于控制器硬件PWM分辨率的基础上的软件扩展，通过比 较当前模拟量的数值和预先设定的模拟量的数值进行大小的比较，根据比较结 果调整软件扩展后的PWM的占空比，以达到精确的控制。本发明在不降低 PWM频率的基础上非常有效地扩展了PWM的分辨率，可以使用低主频低成本 的控制器代替高主频高成本的DSP芯片实现精细的软件控制，利于降低系统功 耗和成本。

附图说明

图1是现有技术中PWM分辨率与频率的关系示意图；

图2是现有技术中PWM调控系统的数字纹波图；

图3是本发明实施例提供的扩展控制器PWM分辨率的装置软件的结构；

图4是本发明实施例提供的扩展控制器PWM分辨率的装置硬件的结构

图5A至5F是本发明实施例提供的软件扩展PWM 2Bit分辨率的波形图；

图6A至6B是本发明实施例提供的PWM分辨率与频率的关系示意图；

图7A至7B是本发明实施例提供的PWM调控系统的数字纹波图；

图8是本发明实施例提供的扩展控制器PWM分辨率的方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例基于控制器硬件PWM分辨率的基础上的软件扩展，通过比 较当前电流和预先设定的电流的大小，根据比较结果调整PWM的占空比，以 达到高精度电流控制的目的。

图3示出了本发明实施例提供的拓展控制器PWM分辨率的装置的结构。