[发明专利]用于自适修改脉宽调变输出的脉宽的方法和设备

说明书

技术领域

本文中所叙述系用于自适修改脉宽调变器的输出的脉宽的系统、方法及设备的各种非限制性具体实例。

优先权主张

本申请案主张2010年2月14日申请的且题为「在高工作循环应用中用于线性延长PWM脉冲的脉宽的方法和设备」的美国临时专利申请案第61/307,586号的优先权，该案的全文以引用的方式并入本文中。

背景技术

相位倍增器为可基于单一脉宽调变(PWM)输入信号而调变两相脉冲串或电力串的脉宽调变器。举例而言，藉由相位倍增器产生两个PWM信号以驱动经耦接至负载的互补功率级-(例如)经由电感器及电容器将电压及电流提供至负载的功率级。因而，现有相位倍增器将每一所产生的脉宽调变信号的有效工作循环限于50％。另外，若将相位倍增器级联以基于单一PWM输入信号而调变四相电力串，则藉由级联相位倍增器产生的每一PWM信号的有效工作循环限于25％。此外，与耦接至相位倍增器组态的功率级相关联的传播延迟及驱动器「停滞时间」可进一步限制藉由相位倍增器组态产生的每一PWM信号的有效工作循环。

现有脉宽调变技术可藉由将一固定延长时间添加至与藉由相位倍增器的每一输出信号产生的脉冲相关联的每个导通时间来克服此等工作循环限制，从而有效地增加输出信号的工作循环；然而，此等技术可在软起动及瞬时事件期间导致降低的脉宽调变器效能。软起动为可限制电路的初始供电期间的电流的技术。

举例而言，在脉宽调变器的软起动期间-其中脉宽调变器的输出控制所施加至电压源的电力-输出的工作循环可逐渐地增加；然而，当脉宽调变器将输出的导通时间延长有固定延长时间时，涉及现有脉宽调变器的此软起动可导致输出的不良振荡(或突然改变)-不良振荡或突然改变而干扰电压源的供电。

另外，在稳态操作期间，将输出的导通时间延长有固定延长时间的现有脉宽调变技术可在瞬时事件(例如，在负载经耦接至脉宽调变器的输出期间自高电流负载切换至低电流负载(例如，100安培至10安培)之一事件)期间引起脉宽调变器的输出的过电压及/或电流尖峰。

发明内容

为修正现有脉宽调变技术在上文所述和其它不利因素，本文中所叙述的各种系统、方法及设备可自适修改脉宽调变器的输出的脉宽。举例而言，一种方法可包含：接收一第一脉宽调变(PWM)脉冲信号；判定该第一PWM脉冲信号的一第一脉宽；及首先产生一具有一大于该第一脉宽的第二脉宽的第二PWM脉冲信号，其中该第二脉宽系基于该第一脉宽。

在另一实例中，一种设备可包含一相位组件，其经组态以基于一PWM输入信号的一脉宽而自适修改一第一PWM输出信号的一脉宽。该设备可一功率级组件，其经组态以基于该第一PWM输出信号而将一电压或一电流中至少一者供应至一负载。

在又另一实例中，一系统可包含一控制器，经组态以基于与一输出电压或一输出电流中至少一者相关联的至少一回馈信号而产生一PWM信号。另外，该系统可包含一脉宽调变器，经组态以接收该PWM信号，且以与该PWM信号的一脉宽成比例的方式延长一电力串的一脉宽。再者，该系统可包含一功率级，经组态以：接收该电力串且基于该电力串而产生该输出电压或该输出电流中至少一者。

本发明实施例提供了一种用于自适修改脉宽调变输出的脉宽的方法，包含：

接收一第一脉宽调变(PWM)脉冲信号；

判定该第一PWM脉冲信号的一第一脉宽；及

首先产生一具有一大于该第一脉宽的第二脉宽的第二PWM脉冲信号，其中该第二脉宽系基于该第一脉宽。

该首先产生该第二PWM脉冲信号进一步包括产生具有该第二脉宽的第二PWM脉冲信号，该第二脉宽针对一较大第一脉宽时系大于针对一较小第一脉宽。

该首先产生该第二PWM脉冲信号进一步包括产生具有依据该第一脉宽的一函数而线性地增加的第二脉宽的第二PWM脉冲信号。

所述的方法，进一步包含：

基于一预定最大脉宽而限制该第二脉宽。

所述的方法，进一步包含：

在一经由该第二PWM脉冲信号而产生的电流超过一预定最大电流的情况下，使该第二PWM脉冲信号的一脉冲自一高位准切换至一低位准，其中在该脉冲自该高位准切换至该低位准的情况下，该第二PWM脉冲信号进行以下步骤中至少一者：停止产生该电流或限制该电流。

所述的方法，进一步包含：

其次产生一具有一第三脉宽的第三PWM脉冲信号；

比较一经由该第二PWM脉冲信号而产生的电流位准与一经由该第三PWM脉冲信号而产生的电流位准；及