[发明专利]多周期随机数字脉宽调制电路及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及脉宽调制技术，具体涉及一种多周期随机数字脉宽调制电路及方法。

背景技术

在电力电子技术中广泛采用固定周期的PWM(Pulse WidthModulation)脉宽调制技术，但固定周期的PWM调制信号的工作波形是周期性方波，在开关频率和开关频率的整数倍附近含有丰富的高次谐波，这些不期望的谐波会降低整个系统的电磁兼容品质，产生很强的宽带电磁发射源，在其它的电路中产生较大的噪声甚至使其它的电路无法正常工作。对于电机来说，则容易在电机中产生较大的音频噪声和振动。由PWM驱动信号自身特点所决定，这种由PWM驱动信号所造成的EMI(Electromagnetic Interference)电磁干扰，无法依靠增加硬件的方法来解决。

发明内容

为了解决现有技术中存在的在开关频率或开关频率的整数倍附近，存在着较强的窄带音频噪声，该噪声的强度和频谱特性会使系统以及周围的电路中容易产生音频范围内的噪声干扰，使电机产生音频噪声和振动等技术问题，本发明提供了一种多周期随机数字脉宽调制电路。

为了解决现有技术中存在的在开关频率或开关频率的整数倍附近，存在着较强的窄带音频噪声，该噪声的强度和频谱特性会使系统以及周围的电路中容易产生音频范围内的噪声干扰，使电机产生音频噪声和振动等技术问题，本发明提供了一种多周期随机数字脉宽调制方法。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为：提供一种多周期随机数字脉宽调制电路，所述多周期随机数字脉宽调制电路包括：随机数字脉冲宽度调制模块、线性反馈移位寄存器模块和多路复用器模块，其中，所述随机数字脉冲宽度调制模块与所述线性反馈移位寄存器模块连接，所述线性反馈移位寄存器模块与所述多路复用器模块连接。

根据本发明的一优选实施例：所述随机数字脉冲宽度调制模块包括输入部和输出部；所述输入部包括：异步复位输入信号、时钟输入信号、序列输入信号和占空比输入信号；所述输出部包括随机脉宽调制输出信号和移位时钟信号。

根据本发明的一优选实施例：所述线性反馈移位寄存器模块可生成伪随机序列，所述伪随机序列可控制锯齿波数字脉冲宽度调制中计数器的计数方向。

根据本发明的一优选实施例：所述多路复用器模块可在随机数字脉宽调制、锯齿波数字脉宽调制和三角波数字脉宽调制之间进行选择。

为了解决现有技术存在的问题，本发明还提供了一种多周期随机数字脉宽调制方法，所述多周期随机数字脉宽调制方法为将前向锯齿波与后向锯齿波进行拼接在一起。

根据本发明的一优选实施例：所述多周期随机数字脉宽调制方法具体为：当向上计数标志为‘A’时，锯齿波设定为后向的，当向上计数标志为‘B’时，设定锯齿波为前向的；当所有计数标志都为‘A’时，所述随机数字脉冲宽度调制器变成通常的锯齿波比较器-计数器型数字脉冲宽度调制；当所有计数标志都为‘B’时，所述随机数字脉冲宽度调制器变成前向的锯齿波比较器-计数器型数字脉冲宽度调制；当‘A’和‘B’相互交错时，数字脉冲宽度调制变成三角波数字脉冲宽度调制，开关频率降低为原来的一半；当向上/向下计数脉冲流为任意值时，开关频率为标准开关频率和1/2标准开关频率之间的一个值。

根据本发明的一优选实施例：所述计数标志‘A’为“1”或“0”，与此相对应，所述计数标志‘B’为“0”或“1”。

本发明的有益效果在于：可以根据需要在锯齿波、三角波、随机脉宽调制之间进行选择，具有很大的灵活性。随机脉宽调制的实现，能够实现频谱扩展，有效降低DPWM的EMI传导辐射水平。

附图说明

图1.本发明多周期随机数字脉宽调制电路及方法中实现多周期随机数字脉宽调制的LFSR方案电路原理图；

图2.采用LFSR方案实现多周期随机数字脉宽调制的测试波形图；

图3.采用传统计数器-比较器方案实现DPWM的测试波形图。

具体实施方式