[发明专利]具有脉宽调制模块的数字处理器及其方法

说明书

本申请为申请号为200580030993.6，发明名称为“具有脉宽调制模块的数字处理 器及其方法”的中国专利申请的分案。

技术领域

本发明涉及具有数字脉宽调制(PWM)功能的数字处理器，且更具体而言涉及 一种带有具有动态可调相位偏移能力、高速运行及同时更新多个脉宽调制工作循环寄 存器的脉宽调制模块的数字处理器。

背景技术

当前，数字或模拟脉宽调制(PWM)产生装置均不具有在PWM产生装置运行的 同时改变PWM相位偏移的功能。现有的与微控制器相集成的数字PWM产生装置设 计用来满足电动机控制工业中的技术要求。

在现有模拟PWM产生装置中，有意地使PWM输出信号之间的相位关系为固定 的。商家生产两相、三相或四相输出的装置，其中各输出之间的相位关系是均匀地分 布于整个PWM周期中。在摩托罗拉MC68HC08SR12及MC68HC908SR12装置中构 建具有偏移PWM信号相位的功能的数字PWM模块1304，但这些装置无法在PWM 产生器运行的同时改变PWM输出之间的相位关系。2003年2月25日颁予的第 6,525,501号美国专利阐述一种用于实施多个同时进行的工作循环寄存器更新的方法。

因此，所属领域中需要具有为新电源应用所需的可动态更新PWM相位偏移功能， 包括格式模式、相移功能、多个同时进行的PWM工作循环寄存器更新及先进的模拟- 数字转换器(ADC)触发器定时功能。

发明内容

本发明通过为与数字处理器(例如微处理器、微控制器、数字信号处理器及类似 装置)集成(附接)在一起的数字式PWM产生模块(装置)提供将适用于操作及控 制先进电源系统的特征，来克服现有技术的上述问题以及其他缺点及不足。

本发明包括一PWM产生器，其特点是极高速度及高分辨功能，并且还包括产生 标准的互补PWM、推挽PWM、可变偏移PWM、多相PWM、限流PWM、电流复位 PWM及独立时基PWM、同时进一步为ADC模块提供相对于所述PWM信号精确定 时的自动触发的功能。

这些特征尤其有利于控制一种需要极高速度运行的电源，以获得高切换频率下的 高分辨率、及改变用于驱动电源功率组件的各PWM输出信号之间相位关系的能力。

本发明的一附加特征使一数字处理器能够存取单个PWM工作循环寄存器来同时 更新任何及/或所有PWM产生器，以与更新多个工作循环寄存器相比减少所述数字处 理器的工作负荷。

根据各具体实例性实施例，可动态更新的相位偏移PWM产生可例如按下述两种 方式中的一种来实施：(1)PWM产生模块可使用一数字加法器模块来将一偏移量加 至PWM周期计数器。此计数器与加法器组合为所述偏移PWM信号产生提供时基。 使用一具有独特机理的加法器模块来处理“翻转”情形而无需额外的比较器逻辑。(2) 所述PWM产生模块可使用多个计数器模块来产生偏移PWM信号，所述偏移PWM 信号是通过将所述多个PWM计数器中的每一个初始化至用户指定的值来产生的。一 模块为各PWM产生器之间的计数器模块提供同步。

为实现极高速度的运行，所述PWM计数器模块采用一新颖的计数器模块。为了 在以新的工作循环信息更新多个PWM产生器时减小所述数字处理器的工作负荷，使 用多个多路复用器来将所述工作循环值自一主工作循环(MDC)寄存器路由至所有 PWM产生器。每一PWM产生器均可有选择地使用其自身的PWM工作循环(PDC) 寄存器或来自共用MDC寄存器的数据。因此，可对多个PWM产生器有利地应用由 所述数字处理器存取的单个寄存器。

通过下文出于揭示目的而给出并应结合附图来阅读的对各具体实例性实施例的 说明将易知其他技术特征及优点。

附图说明

通过结合附图阅读下文说明，可获得对本发明及其优点的更全面了解，在图式中：

图1a-1g图解说明用于功率转换应用的各种PWM信号格式的时序图；

图2图解说明各种PWM信号空载时间格式的时序图；

图3图解说明一用于产生相位偏移PWM的加法器-减法器的具体实例性实施例的 示意性方块图；

图4图解说明一用于产生相位偏移PWM的复式计数器的具体实例性实施例的示 意性方块图；

图5图解说明用于同时更新多个PWM工作循环值的多个多路复用器的一具体实 例性实施例的示意性方块图；