[发明专利]PWM信号产生及其误差校正电路

说明书

本发明公开了一种PWM信号产生及误差校正电路，包括放大器OP1，放大器OP2，比较器CMP1，比较器CMP2，PMOS场效应管M1‑M16，电阻R14，电阻R_FRE，可变电阻R15‑R16，电阻R17，电容C1，匹配电阻模块电路，电流漏IDC，以及14比特计数器。与现有技术相比，本发明的PWM信号产生及误差校正电路，采用变动的电阻，变动的电流产生三角波电压的方法，对电流源的电流变化较小，对于较低频率的PWM信号，不需要大电容，可节省版图面积，节省芯片成本。可以实现较大PWM信号频率范围。而且，本发明中，综合考虑两个电压点上PWM信号占空比，对占空比函数进行校正，可以较为精确的校正PWM信号在0％‑100％范围内所有占空比误差。

技术领域

本发明涉及一种产生脉冲宽度调制信号的电路。

背景技术

脉冲宽度调制方法(简称PWM)广泛应用于汽车电子领域，用于脉冲宽度调制的电压信号我们称为PWM信号。PWM信号可调节的参数一般有PWM频率，以及PWM占空比。

汽车尾部的灯，如用高效率节能的LED灯作信号灯，通常有两种工作状态，刹车模式和尾灯模式。一般采用带有恒流源的芯片给LED提供稳定可靠的电流，LED作为芯片的负载。当司机踩刹车时，LED灯工作在刹车模式，LED灯的电流一般为直流电流，电流较大，用于警示其他车辆的司机减速。当司机不踩刹车时，LED灯工作在尾灯模式，电流较小，一般通过PWM调光的方式把LED的电流降低一些。

PWM调节LED电流，一般有两种方式。

第一种方法：恒流源芯片外部PWM信号控制方法，简称外部PWM控制方法。如图1，MCU输出PWM控制信号，接入到恒流源芯片的使能端，用于控制LED电流。PWM信号为高电平时，恒流源输出电流。PWM信号为低电平时，恒流源不输出电流。MCU通过调节高电平所占的时间比例即占空比，来控制LED的平均电流，进而调节LED的亮度。MCU也可以调节PWM的频率。

第二种方法：恒流源芯片内部PWM信号控制方法，简称内部PWM控制方法。如图2，此方法不需要MCU，恒流源芯片内部集成PWM信号产生器电路。恒流源芯片有相应的模式控制引脚，用于选择恒流源输出电流是刹车模式，即恒定电流输出，还是尾灯模式，PWM脉冲电流输出。若选择尾灯模式，即PWM脉冲电流输出。PWM脉冲电流的占空比由芯片的一个特定的输入引脚(占空比设置引脚)的设置电压决定，PWM脉冲电流的频率由芯片的另一个特定引脚(频率比设置引脚)连接到地的电阻值决定。

现有的内部PWM控制方法大致有两种：

第一种内部PWM控制方法如图3所示，其芯片内部集成PWM信号产生器电路，其内部PWM信号产生时序如图4所示：

电流源电流I给电容C充电，电容C电压不断升高，当电容C电压高于V_MAX时，场效应管NMOS1开启时电容C两端的电荷放电，电容C电压复位为0V。

当设置较低的频率时，此电路方案，PWM信号的频率由电容C和电流I决定。当PWM频率较低时，需要较大的电容。

例如：PWM频率为F＝200Hz，设置I＝1uA，V_MAX＝3V,则：得出1670pF的电容会占用很大的版图面积，成本较高。而且，1uA电流较小，不同芯片间的误差较大。

第二种内部PWM控制方法如图5所示，此方案中，RF和RDC为芯片外部电阻元件。R_F设置PWM的频率，R_DC设置PWM的占空比。

采用一个8bit ADC，把R_DC的电压转化为8比特数字信号，结合R_F控制的时钟CLK产生一个计数器。计数器的计数值同8比特ADC，和256相比较，产生PWM信号。

R_F越大，CLK频率越低，PWM的频率越低；