CN102474244A - 脉宽调制的频率转换 - Google Patents

脉宽调制的频率转换 Download PDF

Info

Publication number
CN102474244A
CN102474244A CN2010800346264A CN201080034626A CN102474244A CN 102474244 A CN102474244 A CN 102474244A CN 2010800346264 A CN2010800346264 A CN 2010800346264A CN 201080034626 A CN201080034626 A CN 201080034626A CN 102474244 A CN102474244 A CN 102474244A
Authority
CN
China
Prior art keywords
value
pwm
cycle
duty ratio
movement threshold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800346264A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102474244B (zh
Inventor
赵彬
A·M·卡迈亚
V·K·李
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NXP USA Inc
Original Assignee
Freescale Semiconductor Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Freescale Semiconductor Inc filed Critical Freescale Semiconductor Inc
Publication of CN102474244A publication Critical patent/CN102474244A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102474244B publication Critical patent/CN102474244B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

一种脉宽调制(PWM)频率转换器(100)将输入PWM信号转化为具有不同频率的输出PWM信号同时仍保持基本相等的占空比。PWM频率转换器(100)利用采样时钟(112)对输入的PWM信号进行一个PWM周期的采样。滤波模块(108)对得到的一个或多个PWM参数的集合进行滤波以补偿由潜在的时钟失配、时钟偏差、环境变化以及其他不确定因素引入的噪声，由此生成滤波的PWM参数。由滤波模块实施的采样将一个或多个当前PWM参数和来自更早的采样PWM周期的先前(或历史)PWM参数之间的差与变动阈值相比较以确定一个或多个PWM参数的滤波集合。一个或多个PWM参数的滤波集合随后被用于生成一个或多个对应PWM周期的输出信号。

Description

脉宽调制的频率转换
技术领域
本公开主要涉及脉宽调制(PWM)并且更具体地涉及用于PWM信号的频率转换。
背景技术
脉宽调制(PWM)信号经常被用于精确控制电子设备例如电机、发光二极管(LED)背光源、开关电源等。但是，在很多情况下，PWM信号具有的频率可能会引入非期望效果，例如电磁干扰(EMI)，或者可能会造成使用者易察觉的反常现象。例如，用于驱动显示设备内LED背光源的PWM信号经常具有人可听范围(0-20kHz)内的频率，并且因此能够被观看者以听觉分辨。而且，应该意识到低频的PWM信号能够在由PWM信号的频率控制或以其他方式影响的输出电压中引起明显的压降或波动。为了解决此类问题，电子系统经常采用某种形式的频率转换用于PWM信号，以在保持相同PWM占空比的同时升高或者降低PWM频率，由此减少或者消除非期望的效果，例如EMI和可闻噪声并且降低受PWM信号影响的任何输出电压中的任何波动或压降的幅度。在一种常规的频率转换技术中，采用一种模拟方法，由此将输入的PWM信号转换为根据输入PWM信号的占空比而变化的电压，随后将该电压与斜坡信号和多个参考信号一起使用以在不同的频率下再现输入PWM信号的原始占空比。但是，代表性电压中的噪声以及用于比较代表性电压、参考电压和斜坡信号的比较器中的偏移量对于(特别是接近于0％或者接近于100％的)占空比来说阻碍了准确的PWM信号生成。而且，在输入PWM信号到电压的转换中的噪声以及比较器中的偏移量也会在生成的输出PWM信号内造成噪声和偏移量。
附图简要说明
对于本领域技术人员来说，通过参考附图，可以更好地理解本公开，并且本公开的各种特征和优点将变得显而易见。在不同附图中使用相同的附图标记来表示类似或相同的对象。
图1是根据本发明的至少一个实施例示出了实现滤波的脉宽调制(PWM)频率转换器的示意图。
图2是根据本发明的至少一个实施例示出了图1中的PWM频率转换器的示例性工作方法的流程图。
图3是根据本发明的至少一个实施例示出了在输PWM信号的采样期间由于时钟偏差和采样时钟其他的不同步表现而引入的采样不一致的示意图。
图5是根据本公开的至少一个实施例示出了图1的PWM频率转换器中用于根据来自输PWM信号的采样结果的滤波而生成输出PWM信号的PWM发生器模块的示意图。
图6是根据本发明的至少一个实施例示出了实现图1中PWM频率转换器的示例性发光二极管(LED)系统的示意图。
图7是根据本发明的至少一个实施例示出了实现图1中PWM频率转换器的另一种示例性LED系统的示意图。
具体实施方式
图1-7示出了用于将输入PWM信号转化为频率不同于输入PWM信号的输出PWM信号，同时保持基本相等占空比的脉宽调制(PWM)频率转换器以及使用PWM频率转换器的示例性系统。PWM频率转换器利用采样时钟以比输PWM信号的频率更高的频率对输入的PWM信号进行一个PWM周期的采样。滤波模块对得到的一个或多个PWM参数的集合进行滤波以补偿潜在的时钟失配、时钟偏差、环境变化以及在用于生成输PWM信号的时钟和用于采样输入PWM信号的采样时钟之间的其他不确定因素，由此生成滤波的PWM参数。在至少一个实施例中，在确定一个或多个PWM参数的滤波集合时，由滤波模块实施的采样将当前PWM参数和先前(或历史)PWM参数之间的差与变动阈值相比较。一个或多个PWM参数的滤波集合随后被用于生成输出信号的一个或多个相应PWM周期。通过适当选择用于滤波器的采样频率和合适的变动阈值，PWM频率转换器能够对输出的PWM信号以其特定的分辨率达到一(1)个最低有效位(LSB)的PWM步长分辨率，同时还能够在从0％到100％的整个占空比范围上准确地生成输出的PWM信号。
图1示出了用于将输入的PWM信号102转换为具有不同频率的输出PWM信号104同时仍保持基本相等占空比的PWM频率转换器100。在图示的示例中，PWM频率转换器100包括采样模块106、滤波模块108、PWM发生器模块110以及时钟源112和114(例如振荡器)。如图1-7中所示，PWM发生器模块110中不同模块的功能可以用硬件、固件、执行代表对应功能的软件的一个或多个处理器或者其组合来实现。举例来说，某些部件的功能可以用离散逻辑、专用集成电路(ASIC)设备、现场可编程门阵列(FPGA)等实现。
在一个实施例中，输入PWM信号102由PWM源116生成并且具有频率f1。PWM源116可以包括例如用于使输入PWM信号102由此成为背光控制信号的环境的视频处理器，用于使输入PWM信号102由此成为电机控制信号的环境的微控制器等。为了在PWM频率转换器100处对输入信号102进行采样，时钟源112生成具有比输入PWM信号102的频率f1更高的频率f2的采样时钟122。时钟源114生成具有频率f3的发生时钟124用于生成具有频率f4的输出PWM信号104，其中频率f4是时钟124的频率f3和输出PWM信号的PWM步长分辨率的乘积(例如对于8位的PWM步长分辨率来说是255＊f3)。
采样模块106包括用于接收输入PWM信号102的输入端，用于接收采样时钟122的输入端以及用于利用采样时钟122提供输入PWM信号102的采样处理结果作为原始PWM参数集合126的输出端。滤波模块108包括用于接收原始PWM参数126的输入端以及用于在原始PWM参数126的滤波的基础上提供生成的滤波PWM参数集合128的输出端。PWM发生器模块110包括用于接收滤波PWM参数128的输入端，用于接收发生时钟124的输入端以及用于提供输出PWM信号104的输出端，由此PWM发生器模块110就如以下参照图2、4和5所述的那样利用发生时钟124和滤波的PWM参数128来生成输出的PWM信号104。
图2根据本公开的至少一个实施例示出了图1中的PWM频率转换器100的工作方法200。方法200中的方框202、204、206和208表示由采样模块106执行的采样处理，方框210、212、214、216、218、220和222表示由滤波模块108执行的滤波处理，而方框224、226和228则表示由PWM发生器模块110执行的PWM发生处理。
在方框202，在准备对输入的PWM信号102的一个PWM周期采样时，通过初始化采样模块106来初始化PWM频率转换器100。在采样输入的PWM信号102时，采样模块106使用两个变量或值：N_total，其表示在采样的一个PWM周期上获取的样本总数；N_high，其表示在该PWM周期上获取的具有选定样本值(例如对于本示例来说是逻辑“高”或“1”)的样本数量。为了进行滤波，滤波模块108使用四个另外的值或变量：N_H0，其表示在迄今为止的任何采样PWM周期上具有选定样本值的历史或基准样本数量；以及N_T0，其表示在迄今为止的任何采样PWM周期上的历史或基准样本总数；N_H，其表示具有对于生成的PWM周期计算占空比所使用的选定样本值的样本数量；以及N_T，其表示为生成的PWM周期计算占空比所使用的样本总数。因此，通过至少将N_T0和N_H0设定为0以为了进行比较而将用于这些值的基准设定为零，就能够在对要采样的第一个PWM周期进行采样之前先在方框202初始化滤波模块108。
在方框204，采样模块106利用驱动采样频率的采样时钟122对输入的PWM信号102的一个PWM周期进行采样。如图2所示，该采样处理可以包括采样模块106在方框206例如通过获取输入PWM信号102的样本并且随后如果样本具有选定的样本值就累加计数器，从而确定该PWM周期上具有选定样本值的样本数(N_high)。该采样处理还可以包括采样模块106在方框208确定该PWM周期上获取的输入PWM信号102的样本总数(N_total)。举例来说，对于高电平的第一PWM周期，采样模块106可以在检测到上升沿时复位计数器，并随后累加计数器，直至检测到下一个上升沿为止，此时下一个上升沿的时刻处的计数值就表示在该PWM周期期间获取的样本总数。对于低电平的第一PWM周期，采样模块106可以在检测到下降沿时复位计数器，并随后累加计数器直至下一个下降沿为止。采样模块106随后将确定的N_total和N_high值提供给滤波模块108作为原始PWM的参数集合126。
在方框210，滤波模块108确定N_high值(也就是采样PWM周期中“高电平”样本的数量)和N_H0值之间的差是否大于或等于预定的变动阈值。正如根据以下进一步的说明可以理解的那样，N_H0值表示来自一个或多个先前的采样PWM周期的高电平样本的滤波或基准数量。因此，滤波模块108在方框210确定来自最近采样的PWM周期的高电平样本数量是否落在高电平PWM样本历史数量的变动阈值范围之内，其中变动阈值范围由预定的变动阈值确定。如果落在变动阈值范围以外(也就是这些值之间的差大于或等于预定的变动阈值)，那么滤波模块108就在方框212将N_H设定为N_high值。如下所述，N_H值被用于(结合N_T值)计算用于要生成的输出PWM信号104的对应PWM周期的占空比，并且因此在方框212将N_H值设定为N_high值就导致针对最近采样PWM周期确定的高电平样本数量用于控制为输出PWM信号104而生成的对应PWM周期的占空比。否则，如果具有选定样本值的样本数量(N_high)落在历史值的变动阈值范围以内(也就是如果N_high值和N_H0值之间的差小于预定的变动阈值)，那么就在方框214将N_H改成设定为N_H0值，其结果就是根据来自先前PWM周期的高电平样本的历史或基准数量来设定用于输出PWM信号104对应PWM周期的占空比。
类似的滤波处理被用于根据N_total值来设定N_T值。在方框216，滤波模块108确定N_total值(也就是采样PWM周期内的样本总数)是否落在N_T0值的变动阈值范围以内，其中用于方框216的变动阈值范围可以由与在方框210中相同的预定变动阈值确定或者通过单独的预定变动阈值确定。如下所述，N_T0值表示来自一个或多个先前的采样PWM周期的样本的历史或基准总数，并且滤波模块108因此确定来自最近采样的PWM周期的样本总数是否落在变动阈值范围以内(也就是样本总数与PWM样本的历史总数有多大程度的不同)。如果这些值之间的差大于或等于预定的变动阈值，那么滤波模块108就在方框218将N_T设定为N_total值。同样地，来自最近采样的PWM周期的样本总数可以用于控制为输出PWM信号104而生成的对应PWM周期的占空比。否则，如果N_total值和N_T0值之间的差小于预定的变动阈值，那么就在方框220将N_T值改成设定为N_T0值，其结果就是根据来自先前PWM周期的样本的历史或基准总数来设定用于输出PWM信号104对应PWM周期的占空比。在方框222，N_H0值被设定为N_H值(由此将每PWM周期的高电平样本的历史或基准数量设定为用于确定要生成的对应PWM周期的占空比的高电平样本数量)，并且N_T0值被设定为N_T值(由此将每PWM周期的样本的历史或基准总数设定为用于确定要生成的对应PWM周期的占空比的样本总数)。
如上所述并且正如以下更详细介绍的那样，N_H值和N_T值被用于确定为输出信号104而生成的PWM周期的占空比。因此，通过仅在N_H的历史值和当前N_high值之间的差大于或等于由预定变动阈值确定的变动阈值范围时，将N_H值从其历史值(由N_H0表示)改变为针对最近采样的PWM周期确定的N_high值(以及类似地相对于其历史值N_T0和当前确定的N_total值来改变N_T值)而进行的滤波提供了一定程度的噪声过滤，由此降低了错误和不一致地计算被采样PWM周期的占空比以及错误和不一致地生成用于输出PWM信号104的对应PWM周期的占空比的可能性。
在方框222，历史值N_H0被设定为根据方框210-214确定的当前值N_H，并且历史值N_T0被设定为根据方框216-220确定的当前值N_T。方框204-220的采样处理随后可以针对输PWM信号102的下一个PWM周期重复进行。并行地，来自采样PWM周期的用于N_H和N_T的当前值被提供给PWM发生器模块110作为滤波PWM参数128。
在模块224，PWM发生器模块110根据N_H和N_T值确定采样PWM周期的占空比(并由此确定要生成的PWM周期的占空比)。在一个实施例中，占空比被计算为高电平样本数(N_H)与来自采样PWM周期的样本总数(N_T)之比，也就是N_H/N_T。可选地，可以跟踪采样PWM周期内的低电平样本数(N_L)，并且占空比因此可以被计算为(N_T-N_L)/N_T。而且，正如以下参照图5所述的那样，PWM发生器模块110将占空值(PWM_Duty)计算为输出PWM信号104的占空比和PWM步长范围(R)的乘积，也就是PWM_Duty＝R＊(N_H/N_T)。举例来说，假定N_H＝50，N_T＝120，并且输出PWM信号具有8位PWM步长范围(也就是R＝2^8-1或255步)，那么PWM_Duty的值就被计算为255＊(50/120)＝106.25，该值可以被截尾(或四舍五入)成106以生成整数值。在方框226，PWM发生器模块110利用占空值PWM_Duty生成输出PWM信号104的对应PWM周期以控制生成的PWM周期的占空比，正如以下参照图5详细介绍的那样。随后在方框228，具有生成的PWM周期的输出PWM信号104即可被提供给目的地模块用于驱动或以其他方式控制目的地模块的操作，例如使用输出PWM信号104来驱动电机或者激活/停用显示器中的LED。
对于应用至方框210、212、214、216、218和220的滤波处理，预定的变动阈值限定了在使用当前值代替历史值之前当前值必须与历史值偏差的程度。由此，选择合适的值用于变动阈值以补偿潜在的时钟偏差、时钟失配、环境变化以及能够向当前值的计算中引入噪声的非其他确定性因素或随机误差。理想地，变动阈值也可以被选择用于进一步帮助PWM频率转换器100满足特定的PWM性能要求，例如1个LSB的PWM步长分辨率或者为PWM信号提供覆盖从0％到100％全范围的占空比的能力。尽管预定的变动阈值可以被选择为任意的1或者更大的值，但是发明人已经确定采样处理的情况会引入最多两种可能的采样偏差，并且因此大于三(3)个的预定变动阈值即可提供最优阈值用于实现最小PWM步长分辨率为1个LSB的PWM性能参数以及在输出PWM信号104中再现0％占空比的能力。举例来说，图3示出了相对于随后的占空比计算来说的采样偏差来源。在示出的图形300中，在相应的采样点S1-S11获取用于三个PWM信号302、304和306中每一个的11个样本。尽管为了便于说明而示出了11个采样点，但是应该理解在指定PWM周期内获取的样本数量通常可以更多，从而提供足够的采样分辨率。
如PWM信号302所示，当在采样点之间(例如在采样点S3和S4之间以及在采样点S8和S9之间)出现PWM信号的上升沿和下降沿时，存在不一致采样测量值的可能性很小。但是，如PWM信号304所示，当PWM信号的边沿之一出现在采样点附近时(例如PWM信号304的上升沿出现在样本点S3处)，采样的不一致就有可能出现，并且因此用于PWM信号304的高电平样本的确定数量(N_high)就可能是两个值中的任何一个。举例来说，在图3中，如果PWM信号304的样本在采样点S3处被解读为高电平采样值，那么N_high值即为六(6)；而如果PWM信号304的样本在采样点S3处被解读为低电平采样值，那么N_high值即为五(5)。因此，对用于PWM信号304的PWM周期的十一(11)个样本总数，测得的占空比根据在采样点S3处对上升沿偶然分配了怎样的值而可以是54.5％(6/11)或45.4％(5/11)。如PWM信号306所示，当采样PWM周期中的上升沿和下降沿都出现在对应的采样点附近时，采样处理的不确定性可能就会进一步加剧。由于出现在采样点S3处的上升沿可以偶然地被解读为高电平采样值或低电平采样值，并且对于出现在采样点S9处的下降沿也有类似情况，因此用于PWM信号306的图示PWM周期的高电平样本数量就可能是五(5)个、六(6)个或七(个)中的任何一种，导致采样PWM周期的占空比有被解读为45.4％、54.5％或63.6％的可能。在缺少如上所述基于历史的采样参数滤波时，这种采样中的不确定性就可能会另外导致以下情况：即使对输入PWM信号104的PWM周期可以保持恒定的占空比，但是输出PWM信号104的后续PWM周期的占空比仍会频繁且明显的改变。由此，因为在指定PWM周期中有两个造成采样不一致的潜在点(一个在上升沿，一个在下降沿)，所以由滤波模块108采用的变动阈值可以设定为三(3)以解决这两处潜在的采样不一致。
尽管考虑到采样处理的特征变动阈值为三(3)即可很好地适用，但是也可以采用除了值为三以外的阈值而并不背离本公开的保护范围。但是，阈值越大，实现特定性能目标例如0％的最小PWM占空比或1个LSB的最小PWM分辨率步长所需的每PWM周期的样本数量就越多。举例来说，对于例如具有8位分辨率(255步)的输出PWM信号104以及每PWM周期的总共450个样本(N_totla＝450)，在取该变动阈值时的最小PWM步长为1LSB(trunc[3/450x255＝1LSB])。但是，如果对于相同的样本数，将变动阈值设定为4，那么最小PWM步长即为2LSB(trunc[4/450x255＝2LSB])。要在变动阈值为4时达到1LSB，每PWM周期的样本总数就需要增加到每PWM周期至少有511个样本。因此，在一个实施例中，采样时钟122即被设置或选择用于为采样模块106提供采样频率，以使PWM步长范围R与预定变动阈值和样本总数N_total之比的截尾或四舍五入的乘积不大于1LSB的PWM步长分辨率。
图4根据本公开的至少一个实施例示出了图1中的PWM频率转换器100的另一种工作方法400。方法400中的方框402和404表示由采样模块106执行的采样处理，方框406、408、410和412表示由滤波模块108执行的滤波处理，而方框414和416表示由PWM发生器模块110执行的PWM发生处理。与图2中的方法200相反，方法400首先计算输入PWM信号102的PWM占空比的临时表达(PWM_Duty_Temp)并随后根据预定的变动阈值以及由之前的PWM周期采样确定的先前或历史PWM占空比而滤波该PWM参数。
在方框402，在准备对输入的PWM信号102的一个PWM周期进行采样时，通过初始化采样模块106来初始化PWM频率转换器100。在采样输入的PWM信号102时，采样模块106使用如上所述的两个变量或数值N_total和N_high。为了方法400中的滤波，滤波模块108使用三个另外的值或变量：PWM_Duty0，其表示在到目前为止的任何采样PWM周期上的历史或基准PWM占空比；PWM_Duty_Temp，其表示当前采样的PWM周期的PWM占空比(并且利用N_total和N_high进行计算)；以及PWM_Duty_Final，其表示根据PWM_Duty0和预设的变动阈值通过滤波PWM_Duty_Temp而得到的PWM占空比。因此，通过至少将N_total、N_high、PWM_Duty0、PWM_Duty_Temp和PWM_Duty_Final设定为0，从而为进行比较而将用于这些值的基准设定为零，就能够在对要采样的第一PWM周期进行采样之前先在方框402初始化滤波模块108。
在方框404，采样模块106利用驱动采样频率的采样时钟122采样输PWM信号102的一个PWM周期，以确定该PWM周期上具有选定样本值的样本数量(N_high)以及在输入PWM信号102的该PWM周期上获取的样本总数(N_total)，正如以上参照图2中的方框204、206和208所述的那样。
在方框406，滤波模块108利用N_high和N_total的值来确定PWM_Duty_Temp的值。举例来说，在一个实施例中，PWM_Duty_Temp的值被计算为输出PWM信号104的占空比和PWM步长范围(R)的乘积，也就是说PWM_Duty_Temp＝R＊(N_high/N_total)。在方框408，滤波模块108确定数值PWM_Duty_Temp(也就是采样PWM周期的测量占空比)与PWM_Duty0(也就是来自先前采样PWM周期的历史占空比)之间的差是否大于或等于预定的变动阈值。预定的变动阈值可以被选择为通过根据每PWM周期的期望样本总数、PWM步长范围(R)等的一者或多者计算变动阈值，来补偿以上在图3中所述的两个潜在的采样误差。在至少一个实施例中，用于PWM_Duty_Temp和PWM_Duty0的值被保存为十进制数以使变动阈值也可以实现为十进制数，从而根据需要允许更宽或更窄的变动阈值。举例来说，变动阈值也可以根据用于计算PWM_Duty_Temp的数值的特定期望范围以及滤波模块108的期望灵敏度而被设定为例如0.25、0.5、1.0、1.5或2.0中的任意一个。
在PWM_Duty_Temp和PWM_Duty0之间的差超过变动阈值的情况下，滤波模块108就在方框410将PWM_Duty_Final设定为PWM_Duty_Temp的整数表达并将PWM_Duty0设定为PWM_Duty_Temp以使当前的PWM_Duty_Temp被用作供下一个采样PWM周期使用的历史PWM占空值。否则，如果PWM_Duty_Temp和PWM_Duty0之间的差并未超过变动阈值，那么滤波模块108就在方框412将PWM_Duty_Final设定为历史PWM占空比(PWM_Duty0)的整数表达。
方框404-412的采样处理随后可以针对输入PWM信号102的下一个PWM周期重复进行。并行地，来自采样PWM周期的PWM_Duty_Final值被提供给PWM发生器模块110作为滤波的PWM参数128。在方框414，PWM发生器模块110利用占空值PWM_Duty_Final生成输出PWM信号104的对应PWM周期，以控制生成PWM周期的占空比，正如以下参照图5详细介绍的那样。随后在方框416，具有生成PWM周期的输出PWM信号104即可被提供给目的地模块用于驱动或以其他方式控制目的地模块的操作，例如使用输出PWM信号104来驱动电机或者激活/停用显示器中的LED。
图5根据本公开的至少一个实施例示出了用于生成第一PWM周期为高电平的输出PWM信号104的PWM发生器模块110的一种示例性实施方式。可以使用类似的结构以利用本文中提供的指引来生成低电平的第一PWM周期。在图示的示例中，PWM发生器模块110包括输出驱动器502、数字比较器504和506、寄存器508和510以及计数器512。寄存器508存储输出的PWM步长范围值R(例如对于8位PWM步长分辨率来说是255)，并且寄存器510存储如上所述根据滤波PWM参数128确定的占空值PWM_Duty(或PWM_Duty_Final)。计数器512包括用于接收发生时钟124(具有频率f3)的时钟输入端、用于接收复位信号514的复位输入端以及用于提供计数516的输出端，由此计数器512被设置为响应于复位信号516的声明将计数516初始化为零，并随后对发生时钟124的每一个周期都增加计数516，直到下一次复位事件为止。数字比较器504包括用于接收来自寄存器508的PWM步长范围值R的输入端、用于接收计数516的输入端以及用于提供复位信号514的输出端，其中数字比较器504在计数516达到PWM步长范围值R时声明复位信号514，并且否则就在计数516小于PWM步长范围值R时保持复位信号514处于未声明状态。数字比较器506包括用于接收计数516的输入端、用于接收来自寄存器510的占空值PWM_Duty的输入端以及用于提供高/低信号518的输出端，由此数字比较器506就在计数516小于或等于占空值PWM_Duty时声明高/低信号518，并且否则就在计数516大于占空值PWM_Duty时保持高/低信号518处于未声明状态。驱动器502包括用于接收高/低信号518的输入端以及用于提供输出PWM信号104的输出端，由此驱动器502在高/低信号518被声明时将输出PWM信号104拉至高电平(例如拉至参考电压VDD)，并且否则就在高/低信号518未声明时将输出PWM信号104拉至低电平(例如接地或拉至参考电压VSS)。
图6和图7示出了图1中的PWM频率转换器用于在具有多个LED串的发光二极管(LED)系统中进行动态电源管理的示例性实施方式。如本文中所用的术语“LED串”是指串联连接的一个或多个LED的组。LED串的“头端”是LED串中接收驱动电压/电流的末端或部分，而LED串的“尾端”则是LED串中相对的末端或部分。如本文中所用的术语“尾端电压”是指在LED串尾端的电压或其表达(例如分压表达、放大表达等)。术语“LED串的子集”是指一个或多个LED串。
图6根据本发明的至少一个实施例示出了具有动态电源管理的LED系统600。在图示的示例中，LED系统600包括LED面板602和LED驱动器604。LED面板602包括多个LED串(例如LED串605、606、607和608)。每一个LED串都包括串联连接的一个或多个LED 609。LED 609可以包括例如白色LED、红绿蓝(RGB)LED、有机LED(OLED)等。每一个LED串均由在LED串头端处通过电压总线610(例如导电迹线、导线等)从LED驱动器604的电压源612接收的可调节电压VOUT驱动。在图6的实施例中，电压源612被实施为设置用于利用提供的输入电压驱动输出电压VOUT的升压转换器。
LED驱动器604包括设置用于根据LED串605-608尾端处的尾端电压控制电压源612的反馈控制器614。LED驱动器604在一个实施例中接收表示LED串605-608中哪一个被激活以及处于对应的脉宽调制(PWM)周期期间的什么时刻的显示数据，并且LED驱动器604被设置用于根据显示数据在其相应PWM周期中适当的时刻整体或单独地激活LED串605-608。
反馈控制器614在一个实施例中包括多个电流调节器(例如电流调节器615、616、617和618)、模拟串选择模块620、ADC 622、代码处理模块624、可控数字模拟转换器(DAC)626、误差放大器628以及数据/时序控制器630。数据/时序控制器630包括PWM频率转换器632(对应于图1中的PWM频率转换器100)。
在图6的示例中，电流调节器615被设置用于在激活时将流过LED串605的电流I1保持为固定电流(例如30mA)或者接近于固定电流。类似地，电流调节器616、617和618分别被设置用于在激活时将流过LED串606、607和608的电流I2、I3和I4保持为或者接近于固定电流。
电流调节器通常在电流调节器的输入为非零电压时工作更加有效，以便适应经常由电流调节器的电流调节处理导致的输入电压的变化。这种缓冲电压经常被称作电流调节器的“净空”。由于电流调节器615-618分别被连接至LED串605-608的尾端，因此LED串605-608的尾端电压就代表了在对应的电流调节器615-618处可用的净空量。但是，超出电流调节器用途所必需的净空会导致电流调节器不必要的功耗。因此，正如本文中更详细介绍的那样，LED系统600利用提供动态净空控制的技术以将激活LED串的最小尾端电压保持为或者接近于预定的阈值电压，由此将电流调节器615-618的最低净空保持为或者接近于预定的阈值电压。阈值电压可以表示对于在允许电流调节器615-618的准确电流调节的充分净空的需求以及通过降低电流调节器615-618处的过量净空而减小功耗的优点之间确定的平衡。
数据/时序控制器630接收提供用于控制LED串605-608的输入PWM信号633。通常，该输入PWM信号633具有小于20kHz的频率，并且因此如果是用于直接驱动电流调节器615-618就可以被观看者听到，并且更容易在电压VOUT中引起波动。因此，PWM频率转换器632利用上述的处理将输入的PWM信号633转化为更高的频率同时保持原始的占空比。得到的PWM信号634随后被提供作为用于电流调节器615-618的控制信号以在它们各自的PWM周期的对应部分期间控制哪一个LED串605-608有效。
模拟串选择模块620包括耦合至LED串605-608尾端以分别接收LED串605-608的尾端电压VT1，VT2，VT3和VT4的多个尾端输入，以及用于提供表示LED串605-608在检测时段的任意指定时刻的最小尾端电压VTmin的输出。在一个实施例中，模拟串选择模块620被实施为具有连接至LED串605-608尾端的多个输入以及用于提供模拟信号632的输出的二极管式或(OR)电路。
ADC 622被设置用于在一个或多个对应的采样点生成表示模拟信号632电压的一个或多个数字编码值COUT。编码处理模块624包括用于接收一个或多个编码值COUT的输入端以及用于根据用于指定检测时段的接收编码值COUT的最小值或者来自先前检测时段的用于Creg的先前值来提供编码值Creg的输出端。由于编码值COUT表示在用于所有LED串605-608的检测时段(例如PWM周期、显示帧周期等)期间出现的最小尾端电压，因此编码处理模块624在一个实施例中将编码值COUT与阈值Cthresh相比较并根据该比较来生成编码值Creg。编码处理模块624可以被实施为硬件、由一个或多个处理器执行的软件或其组合。举例来说，编码处理模块624可以被实施为基于逻辑的硬件状态机、由处理器执行的软件等。
控制DAC 626包括用于接收编码值Creg的输入端以及提供表示编码值Creg的调制电压Vreg的输出端。调制电压Vreg被提供给误差放大器628。误差放大器628还接收表示输出电压VOUT的反馈电压Vfb。在图示的实施例中，分压器640被用于由输出电压VOUT生成电压Vfb。误差放大器628比较电压Vfb和电压Vreg，并且根据该比较来设置信号ADJ。电压源612接收信号ADJ并根据信号ADJ的幅值来调节输出电压VOUT。
图7示出了图6的LED系统600中的反馈控制器的一种可选实施方式。与图6中所述在任意指定时刻利用单个ADC来转换多个LED串的最小尾端电压不同，图7中示出的LED系统700对每一个LED串都使用一个ADC。因此，图7中的LED驱动器704包括多个ADC 715，716，717和718以及数字最小选择模块720。ADC 715包括耦合至LED串605尾端的输入端以及在对应采样点处提供表示LED串605尾端电压的一个或多个编码值C1。ADC 716-718被类似地关于LED串606-608设置以分别生成一个或多个编码值C2，C3和C4用于对应的一个或多个采样点。在检测时段结束时，数字最小选择模块720识别出接收到的编码值中的最小值并将该最小值作为编码值COUT向前输送以由编码处理模块624如上所述地进行处理。
由于在每一个LED串的LED 609的正向电压偏置中的静态偏差并且由于在LED 609的开/关循环中的动态偏差，因此在LED系统600和700内的每一个LED串605-608两端的压降之间可能有明显的变化。因此，准确操作LED串605-1108所需的偏置电压可以有明显的不同。但是，与常规LED驱动器中采用的驱动明显高于最小压降所需的固定输出电压VOUT不同，图6中示出的LED驱动器604利用了允许调节输出电压VOUT的反馈机制以在LED串605-608两端的压降存在变化的情况下降低或者最小化LED驱动器604的功耗。而且，通过将输入PWM信号633的频率转化为更高的频率，LED驱动器604和704就能够在输出电压VOUT下经历更低的压降并且以观看者无法察觉的频率来操作电流调节器615-618。而且，通过使用上述基于历史的滤波处理以根据采样的输入PWM周期确定代表性的占空比，由于输出PWM信号634占空比的意外跳变而造成的LED串605-608的闪烁即可被最小化或得以避免。
在一种接收第一PWM信号并输出具有与第一PWM信号不同的频率的第二PWM信号的脉宽调制(PWM)频率转换器中，提供了一种方法。在一种应用中，所述方法包括采样第一PWM信号的第一PWM周期以生成一个或多个PWM参数的第一集合并且根据预定的变动阈值滤波一个或多个PWM参数的第一集合以生成一个或多个PWM参数的第二集合。所述方法进一步包括根据一个或多个PWM参数的第二集合生成用于第二PWM信号的第二PWM周期。在一个实施例中，生成第二PWM周期包括利用一个或多个PWM参数的第二集合确定第一PWM周期的占空比以及生成第二PWM周期从而使占空比基本等于确定用于第一PWM周期的占空比。
根据一种应用，采样第一PWM周期包括采样第一PWM周期以确定一个或多个PWM参数的第一集合中的第一值和第二值，第一值表示具有用于第一PWM周期的选定样本值的样本数量，而第二值表示用于第一PWM周期的样本总数。在此情况下，滤波一个或多个PWM参数的第一集合以生成一个或多个PWM参数的第二集合可以包括根据由预定变动阈值确定的变动阈值范围来滤波第一值以生成一个或多个PWM参数的第二集合中的第三值以及根据变动阈值范围来滤波第二值以生成一个或多个PWM参数的第二集合中的第四值。生成第二PWM周期因此可以包括根据第二PWM信号的PWM步长范围以及第三值和第四值之比来确定占空值并根据占空值来生成第二PWM周期。在一个实施例中，所述方法进一步包括设置采样频率以使PWM步长范围与预定变动阈值和第二值之比的截尾或四舍五入乘积不大于第二PWM信号的PWM步长分辨率的一个最低有效位(LSB)。而且，根据占空值生成第二PWM周期可以包括对于第一时段将第二PWM信号驱动到第一状态，第一时段具有与占空值相等的多个发生时钟周期；以及对于第二时段将第二PWM信号驱动到第二状态，第二时段具有与PWM步长范围和占空值之间的差相等的多个发生时钟周期，其中第二时段领先或滞后于第一时段。
在一个实施例中，根据变动阈值范围来滤波第一值以生成第三值包括：响应于确定第一值和第五值之间的差大于或等于预定变动阈值而将第三值设定为等于第一值，其中第五值表示在第一PWM周期之前出现的具有对于第一PWM信号的PWM周期的选定样本值的样本数量；以及响应于确定第一值和第五值之间的差小于预定变动阈值而将第三值设定为等于第五值。在此情况下，根据变动阈值范围来滤波第二值以生成第四值可以包括：响应于确定第二值和第六值之间的差大于或等于预定变动阈值而将第四值设定为等于第二值，其中第六值表示在第一PWM周期之前出现的对于第一PWM信号的PWM周期的样本总数；以及响应于确定第二值和第六值之间的差小于预定变动阈值而将第四值设定为等于第六值。
在另一个实施例中，采样第一PWM周期包括采样第一PWM周期以确定一个或多个PWM参数的第一集合中的第一值和第二值，第一值表示具有用于第一PWM周期的选定样本值的样本数量，而第二值表示用于第一PWM周期的样本总数。在该实施例中，滤波一个或多个PWM参数的第一集合以生成一个或多个PWM参数的第二集合可以包括：根据第一值和第二值之比确定第一占空值；以及根据由预定变动阈值确定的变动阈值范围来滤波第一占空值以生成一个或多个PWM参数的第二集合中的第二占空值。根据变动阈值范围来滤波第一占空值以生成第二值可以包括：响应于确定第一占空值和第三值之间的差大于或等于预定变动阈值而将第二值设定为等于第一值，其中第三占空值表示第一PWM信号在第一PWM周期之前出现的PWM周期的PWM占空比；以及响应于确定第一占空值和第三占空值之间的差小于预定变动阈值而将第二占空值设定为等于第三占空值。
根据另一种应用，提供了一种脉宽调制(PWM)频率转换器。所述PWM频率转换器具有用于接收第一PWM信号的输入端和用于提供具有与第一PWM信号不同的频率的第二PWM信号的输出端。所述PWM频率转换器进一步包括：采样模块，用于采样第一PWM信号的第一PWM周期以生成一个或多个PWM参数的第一集合；滤波模块，用于根据预定的变动阈值滤波一个或多个PWM参数的第一集合以生成一个或多个PWM参数的第二集合；以及PWM发生器模块，用于根据一个或多个PWM参数的第二集合生成用于第二PWM信号的第二PWM周期。
根据再一种应用，在一种接收第一PWM信号并输出具有比第一PWM信号更高频率的第二PWM信号的脉宽调制(PWM)频率转换器中，提供了一种方法。所述方法包括：采样第一PWM信号的第一PWM周期以确定第一值和第二值，第一值表示具有用于第一PWM周期的选定样本值的样本数量，而第二值表示用于第一PWM周期的样本总数；以及采样第一PWM信号在第一PWM周期之后发生的第二PWM周期以确定第三值和第四值，第三值表示具有用于第二PWM周期的选定样本值的样本数量，而第四值表示用于第二PWM周期的样本总数。所述方法进一步包括根据第一值和预定的变动阈值滤波第三值以生成第五值以及根据第二值和预定的变动阈值滤波第四值以生成第六值。所述方法另外包括根据第五值和第六值生成第二PWM信号的PWM周期。
在一个实施例中，生成第二PWM信号的PWM周期包括：根据第二PWM信号的PWM步长范围以及第五值和第六值之比来确定占空值；以及根据占空值来生成用于第二PWM信号的PWM周期。而且，滤波第三值以生成第五值可以包括：响应于确定第三值和第一值之间的差大于或等于预定变动阈值而将第五值设定为等于第三值；以及响应于确定第三值和第一值之间的差小于预定变动阈值而将第五值设定为等于第一值。滤波第四值以生成第六值可以包括：响应于确定第四值和第二值之间的差大于或等于预定变动阈值而将第六值设定为等于第四值；以及响应于确定第四值和第二值之间的差小于预定变动阈值而将第六值设定为等于第二值。
如本文中所用的术语“另一个”被定义为至少有第二个或者有多个。如本文中所用的术语“包括”、“具有”或其任意变形被定义为包含。如本文中所用的术语“耦合”参照电子-光学技术被定义为连接，不过不一定是直接连接，并且也不一定是机械连接。
通过研究说明书并实践本文中公开的发明内容，本公开其他的实施例、用途和优点对于本领域技术人员来说都将是显而易见的。说明书和附图应该被认为仅仅是示意性的，并且本公开的保护范围由此应该被理解为仅由所附权利要求及其等价形式限定。

Claims (20)

1.一种在脉宽调制PWM频率转换器中使用的方法，所述PWM频率转换器接收第一PWM信号并输出频率与第一PWM信号不同的第二PWM信号，包括：
采样第一PWM信号的第一PWM周期以生成一个或多个PWM参数的第一集合；
根据预定的变动阈值滤波一个或多个PWM参数的第一集合以生成一个或多个PWM参数的第二集合；以及
根据一个或多个PWM参数的第二集合生成用于第二PWM信号的第二PWM周期。
2.如权利要求1所述的方法，其中生成第二PWM周期包括：
利用一个或多个PWM参数的第二集合确定第一PWM周期的占空比；以及
生成第二PWM周期以使占空比基本上等于为第一PWM周期确定的占空比。
3.如权利要求1所述的方法，其中：
采样第一PWM周期包括采样第一PWM周期以确定一个或多个PWM参数的第一集合中的第一值和第二值，第一值表示具有用于第一PWM周期的选定样本值的样本数量，而第二值表示用于第一PWM周期的样本总数；以及
滤波一个或多个PWM参数的第一集合以生成一个或多个PWM参数的第二集合包括：
根据由预定变动阈值确定的变动阈值范围来滤波第一值，以生成一个或多个PWM参数的第二集合中的第三值；以及
根据变动阈值范围来滤波第二值以生成一个或多个PWM参数的第二集合中的第四值。
4.如权利要求3所述的方法，其中生成第二PWM周期包括：
根据第二PWM信号的PWM步长范围以及第三值和第四值之比来确定占空值；以及
根据占空值来生成第二PWM周期。
5.如权利要求4所述的方法，进一步包括：
设置采样频率以使PWM步长范围与预定变动阈值和第二值之比的截尾或四舍五入的乘积不大于第二PWM信号的PWM步长分辨率的一个最低有效位LSB。
6.如权利要求4所述的方法，其中根据占空值生成第二PWM周期包括：
对第一时段将第二PWM信号驱动到第一状态，第一时段具有与占空值相等的多个发生时钟周期；以及
对第二时段将第二PWM信号驱动到第二状态，第二时段具有与PWM步长范围和占空值之间的差相等的多个发生时钟周期，其中第二时段领先或滞后于第一时段。
7.如权利要求3所述的方法，其中：
根据变动阈值范围来滤波第一值以生成第三值包括：
响应于确定第一值和第五值之间的差大于或等于预定变动阈值而将第三值设定为等于第一值，其中第五值表示在第一PWM周期之前出现的具有对于第一PWM信号的PWM周期的选定样本值的样本数量；以及
响应于确定第一值和第五值之间的差小于预定变动阈值而将第三值设定为等于第五值；以及
根据变动阈值范围来滤波第二值以生成第四值包括：
响应于确定第二值和第六值之间的差大于或等于预定变动阈值而将第四值设定为等于第二值，其中第六值表示在第一PWM周期之前出现的对于第一PWM信号的PWM周期的样本总数；以及
响应于确定第二值和第六值之间的差小于预定变动阈值而将第四值设定为等于第六值。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述预定变动阈值为三。
9.如权利要求1所述的方法，其中：
采样第一PWM周期包括采样第一PWM周期以确定一个或多个PWM参数的第一集合中的第一值和第二值，第一值表示具有对于第一PWM周期的选定样本值的样本数量，而第二值表示对于第一PWM周期的样本总数；以及
滤波一个或多个PWM参数的第一集合以生成一个或多个PWM参数的第二集合包括：
根据第一值和第二值之比确定第一占空值；以及
根据由预定变动阈值确定的变动阈值范围来滤波第一占空值，以生成一个或多个PWM参数的第二集合的第二占空值。
10.如权利要求9所述的方法，其中：
根据变动阈值范围来滤波第一占空值以生成第二值包括：
响应于确定第一占空值和第三值之间的差大于或等于预定变动阈值而将第二值设定为等于第一值，其中第三占空值表示在第一PWM周期之前出现的第一PWM信号的PWM周期的PWM占空比；以及
响应于确定第一占空值和第三占空值之间的差小于预定变动阈值而将第二占空值设定为等于第三占空值。
11.一种脉宽调制PWM频率转换器，具有用于接收第一PWM信号的输入端和用于提供频率与第一PWM信号不同的第二PWM信号的输出端，所述PWM频率转换器包括：
采样模块，用于采样第一PWM信号的第一PWM周期以生成一个或多个PWM参数的第一集合；
滤波模块，用于根据预定的变动阈值滤波一个或多个PWM参数的第一集合以生成一个或多个PWM参数的第二集合；以及
PWM发生器模块，用于根据一个或多个PWM参数的第二集合生成用于第二PWM信号的第二PWM周期。
12.如权利要求11所述的PWM频率转换器，其中所述PWM发生器模块通过以下操作生成第二PWM周期：
利用一个或多个PWM参数的第二集合确定第一PWM周期的占空比；以及
生成第二PWM周期以使占空比基本上等于为第一PWM周期确定的占空比。
13.如权利要求11所述的PWM频率转换器，其中：
采样模块用于通过采样第一PWM周期以确定一个或多个PWM参数的第一集合中的第一值和第二值而采样第一PWM周期，第一值表示具有对于第一PWM周期的选定样本值的样本数量，而第二值表示对于第一PWM周期的样本总数；以及
滤波模块用于通过以下操作滤波一个或多个PWM参数的第一集合以生成一个或多个PWM参数的第二集合：
根据由预定变动阈值确定的变动阈值范围来滤波第一值，以生成一个或多个PWM参数的第二集合中的第三值；以及
根据变动阈值范围来滤波第二值以生成一个或多个PWM参数的第二集合中的第四值。
14.如权利要求13所述的PWM频率转换器，其中所述PWM发生器模块用于通过以下操作来生成第二PWM周期：
根据第二PWM信号的PWM步长分辨率以及第三值和第四值之比来确定占空值；以及
根据占空值来生成第二PWM周期。
15.如权利要求14所述的PWM频率转换器，其中所述PWM发生器模块用于通过以下操作来根据占空值生成第二PWM周期：
对于第一时段将第二PWM信号驱动到第一状态，第一时段具有与占空值相等的多个发生时钟周期；以及
对于第二时段将第二PWM信号驱动到第二状态，第二时段具有与PWM步长分辨率和占空值之间的差相等的多个发生时钟周期，其中第二时段领先或滞后于第一时段。
16.如权利要求13所述的PWM频率转换器，其中：
滤波模块用于通过以下操作来滤波第一值以生成第三值：
响应于确定第一值和第五值之间的差大于或等于预定变动阈值而将第三值设定为等于第一值，其中第五值表示在第一PWM周期之前出现的具有对于第一PWM信号的PWM周期的选定样本值的样本数量；以及
响应于确定第一值和第五值之间的差小于预定变动阈值而将第三值设定为等于第五值；以及
滤波模块用于通过以下操作来根据变动阈值范围滤波第二值以生成第四值：
响应于确定第二值和第六值之间的差大于或等于预定变动阈值而将第四值设定为等于第二值，其中第六值表示在第一PWM周期之前出现的对于第一PWM信号的PWM周期的样本总数；以及
响应于确定第二值和第六值之间的差小于预定变动阈值而将第四值设定为等于第六值。
17.如权利要求11所述的PWM频率转换器，其中：
采样模块用于通过采样第一PWM周期以确定一个或多个PWM参数的第一集合中的第一值和第二值而采样第一PWM周期，第一值表示具有对于第一PWM周期的选定样本值的样本数量，而第二值表示对于第一PWM周期的样本总数；以及
滤波模块用于通过以下操作滤波一个或多个PWM参数的第一集合以生成一个或多个PWM参数的第二集合：
根据第一值和第二值之比确定第一占空值；以及
根据由预定变动阈值确定的变动阈值范围来滤波第一占空值以生成一个或多个PWM参数的第二集合中的第二占空值。
18.一种在脉宽调制PWM频率转换器中使用的方法，所述PWM频率转换器接收第一PWM信号并输出频率比第一PWM信号更高的第二PWM信号，所述方法包括：
采样第一PWM信号的第一PWM周期以确定第一值和第二值，第一值表示具有对于第一PWM周期的选定样本值的样本数量，而第二值表示对于第一PWM周期的样本总数；
采样第一PWM信号在第一PWM周期之后出现的第二PWM周期以确定第三值和第四值，第三值表示具有对于第二PWM周期的选定样本值的样本数量，而第四值表示对于第二PWM周期的样本总数；
根据第一值和预定的变动阈值滤波第三值以生成第五值；
根据第二值和预定的变动阈值滤波第四值以生成第六值；以及
根据第五值和第六值生成第二PWM信号的PWM周期。
19.如权利要求18所述方法，其中生成第二PWM信号的PWM周期包括：
根据第二PWM信号的PWM步长范围以及第五值和第六值之比来确定占空值；以及
根据占空值来生成用于第二PWM信号的PWM周期。
20.如权利要求18所述的方法，其中：
滤波第三值以生成第五值包括：
响应于确定第三值和第一值之间的差大于或等于预定变动阈值而将第五值设定为等于第三值；以及
响应于确定第三值和第一值之间的差小于预定变动阈值而将第五值设定为等于第一值；以及
滤波第四值以生成第六值包括：
响应于确定第四值和第二值之间的差大于或等于预定变动阈值而将第六值设定为等于第四值；以及
响应于确定第四值和第二值之间的差小于预定变动阈值而将第六值设定为等于第二值。
CN201080034626.4A 2009-08-07 2010-08-02 脉宽调制的频率转换 Expired - Fee Related CN102474244B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/537,443 2009-08-07
US12/537,443 US8228098B2 (en) 2009-08-07 2009-08-07 Pulse width modulation frequency conversion
PCT/US2010/044067 WO2011017245A2 (en) 2009-08-07 2010-08-02 Pulse width modulation frequency conversion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102474244A true CN102474244A (zh) 2012-05-23
CN102474244B CN102474244B (zh) 2014-09-10

Family

ID=43534361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080034626.4A Expired - Fee Related CN102474244B (zh) 2009-08-07 2010-08-02 脉宽调制的频率转换

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8228098B2 (zh)
EP (1) EP2462694B1 (zh)
JP (1) JP5737764B2 (zh)
CN (1) CN102474244B (zh)
WO (1) WO2011017245A2 (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103347332A (zh) * 2013-06-25 2013-10-09 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 信号处理方法及电路及带该电路的led调光电路
CN103456275A (zh) * 2012-05-29 2013-12-18 乐金显示有限公司 液晶显示装置的背光驱动器及其驱动方法
CN104853490A (zh) * 2015-05-14 2015-08-19 科博达技术有限公司 一种用于汽车照明系统的pwm信号滤波方法
WO2017028367A1 (zh) * 2015-08-20 2017-02-23 武汉华星光电技术有限公司 面板及电子装置
CN104272687B (zh) * 2012-03-07 2017-10-24 思睿逻辑国际半导体有限公司 信号转换系统及方法
CN108347236A (zh) * 2017-01-22 2018-07-31 长城汽车股份有限公司 Pwm信号转换方法和转换系统
CN109166518A (zh) * 2018-10-12 2019-01-08 中国科学院微电子研究所 列驱动器以及显示装置
CN109548252A (zh) * 2018-11-19 2019-03-29 广州腾龙电子塑胶科技有限公司 Pwm信号转换方法、装置、计算机设备及pwm信号转换器
WO2019061359A1 (zh) * 2017-09-29 2019-04-04 深圳市大疆灵眸科技有限公司 云台电机控制方法及相应的云台
CN112104292A (zh) * 2020-08-06 2020-12-18 深圳市杉川机器人有限公司 电机控制方法、装置、终端设备及存储介质
CN115642905A (zh) * 2022-12-22 2023-01-24 无锡麟聚半导体科技有限公司 一种pwm信号抗干扰电路及芯片

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8169161B2 (en) 2007-11-16 2012-05-01 Allegro Microsystems, Inc. Electronic circuits for driving series connected light emitting diode strings
US20110074301A1 (en) * 2009-09-30 2011-03-31 Dimitry Goder Pulse-Width Modulated Signal Generator for Light-Emitting Diode Dimming
TWI516167B (zh) * 2010-03-09 2016-01-01 群創光電股份有限公司 驅動裝置、發光二極體驅動裝置及其驅動方法
KR101133497B1 (ko) * 2010-04-30 2012-04-05 매그나칩 반도체 유한회사 백라이트용 ｌｅｄ 구동 회로 및 방법과 백라이트 구동장치
US8692482B2 (en) 2010-12-13 2014-04-08 Allegro Microsystems, Llc Circuitry to control a switching regulator
JP5478535B2 (ja) * 2011-02-22 2014-04-23 本田技研工業株式会社 モータ制御装置
US9155156B2 (en) 2011-07-06 2015-10-06 Allegro Microsystems, Llc Electronic circuits and techniques for improving a short duty cycle behavior of a DC-DC converter driving a load
US9265104B2 (en) * 2011-07-06 2016-02-16 Allegro Microsystems, Llc Electronic circuits and techniques for maintaining a consistent power delivered to a load
US8558497B2 (en) * 2011-07-15 2013-10-15 Cypress Semiconductor Corporation Reduced electromagnetic interference for pulse-width modulation
TWI444091B (zh) * 2011-08-12 2014-07-01 Raydium Semiconductor Corp 發光二極體驅動裝置
US8994277B2 (en) * 2011-08-30 2015-03-31 Novatek Microelectronics Corp. LED device, LED driving circuit and method
TWI457045B (zh) * 2011-08-30 2014-10-11 Novatek Microelectronics Corp 發光二極體裝置、發光二極體驅動電路及方法
US9105887B2 (en) * 2011-12-08 2015-08-11 GM Global Technology Operations LLC Anode injector control algorithm for a low frequency discrete output
JP6416077B2 (ja) 2012-03-20 2018-10-31 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 調整可能なコーナー周波数を有するｐｗｍデューティサイクルシンセサイザ及び方法
DE102012009856B3 (de) * 2012-05-21 2013-05-29 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt Antriebsanordnung
US8957607B2 (en) 2012-08-22 2015-02-17 Allergo Microsystems, LLC DC-DC converter using hysteretic control and associated methods
KR101397763B1 (ko) * 2012-12-11 2014-05-20 삼성전기주식회사 모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터
TWI478631B (zh) * 2012-12-27 2015-03-21 Princeton Technology Corp 發光二極體驅動電路及方法
US9939883B2 (en) 2012-12-27 2018-04-10 Nvidia Corporation Supply-voltage control for device power management
TWI478621B (zh) * 2012-12-27 2015-03-21 Princeton Technology Corp 驅動電路與驅動方法
US9602083B2 (en) 2013-07-03 2017-03-21 Nvidia Corporation Clock generation circuit that tracks critical path across process, voltage and temperature variation
US9766649B2 (en) 2013-07-22 2017-09-19 Nvidia Corporation Closed loop dynamic voltage and frequency scaling
US10466763B2 (en) * 2013-12-02 2019-11-05 Nvidia Corporation Dynamic voltage-frequency scaling to limit power transients
US9275584B2 (en) * 2014-01-17 2016-03-01 Getac Technology Corporation Brightness control apparatus and brightness control method
US9818337B2 (en) * 2014-07-24 2017-11-14 Sct Technology, Ltd. LED display control circuit with PWM circuit for driving a plurality of LED channels
US10123484B2 (en) * 2016-05-16 2018-11-13 Cnh Industrial America Llc Adjustable vanes for use in a cylindrical rotor cage of an agricultural harvester
US10243490B2 (en) * 2016-06-17 2019-03-26 Semiconductor Components Industries, Llc Controlling multiple facets of duty cycle response using a single motor integrated circuit pin
JP6460065B2 (ja) * 2016-08-25 2019-01-30 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP7027720B2 (ja) * 2017-08-07 2022-03-02 富士電機株式会社 電力変換装置
JP7139769B2 (ja) * 2017-10-13 2022-09-21 コニカミノルタ株式会社 検査装置及び画像形成装置並びに検査プログラム
US10432092B2 (en) * 2017-11-17 2019-10-01 Texas Instruments Incorporated Self-calibrated DC-DC converter
JP7006435B2 (ja) * 2018-03-26 2022-01-24 株式会社デンソーウェーブ 入出力装置
CN114420043B (zh) * 2022-01-27 2022-11-18 成都利普芯微电子有限公司 一种驱动电路、驱动芯片和显示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6545621B1 (en) * 2001-12-06 2003-04-08 Bei Sensors & Systems Company, Inc,. Digitally programmable pulse-width modulation (PWM) converter
CN101499791A (zh) * 2008-01-29 2009-08-05 力博特公司 一种pwm控制方法

Family Cites Families (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4162444A (en) * 1977-07-08 1979-07-24 Tuscan Corporation Peak level detector
JPS60158780A (ja) * 1984-01-27 1985-08-20 Sony Corp 表示装置
US4615029A (en) * 1984-12-03 1986-09-30 Texas Instruments Incorporated Ring transmission network for interfacing control functions between master and slave devices
US4686640A (en) * 1984-12-12 1987-08-11 Honeywell Inc. Programmable digital hysteresis circuit
FI73325C (fi) * 1985-03-05 1987-09-10 Elkoteade Ag Foerfarande foer alstring av individuellt reglerbara bildelement och pao dessa baserad faergdisplay.
JP2856744B2 (ja) * 1988-12-02 1999-02-10 株式会社東芝 ピーク検出回路
JPH0754335B2 (ja) * 1989-01-31 1995-06-07 富士通株式会社 ピーク値検出回路
US5508909A (en) * 1994-04-26 1996-04-16 Patriot Sensors And Controls Method and systems for use with an industrial controller
JP3027298B2 (ja) * 1994-05-31 2000-03-27 シャープ株式会社 バックライト制御機能付き液晶表示装置
US5668611A (en) * 1994-12-21 1997-09-16 Hughes Electronics Full color sequential image projection system incorporating pulse rate modulated illumination
JP3323101B2 (ja) * 1996-06-03 2002-09-09 セイコーインスツルメンツ株式会社 半導体集積回路装置
US5723950A (en) * 1996-06-10 1998-03-03 Motorola Pre-charge driver for light emitting devices and method
US5898329A (en) * 1996-12-31 1999-04-27 Stmicroelectronics, Inc. Programmable pulse width modulation circuit
US6281822B1 (en) * 1999-05-28 2001-08-28 Dot Wireless, Inc. Pulse density modulator with improved pulse distribution
US7176948B2 (en) * 2000-04-12 2007-02-13 Honeywell International Inc. Method, apparatus and computer program product for controlling LED backlights and for improved pulse width modulation resolution
US6937084B2 (en) * 2001-06-01 2005-08-30 Microchip Technology Incorporated Processor with dual-deadtime pulse width modulation generator
WO2003034383A2 (en) * 2001-10-19 2003-04-24 Clare Micronix Integrated Systems, Inc. Drive circuit for adaptive control of precharge current and method therefor
CN100339882C (zh) * 2002-03-28 2007-09-26 松下电器产业株式会社 液晶显示装置
JP4177022B2 (ja) * 2002-05-07 2008-11-05 ローム株式会社 発光素子駆動装置、及び発光素子を備えた電子機器
US7129910B2 (en) * 2002-07-10 2006-10-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Active display system and method with optical addressing
US6864641B2 (en) * 2003-02-20 2005-03-08 Visteon Global Technologies, Inc. Method and apparatus for controlling light emitting diodes
JP2004328713A (ja) * 2003-04-09 2004-11-18 Sharp Corp 波形整形方法、波形整形装置、電子機器、波形整形プログラムおよび記録媒体
US6836157B2 (en) * 2003-05-09 2004-12-28 Semtech Corporation Method and apparatus for driving LEDs
US6819577B1 (en) * 2003-05-19 2004-11-16 Texas Instruments Incorporated Distributing clock and programming phase shift in multiphase parallelable converters
TWI220333B (en) * 2003-06-12 2004-08-11 Delta Electronics Inc PWM buffer circuit for adjusting a frequency and a duty cycle of a PWM signal
JP4342262B2 (ja) * 2003-10-03 2009-10-14 アルエイド株式会社 Ｌｅｄ点灯制御装置、ｌｅｄ点灯制御方法
US6995592B2 (en) * 2003-11-06 2006-02-07 Stmicroelectronics Pvt. Ltd. Method and system for generating variable frequency cyclic waveforms using pulse width modulation
TWI264179B (en) * 2004-02-17 2006-10-11 Sunplus Technology Co Ltd Circuit and method for pulse width modulation
US7227317B2 (en) * 2004-06-10 2007-06-05 Atmel Corporation Method and system for enhanced dimming resolution in a light ballast through use of multiple control frequencies
JP4912597B2 (ja) * 2004-07-13 2012-04-11 パナソニック株式会社 液晶表示装置
US7332879B2 (en) * 2004-08-16 2008-02-19 Richtek Technology Corp. Control method and device for a power-converting module that drives a light-emitting component
US7376182B2 (en) * 2004-08-23 2008-05-20 Microchip Technology Incorporated Digital processor with pulse width modulation module having dynamically adjustable phase offset capability, high speed operation and simultaneous update of multiple pulse width modulation duty cycle registers
TWI254133B (en) * 2004-12-10 2006-05-01 Aopen Inc Method for detecting loading current of a load with a duty cycle signal of PWM controller
US7126397B1 (en) * 2004-12-30 2006-10-24 National Semiconductor Corporation Pulse width modulation carrier frequency technique
WO2006072996A1 (ja) * 2005-01-07 2006-07-13 Fujitsu Limited ノード設定装置、ネットワークシステム、ノード設定方法およびノード設定プログラム
US7288977B2 (en) * 2005-01-21 2007-10-30 Freescale Semiconductor, Inc. High resolution pulse width modulator
US20060186830A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-24 California Micro Devices Automatic voltage selection for series driven LEDs
US7262724B2 (en) * 2005-03-31 2007-08-28 Freescale Semiconductor, Inc. System and method for adjusting dynamic range of analog-to-digital converter
US7847783B2 (en) * 2005-10-11 2010-12-07 O2Micro International Limited Controller circuitry for light emitting diodes
KR101220520B1 (ko) * 2006-02-06 2013-01-10 삼성디스플레이 주식회사 광원 구동 방법 및 그 장치와 이를 갖는 액정 표시 장치
US20080048582A1 (en) * 2006-08-28 2008-02-28 Robinson Shane P Pwm method and apparatus, and light source driven thereby
US7733034B2 (en) * 2006-09-01 2010-06-08 Broadcom Corporation Single inductor serial-parallel LED driver
US20090135897A1 (en) * 2006-10-04 2009-05-28 Yasuhito Soma Semiconductor integrated circuit and electronic device
US7593243B2 (en) * 2006-10-09 2009-09-22 Honeywell International Inc. Intelligent method for DC bus voltage ripple compensation for power conversion units
WO2008124718A2 (en) 2007-04-10 2008-10-16 Lumination Llc Light emitting diode controller, methods of light emitting diode control, and components for same
WO2008144961A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Texas Instruments Incorporated Regulation for led strings
US7511545B1 (en) * 2007-09-13 2009-03-31 Delphi Technologies, Inc. Analog duty cycle replicating frequency converter for PWM signals
US8169161B2 (en) * 2007-11-16 2012-05-01 Allegro Microsystems, Inc. Electronic circuits for driving series connected light emitting diode strings
US20090187925A1 (en) * 2008-01-17 2009-07-23 Delta Electronic Inc. Driver that efficiently regulates current in a plurality of LED strings
US8106604B2 (en) * 2008-03-12 2012-01-31 Freescale Semiconductor, Inc. LED driver with dynamic power management
US7825610B2 (en) * 2008-03-12 2010-11-02 Freescale Semiconductor, Inc. LED driver with dynamic power management
US8115414B2 (en) * 2008-03-12 2012-02-14 Freescale Semiconductor, Inc. LED driver with segmented dynamic headroom control
US8035314B2 (en) * 2008-06-23 2011-10-11 Freescale Semiconductor, Inc. Method and device for LED channel managment in LED driver
US8279144B2 (en) * 2008-07-31 2012-10-02 Freescale Semiconductor, Inc. LED driver with frame-based dynamic power management
US8373643B2 (en) * 2008-10-03 2013-02-12 Freescale Semiconductor, Inc. Frequency synthesis and synchronization for LED drivers
US7800415B2 (en) * 2008-12-18 2010-09-21 Silicon Laboratories, Inc. Circuit device to produce an output signal including dither
US7741885B1 (en) * 2009-03-04 2010-06-22 Yazaki North America Frequency multiplier
US7843242B1 (en) * 2009-08-07 2010-11-30 Freescale Semiconductor, Inc. Phase-shifted pulse width modulation signal generation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6545621B1 (en) * 2001-12-06 2003-04-08 Bei Sensors & Systems Company, Inc,. Digitally programmable pulse-width modulation (PWM) converter
CN101499791A (zh) * 2008-01-29 2009-08-05 力博特公司 一种pwm控制方法

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104272687B (zh) * 2012-03-07 2017-10-24 思睿逻辑国际半导体有限公司 信号转换系统及方法
US9570018B2 (en) 2012-05-29 2017-02-14 Lg Display Co., Ltd. Backlight driver of liquid crystal display device and method for driving the same to maintain stability of the duty ratio of the PWM signal driving the backlight
CN103456275A (zh) * 2012-05-29 2013-12-18 乐金显示有限公司 液晶显示装置的背光驱动器及其驱动方法
KR101560240B1 (ko) 2012-05-29 2015-10-14 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 드라이버 및 그 구동 방법과 그를 이용한 액정 표시 장치
CN103456275B (zh) * 2012-05-29 2016-08-31 乐金显示有限公司 液晶显示装置的背光驱动器及其驱动方法
CN103347332B (zh) * 2013-06-25 2018-05-29 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 信号处理方法及电路及带该电路的led调光电路
CN103347332A (zh) * 2013-06-25 2013-10-09 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 信号处理方法及电路及带该电路的led调光电路
CN104853490A (zh) * 2015-05-14 2015-08-19 科博达技术有限公司 一种用于汽车照明系统的pwm信号滤波方法
WO2017028367A1 (zh) * 2015-08-20 2017-02-23 武汉华星光电技术有限公司 面板及电子装置
CN108347236A (zh) * 2017-01-22 2018-07-31 长城汽车股份有限公司 Pwm信号转换方法和转换系统
CN108347236B (zh) * 2017-01-22 2022-12-23 长城汽车股份有限公司 Pwm信号转换方法和转换系统
WO2019061359A1 (zh) * 2017-09-29 2019-04-04 深圳市大疆灵眸科技有限公司 云台电机控制方法及相应的云台
CN109166518A (zh) * 2018-10-12 2019-01-08 中国科学院微电子研究所 列驱动器以及显示装置
CN109548252A (zh) * 2018-11-19 2019-03-29 广州腾龙电子塑胶科技有限公司 Pwm信号转换方法、装置、计算机设备及pwm信号转换器
CN112104292A (zh) * 2020-08-06 2020-12-18 深圳市杉川机器人有限公司 电机控制方法、装置、终端设备及存储介质
CN112104292B (zh) * 2020-08-06 2022-07-22 深圳市杉川机器人有限公司 电机控制方法、装置、终端设备及存储介质
CN115642905A (zh) * 2022-12-22 2023-01-24 无锡麟聚半导体科技有限公司 一种pwm信号抗干扰电路及芯片

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011017245A2 (en) 2011-02-10
JP2013502194A (ja) 2013-01-17
EP2462694B1 (en) 2019-07-31
US20110032008A1 (en) 2011-02-10
EP2462694A2 (en) 2012-06-13
WO2011017245A3 (en) 2011-05-19
CN102474244B (zh) 2014-09-10
US8228098B2 (en) 2012-07-24
EP2462694A4 (en) 2017-12-27
JP5737764B2 (ja) 2015-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102474244B (zh) 脉宽调制的频率转换
EP2122831B1 (en) Digital double-loop output voltage regulation
US8305007B2 (en) Analog-to-digital converter with non-uniform accuracy
US8493003B2 (en) Serial cascade of minimium tail voltages of subsets of LED strings for dynamic power control in LED displays
JP2011515027A (ja) 動的に電力管理されるｌｅｄドライバ
US8593122B2 (en) Control method for high efficiency buck-boost power converter
US20090230874A1 (en) Led driver with segmented dynamic headroom control
US8710815B2 (en) Adjustable voltage regulator with dynamic voltage compensation
US8179051B2 (en) Serial configuration for dynamic power control in LED displays
US8237700B2 (en) Synchronized phase-shifted pulse width modulation signal generation
CN102026443B (zh) 平均电流调节器及其驱动电路与平均电流调节方法
JP6001658B2 (ja) コンバータのための一次電圧感知及び制御
US20150076999A1 (en) Modifying Duty Cycles of PWM Drive Signals to Compensate for LED Driver Mismatches in a Multi-Channel LED System
CN1834825A (zh) 数字双回路输出电压调节
KR20100008354A (ko) 부스트 조절기를 위한 과도 억제
CN1591263A (zh) 动态多相操作
CN102270430A (zh) 发光二极管驱动装置以及具备其的电子设备
KR20120015442A (ko) 디지털 변환을 사용한 피크 검출
CN104135151A (zh) 直流转直流转换控制器
US9013340B1 (en) Protection circuit for analog-to-digital converter, digital power supply, digital signal processing method, processing module, and circuit protection method
CN103165075A (zh) 发光二极管的驱动电路及其方法
CN109003581B (zh) 背光驱动控制方法及系统
US20120105024A1 (en) Feedback Regulating Circuit
US10686379B2 (en) Load current feedforward schemes for current-mode controlled power converters
CN102457186A (zh) 电流模式切换式电源供应器及其控制电路与控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Texas in the United States

Patentee after: NXP America Co Ltd

Address before: Texas in the United States

Patentee before: Fisical Semiconductor Inc.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140910

Termination date: 20190802

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee