CN104038029B - 占空比转换电路及转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种占空比转换电路及转换方法，当PWM信号为高电平时，用一充电电流给充电电容充电，当PWM信号为低电平时停止充电，并将充电电容上的电压转移至输出电容上转换得到模拟信号，然后将充电电容上的电量恢复至初始电压，依次循环，可以使每个周期的PWM信号在该周期结束之前转换成模拟信号，具有响应速度快，转换形成的模拟信号具有零阶保持等特性，不存在现有技术中转换电路由于滤波深度不够而造成纹波较大的问题，且本发明除去了传统转换电路中的大容量储能元件，有利于实现芯片的集成，减小电子装置的体积和降低制造成本，同时还能提高使用寿命。

Description

占空比转换电路及转换方法

技术领域

本发明涉及开关电源，尤其涉及一种占空比转换电路及转换方法。

背景技术

在开关电源中，控制电路的第一部分将输出电压或输出电流与锯齿波信号进行比较，从而产生具有占空比的PWM(脉宽调变，Pulse-Width Modulation)信号或PFM(脉波频率调变，Pulse Frequency Modulation)信号。控制电路的第二部分接收PWM信号或PFM信号作为输入信号，然后产生控制信号，用于切换功率级电路中的开关导通或断开。可以将控制电路的第二部分和功率级电路一起看作是占空比转换电路。该占空比转换电路将PWM信号或PFM信号转换成模拟信号，即开关电源的直流输出电压或直流输出电源。占空比转换电路广泛地用于各种模拟量测量仪表或负载驱动装置。在模拟量测量仪表中，例如需要将PWM信号转换成模拟电压或电流信号。在负载驱动装置中，例如需要根据外部输入的PWM信号调节通过负载的电压或电流。作为负载驱动装置，占空比转换电路可以实现发光二极管(LED)的模拟调光、散热风扇的模拟调速、或者放大器的功率调节等。

如图1a所示，传统的将占空比转换成模拟信号方法一般是利用滤波网络来实现的，即，PWM信号通过滤波网络实现模拟信号的输出。具体的，请参考图1b，图1b为现有技术采用滤波网络来实现占空比转换成模拟信号的转换电路，所述转换电路10包括充电控制开关S1、S2以及由电容C和电阻R构成的滤波电路(如图方框内所示)，充电控制开关S1的一端接一参考电压信号V_ref，另一端与电阻R相连，转移控制开关S2的一端与充电控制开关S1和电阻R相连处相连，转移控制开关S2的另一端接地，PWM信号作为该转换电路10的输入信号。当PWM信号为高电平时，充电控制开关S1导通，转移控制开关S2关断，参考电压信号V_ref通过充电控制开关S1、电阻R对电容C进行充电，当PWM信号为低电平时，电容C通过电阻R、转移控制开关S2对地放电，从而实现了将占空比为D的PWM信号转换成模拟信号V_out输出，其中V_out＝V_ref×D。

然而，类似现有技术这种通过滤波网络实现的占空比—模拟信号转换电路均存在一个问题，即转换的响应速度和输出纹波的问题无法同时解决。原因在于，只有在电阻R和电容C的时间常数远大于PWM信号的频率时，才能保证输出的模拟信号近似为直流信号，即解决了输出纹波大的问题，然而却由于电阻R和电容C的时间常数非常大，又会引起转换电路的响应速度慢的问题，两者无法兼顾，并且大容值的电容还会增加转换电路的体积和制造成本，同时还会降低转换电路的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种占空比转换电路及转换方法，以使PWM信号到模拟信号的转换具有非常快的响应速度，并且转换形成的模拟信号具有零阶保持特性，能够解决纹波问题大的问题。

第一方面，本发明提出了一种占空比转换电路，用于将PWM信号转换成模拟信号，所述占空比转换电路包括充电电路、充电电容、转移电路、输出电容和放电电路；

在所述PWM信号的各周期中，当所述PWM信号为高电平时，所述充电电路输出一充电电流对所述充电电容充电；

当所述PWM信号为低电平时，所述充电电流停止对所述充电电容充电，并在转移时间段内，使所述充电电容上的电压通过所述转移电路输出至所述输出电容上，在放电时间段内，所述充电电容通过所述放电电路放电，以将所述充电电容上的电压降低至初始电压；

所述转移时间段与所述放电时间段均为所述PWM信号为低电平期间内的时间段，且所述放电时间段在所述转移时间段之后发生；

所述输出电容上的电压为所述占空比转换电路输出的模拟信号。

进一步的，在所述的占空比转换电路中，所述充电电路包括一受控电流源，当所述PWM信号为高电平时，所述受控电流源向所述充电电容输出所述充电电流，当所述PWM信号为低电平时，所述受控电流源无充电电流输出。

进一步的，在所述的占空比转换电路中，所述充电电路包括一电流源和充电控制开关，所述电流源的输出电流为所述充放电电流，所述充电控制开关连接在所述电流源和所述充电电容之间，当所述PWM信号为高电平时，所述充电电流通过所述充电控制开关对所述充电电容充电。

进一步的，在所述的占空比转换电路中，所述电流源为受控电流源，当所述PWM信号为高电平时，所述受控电流源输出所述充电电流，当所述PWM信号为低电平时，所述受控电流源无电流输出。

进一步的，在所述的占空比转换电路中，所述转移电路包括转移控制开关，在所述转移时间段内，所述充电电容上的电压通过所述转移控制开关输出到所述输出电容上。

进一步的，在所述的占空比转换电路中，所述放电电路包括放电控制开关，所述放电时间段内，所述充电电容通过所述放电控制开关放电，使所述充电电容上的电压降为初始电压。

进一步的，在所述的占空比转换电路中，所述充电控制开关包括第一充电控制开关和第二充电控制开关，所述充电电容包括第一充电电容和第二充电电容，所述转移电路包括第一转移控制开关和第二转移控制开关，所述放电控制电路包括第一放电控制开关和第二放电控制开关；

在所述PWM信号相邻的两个周期中，前一个周期内的所述转移时间段和所述放电时间段分别为第一转移时间段和第一放电时间段，后一个周期内的所述转移时间段和所述放电时间段分别为第二转移时间段和第二放电时间段；

在前一个周期中，所述充电电流通过所述第一充电控制开关对所述第一充电电容充电，且在所述第一转移时间段内，所述第一充电电容上的电压通过所述第一转移控制开关输出到所述输出电容上，在第一放电时间段内，所述第一充电电容上的电压通过所述第一放电开关放电，以将所述第一充电电容上的电压降低至初始电压；

在后一个周期中，所述充电电流通过所述第二充电控制开关对所述第二充电电容充电，且在所述第二转移时间段内，所述第二充电电容上的电压通过所述第二转移控制开关输出到所述输出电容上，在第二放电时间段内，所述第二充电电容上的电压通过所述第二放电开关放电，以将所述第二充电电容上的电压降低至初始电压。

进一步的，在所述的占空比转换电路中，所述转移电路还包括电压跟随器，所述电压跟随器位于所述充电电容和输出电容之间，使在所述转移时间段内，所述输出电容上的电压等于所述充电电容上的电压。

进一步的，在所述的占空比转换电路中，所述充电电流为一恒流。

第二方面，本发明提出了一种占空比转换方法，用于将PWM信号转换成模拟信号，所述方法包括步骤：

在所述PWM信号的各周期中，当所述PWM信号为高电平时，用一电流给充电电容充电；

当所述PWM信号为低电平时，停止对所述充电电容充电；

在所述PWM信号为低电平之后，将所述充电电容上的电压转移输出到输出电容上，所述输出电容上的电压为所述模拟信号；

当完成所述充电电容上的电压转移输出到所述输出电容之后，将所述充电电容上的电压恢复为初始电压。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：当PWM信号为高电平时，用一充电电流给充电电容充电，当PWM信号为低电平时停止充电，并将充电电容上的电压转移至输出电容上转换得到模拟信号，然后将充电电容上的电量恢复至初始电压，依次循环，可以使每个周期的PWM信号在该周期结束之前转换成模拟信号，响应速度快，转换形成的模拟信号具有零阶保持特性，不存在现有技术中转换电路由于滤波深度不够而造成纹波较大的问题，且本发明除去了传统转换电路中的大容量储能元件，有利于实现芯片的集成，减小电子装置的体积和降低制造成本，同时还能提高使用寿命。

附图说明

图1a为现有技术中将占空比信号转换成模拟信号的方框图；

图1b为现有技术中将占空比信号转换成模拟信号的电路结构示意图；

图2为本发明实施例一中占空比转换电路的原理图；

图3为本发明实施例二中占空比转换电路的电路示意图；

图4为本发明实施例三中占空比转换电路的电路示意图；

图5为本发明实施例四中占空比转换电路的电路示意图；

图6为本发明实施例二、三和四中占空比转换电路工作波形图；

图7为本发明实施例五中占空比转换电路的电路示意图；

图8为本发明实施例五中占空比转换电路工作波形图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的占空比转换电路及转换方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

请参考图2，在本实施例中，提出了一种占空比转换电路100，用于将PWM信号转化成模拟信号。具体的，所述占空比转换电路100包括充电电路01、充电电容02、转移电路03、输出电容04和放电电路05。

在各个PWM信号的周期中，当所述PWM信号为高电平时，所述充电电路01输出一充电电流对所述充电电容02充电；

当所述PWM信号为低电平时所述充电电流停止对所述充电电容02充电，并在转移时间段内，使所述充电电容02上的电压通过所述转移电路03输出至所述输出电容04上；在放电时间段内，所述充电电容02通过所述放电电路05放电，以将所述充电电容02上的电压降低至初始电压。这里的初始电压是指在进行占空比转换前，充电电容02上的初始电压，若充电电容02接地，则其初始电压为零，若充电电容02上在进行占空比转换之前已存在一电压，则该电压即为初始电压。

所述转移时间段与所述放电时间段均为所述PWM信号为低电平期间内的时间段，且所述放电时间段在所述转移时间段之后发生。也就是说在充电电流停止给充电电容02充电后到PWM信号变成高电平信号之前的一个时间段内，所述转移电路会导通，使充电电容02上的电压通过转移电路03转移输出至所述输出电容04上，这个时间就为所述的转移时间段，所述转移电路03在其它时间段内断开；在充电电容02上的电压通过转移电路03转移输出至所述输出电容04上后，也就是转移时间段完成后到PWM信号变成高电平信号之前的一个时间段内，所述放电电路05会导通，使所述充电电容02上的电压降低为其初始电压，这个时间段就是所述的放电时间段。在每一个周期中的PWM信号为低电平期间，所述放电时间段在所述转移时间段之后发生。

通过上述转换过程使所述输出电容04上所获得的电压即为所述占空比转换电路输出的模拟信号，也就是将所述的PWM信号转换而成的模拟信号。

如本发明实施例一所述的占空比转换电路100可以实现：当PWM信号为高电平时，用一充电电流给充电电容充电，当PWM信号为低电平时停止充电，并将充电电容上的电压转移至输出电容上转换得到模拟信号，然后将充电电容上的电量恢复至初始电压，依次循环，可以使每个周期的PWM信号在该周期结束之前转换成模拟信号，可见，在下一个PWM高电平信号到来之前，本发明提出的占空比转换电路100已经实现充电、转移及放电等功能，因此，其具有响应速度快的优点，并且输出电容04的电压与充电电容02的电压基本一致，因此使转换形成的模拟信号具有零阶保持特性，不存在现有技术中转换电路由于滤波深度不够而造成纹波较大的问题，且本发明只需一个电流源、两个电容及若干开关即可实现转换功能，因此除去了传统转换电路中的大容量储能元件，有利于实现芯片的集成，减小电子装置的体积和降低制造成本，同时还能提高使用寿命。

实施例二

请参考图3，在本实施例中，提出了一种实施例一的优化占空比转换电路200。具体的，所述充电电路01包括受控电流源A，具体的受控电流源A为一由PWM信号控制的压控电流源，当PWM信号为高电平时，使一个电压V_PWM控制所述受控电流源A向所述充电电容02输出一充电电流I₁，当所述PWM信号为低电平时，无电压V_PWM控制受控电流源A，则所述受控电流源A无充电电流I₁输出。

为了能确保充电过程的稳定性和准确性，本实施例的充电电路还包括充电控制开关，所述充电控制开关与所述受控电流源A串联连接。具体的，在本实施例中所述的充电控制开关包括充电控制开关S1，充电控制开关S1的导通和关断由需要被转换的PWM信号控制，当所述PWM信号为高电平时，S1导通，所述充电电流I₁通过所述充电控制开关对所述充电电容02充电，当所述PWM信号为低电平时，S1关断，使所述充电电流I₁停止对所述充电电容02充电。在其它实施例中，充电电容02可以仅包括上述所述的受控电流源，即无需设置充电控制开关。

在本实施例中，所述充电电容02包括电容C1，电容C1的一端与所述充电电容02的电流输出端相连，在本实施例中为与充电控制开关S1的一端相连，电容C1的另一端接地，即电容C1在进行占空比转换前的初始电压为零。

所述转移电路03可以但不局限于包括转移控制开关，在本实施例中，所述转移电路包括转移控制开关，所述转移控制开关包括转移控制开关S2，转移控制开关S2的一端与电容C1的非接地端相连，另一端与输出电容04(即图中电容C2)相连。转移控制开关S2在所述的转移时间段内导通，即在充电电流I₁停止为电容C1充电后到PWM信号变为高电平之前的一个时间段内导通，使电容C1上的电压通过转移控制开关输出到所述输出电容04上。

所述输出电容04包括电容C2，电容C2的一端与转移电路03的输出端相连，在本实施例中为与转移控制开关S2的一端相连，电容C2的另一端接地。

所述放电电路05可以但不局限于包括放电控制开关，在本实施例中，所述放电电路包括放电控制开关，所述放电控制开关包括放电控制开关S3，放电控制开关S3的一端与充电电容02的非接地端相连，另一端接地，在所述放电时间段内，即在转移时间断结束到PWM信号变为高电平之前的时间段内，放电控制开关S3导通，充电电容02通过放电控制开关放电，使充电电容02上的电压降为零。

在本实施例中，最佳的，使输出电容04的容值远远小于充电电容02的容值，则充电电容02和输出电容04并联后的电压与并联前充电电容02上的电压接近，即输出电容04的电压在转移时间段内几乎等于并联前一刻充电电容02上的电压，从而实现了将充电电容02上的电压转移输出到输出电容04上。

则所述输出电容04上的电压即为由所述的PWM信号转换成的模拟信号，V_c2(k)为经过k个PWM信号周期转换时输出电容04上的电压，即由第k-1个周期的PWM信号转换输出的模拟信号，其大小可以由下列式子得到：

$V_{C2}\left(k\right)=\frac{D_{k-1}\·V_{\mathrm{PWM}}\·g_m\·T_{\mathrm{PWM}}}{C}$

其中，D_k-1为所述PWM信号的第k-1个周期的占空比，即第k-1个高电平信号所持续的时间，V_PWM为受控电流源的受控电压，g_m为压控电流源A的转移电导，V_PWM和g_m的乘积为压控电流源A的输出电流值，T_PWM为PWM信号的周期，C为电容的容值。

实施例三

在本实施例中，提出了另一种实施例一的优化占空比转换电路300，具体的，请参考图4，本实施例与实施例二不同的仅为充电电路01的组成不同，其它部分均与实施例二的相同，在此不再重复说明。在本实施例中，所述充电电路01包括电流源和充电控制开关，具体的电流源可以为一恒流电流源或其它任意形式的电流源，在本实施例中，所述的电流源为恒流源A，用于输出恒定的充电电流I₁，充电控制开关包括充电控制开关S1，充电控制开关S1的一端与恒流源A相连，另一端与充电电容02相连，充电控制开关S1的导通和关断由所述的PWM信号控制。当所述PWM信号为高电平时，充电控制开关S1导通，恒流源A输出的充电电流I₁通过充电控制开关对充电电容02充电，当所述PWM信号为低电平时，充电控制开关S1关断，使恒流源A输出的充电电流I₁停止对充电电容02充电。在本实施例中，由第k-1个周期的PWM信号转换输出的模拟信号V_c2(k)的大小可以有下列式子得出：

$V_{C2}\left(k\right)=\frac{D_{k-1}\·I_1\·T_{\mathrm{PWM}}}{C};$

其中，D_k-1为PWM信号的第k-1个周期的占空比，即第k-1个高电平信号所持续的时间，I₁为恒流电流源输出的充电电流，T_PWM为PWM信号的周期，C为充电电容的容值。

实施例四

在本实施例中，提出了又一种实施例一的优化占空比转换电路400，具体的，请参考图5，本实施与实施例二不同的是仅为转移电路03的组成不同，其它部分均与实施例二的相同，在此不再重复说明。

在本实施例中，转移电路03除了包括转移控制开关外还包括电压跟随器，具体的，在本实施例中，转移控制开关包括转移控制开关S2-1和转移控制开关S2-2，其中转移控制开关S2-1的一端与充电电容02的非接地端相连，另一端与电压跟随器的输入端相连，电压跟随器的输出端与转移控制开关S2-2的一端相连，转移控制开关S2-2的另一端与输出电容04的非接地端相连，从而使所述电压跟随器位于充电电容02和输出电容04之间，即位于充电电容02和输出电容04之间。在所述转移时间段内，所述转移控制开关导通，即转移控制开关S2-1和转移控制开关S2-2均导通，在电压跟随器的作用下，使所述输出电容04上的电压等于所述充电电容02上的电压，从而实现了充电电容02上的电压转移到输出电容04上，使得输出电容04上的电压即为所述PWM信号所转换形成的模拟信号。

在本实施例中，由于在转移时间段内，所述充电电容02上的电压为所述电压跟随器的输入端电压，所述电压跟随器的输出端电压为所述输出电容04上的电压，因此，不管输出电容的容值与充电电容的容值之间的关系如何，所述输出电容04上的电压均等于所述充电电容02上的电压，从而使所述的PWM信号可以更加精准的转换成模拟信号输出。

实施例二、实施例三和实施例四所提出的占空比转换电路的工作波形图均如图6所述，其中，充电控制开关的控制信号波形图与所述PWM信号的波形图一样，即充电控制开关S1的导通和关断可由所述的PWM信号控制，转移控制开关和放电控制开关分别在转移时间段和放电时间段内导通，在其它时间段内关断，二者的控制信号均可以通过根据所述PWM信号产生，例如，所述转移控制开关的控制信号在所述PWM信号为低电平后经过一个延时时为高电平，使所述转移控制开关导通，即转移时间段开始发生，当所述转移时间段结束后，所述转移控制开关的控制信号为低电平，使所述转移控制开关关断；所述放电控制开关的控制信号在所述转移时间段结束后经过一个延时时为高电平，使所述放电控制开关导通，即放电时间段开始发生，当所述放电时间段结束后，所述放电控制开关的控制信号为低电平，所述放电控制开关关断。

实施例五

在本实施例中，提出了又一种实施例一的优化占空比转换电路500，具体的，请参考图7，在本实施例中提出的占空比转换电路500中，其工作方式和原理基本与实施例二或三相同，不同之处在于，充电控制开关包括第一充电控制充电控制充电控制开关S1和第二充电控制开关S4，所述充电电容包括第一充电电容C1和第二充电电容C3，所述转移电路包括第一转移控制转移控制开关S2和第二转移控制开关S5，所述放电电路包括第一放电控制放电控制开关S3和第二放电控制开关S6；即包括两个充电电路、两个充电电容、两个转移电路和两个放电电路；

所述第一充电控制开关S1的一端和第二充电控制开关S4的一端均与受控电流源A相连，所述第一充电控制开关S1的另一端与第一充电电容C1的一端相连，所述第一充电电容C1的另一端接地，所述第一转移控制开关S2的一端与第一充电电容C1的非接地端相连，另一端与输出电容C2的一端相连，输出电容C2的另一端接地，第一放电控制开关S3的一端与所述第一充电电容C1的非接地端相连，另一端接地；所述第二充电控制开关S4的另一端与第二充电电容C3的一端相连，所述第二充电电容C3的另一端接地，所述第二转移控制开关S5的一端与第二充电电容C3的非接地端相连，另一端与输出电容C2的一端相连，第二放电控制开关S6的一端与所述第二充电电容C3的非接地端相连，另一端接地。在所述PWM信号相邻的两个周期中，前一个周期内的所述转移时间段和所述放电时间段分别为第一转移时间段和第一放电时间段，后一个周期内的所述转移时间段和所述放电时间段分别为第二转移时间段和第二放电时间段；

在前一个周期中，所述充电电流I₁通过所述第一充电控制S1对所述第一充电电容C1充电，且在所述第一转移时间段内，所述第一充电电容C1上的电压通过所述第一转移控制转移控制开关S2输出至所述输出输出电容C2上，在第一放电时间段内，所述第一充电充电电容C1上的电压通过所述第一放电放电控制开关S3放电，以将所述第一充电输出电容C2上的电压降低至初始电压，这里的初始电压为零；

在后一个周期中，所述充电电流I₁通过所述第二充电控制开关S4对所述第二充电电容C3充电，且在所述第二转移时间段内，所述第二充电电容C3上的电压通过所述第二转移控制开关S5输出到所述输出输出电容C2上，在第二放电时间段内，所述第二充电电容C3上的电压通过所述第二放电开关S6放电，以将所述第二充电电容C3上的电压降低至初始电压，这里的初始电压为零。

本实施例中所提出的占空比转换电路500的工作波形图如图6所示，在相邻的两个PWM信号周期中，只有当前一个周期中的PWM信号为高电平期间，所述第一充电控制开关S1的控制信号为高电平，控制所述第一充电控制开关S1导通，使所述充电电流I₁通过第一充电控制开关S1对第一充电电容C1充电；只有当后一个周期中的PWM信号为高电平期间，所述第二充电控制开关S3的控制信号为高电平，控制所述第二充电控制开关S3导通，使所述充电电流I₁通过第二充电控制开关S3对第二充电电容C3充电；所述第一转移控制开关S2，在所述第一转移时间段内导通，所述第一转移时间段为前一个周期中所述PWM信号为低电平期间内的一个时间段，所述第一放电时间段内，所述第一放电控制开关S3导通，所述第一放电时间段为所述第一转移时间段结束到后一个周期中的PWM信号为高电平前期间的一个时间段；所述第二转移控制开关S5，在所述第二转移时间段内导通，所述第二转移时间段为后一个周期中所述PWM信号为低电平期间内的一个时间段，所述第二放电时间段内，所述第二放电控制开关S6导通，所述第二放电时间段为所述第二转移时间段结束到下一个周期中的PWM信号为高电平前期间的一个时间段。

本实施例中，通过第一充电电容C1与第二充电电容C3交替工作进行充电，然后转移，再放电，可以放宽延时时间，使得该转换电路转换更高频率的PWM信号。

此外，在本实施例中，受控电流源A同样也可以为恒流源，第一转移电路和第二转移电路，也可使用如实施例三中包括电压跟随器的转移电路。

综上，在本发明实施例提供的占空比转换电路及转换方法中，当PWM信号为高电平时，用一充电电流给充电电容充电，当PWM信号为低电平时停止充电，并将充电电容上的电压转移至输出电容上转换得到模拟信号，然后将充电电容上的电量恢复至初始电压，依次循环，可以使每个周期的PWM信号在该周期结束之前转换成模拟信号，具有响应速度快，转换形成的模拟信号具有零阶保持等特性，不存在现有技术中转换电路由于滤波深度不够而造成纹波较大的问题，且本发明除去了传统转换电路中的大容量储能元件，有利于实现芯片的集成，减小电子装置的体积和降低制造成本，同时还能提高使用寿命。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种占空比转换电路，用于将PWM信号转换成模拟信号，所述占空比转换电路包括充电电路、充电电容、转移电路、输出电容和放电电路；

在所述PWM信号的各周期中，当所述PWM信号为高电平时，所述充电电路输出一充电电流对所述充电电容充电；

当所述PWM信号为低电平时，所述充电电流停止对所述充电电容充电，并在转移时间段内，使所述充电电容上的电压通过所述转移电路输出至所述输出电容上，在放电时间段内，所述充电电容通过所述放电电路放电，以将所述充电电容上的电压降低至初始电压；

所述转移时间段与所述放电时间段均为所述PWM信号为低电平期间内的时间段，且所述放电时间段在所述转移时间段之后发生；

所述输出电容上的电压为所述占空比转换电路输出的模拟信号。

2.如权利要求1所述的占空比转换电路，其特征在于，所述充电电路包括一受控电流源，当所述PWM信号为高电平时，所述受控电流源向所述充电电容输出所述充电电流，当所述PWM信号为低电平时，所述受控电流源无充电电流输出。

3.如权利要求1所述的占空比转换电路，其特征在于，所述充电电路包括一电流源和充电控制开关，所述电流源的输出电流为所述充电电流，所述充电控制开关连接在所述电流源和所述充电电容之间，当所述PWM信号为高电平时，所述充电电流通过所述充电控制开关对所述充电电容充电。

4.如权利要求3所述的占空比转换电路，其特征在于，所述电流源为受控电流源，当所述PWM信号为高电平时，所述受控电流源输出所述充电电流，当所述PWM信号为低电平时，所述受控电流源无电流输出。

5.如权利要求3所述的占空比转换电路，其特征在于，所述转移电路包括转移控制开关，在所述转移时间段内，所述充电电容上的电压通过所述转移控制开关输出到所述输出电容上。

6.如权利要求5所述的占空比转换电路，其特征在于，所述放电电路包括放电控制开关，所述放电时间段内，所述充电电容通过所述放电控制开关放电，使所述充电电容上的电压降为初始电压。

7.如权利要求6所述的占空比转换电路，其特征在于，所述充电控制开关包括第一充电控制开关和第二充电控制开关，所述充电电容包括第一充电电容和第二充电电容，所述转移电路包括第一转移控制开关和第二转移控制开关，所述放电控制电路包括第一放电控制开关和第二放电控制开关；

在所述PWM信号相邻的两个周期中，前一个周期内的所述转移时间段和所述放电时间段分别为第一转移时间段和第一放电时间段，后一个周期内的所述转移时间段和所述放电时间段分别为第二转移时间段和第二放电时间段；

在前一个周期中，所述充电电流通过所述第一充电控制开关对所述第一充电电容充电，且在所述第一转移时间段内，所述第一充电电容上的电压通过所述第一转移控制开关输出到所述输出电容上，在第一放电时间段内，所述第一充电电容上的电压通过所述第一放电开关放电，以将所述第一充电电容上的电压降低至初始电压；

在后一个周期中，所述充电电流通过所述第二充电控制开关对所述第二充电电容充电，且在所述第二转移时间段内，所述第二充电电容上的电压通过所述第二转移控制开关输出到所述输出电容上，在第二放电时间段内，所述第二充电电容上的电压通过所述第二放电开关放电，以将所述第二充电电容上的电压降低至初始电压。

8.如权利要求1至7中任意一所述的占空比转换电路，其特征在于，所述转移电路还包括电压跟随器，所述电压跟随器位于所述充电电容和输出电容之间，使在所述转移时间段内，所述输出电容上的电压等于所述充电电容上的电压。

9.如权利要求1至7中任意一所述的占空比转换电路，其特征在于，所述充电电流为一恒流。

10.一种占空比转换方法，应用于如权利要求1中所述的占空比转换电路，用于将PWM信号转换成模拟信号，所述方法包括步骤：

在所述PWM信号的各周期中，当所述PWM信号为高电平时，用一电流给充电电容充电；

当所述PWM信号为低电平时，停止对所述充电电容充电；

在所述PWM信号为低电平之后，将所述充电电容上的电压转移输出到输出电容上，所述输出电容上的电压为所述模拟信号；

当完成所述充电电容上的电压转移输出到所述输出电容之后，将所述充电电容上的电压恢复为初始电压。