CN106105392A - 用于控制用于负载的电流供给的脉冲宽度调制的电路和方法 - Google Patents
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Abstract
一种电路包括用于控制经脉冲宽度调制的输入信号的控制器（2），以及配置成基于输入信号向负载（6）供给电流的驱动器（4），其中在每一个脉冲宽度调制周期的接通时间内，驱动器（4）以比第一频率大的第二频率向负载（6）供给电流。控制器（2）配置成控制占空比以将负载（6）的输出设置到期望的输出水平，并且使占空比关于对应于所期望的输出水平的点抖动。
Description
技术领域
本公开涉及控制应用于驱动器以便驱动负载的经脉冲宽度调制的输入信号。
背景技术
脉冲宽度调制（PWM）是用于控制供给到负载的功率的技术。诸如微处理器之类的控制器生成周期性控制信号，其被调制使得在每一个周期中，信号在某个时间（接通时间）内被认定并且在周期的其余部分（关断时间）被解除认定。占空比是指接通时间与调制周期之比（或更一般地，接通时间相对于周期或关断时间的比例）。要指出的是，“接通”和“关断”可以是名义上的——它们可以意指绝对地接通和绝对地关断，或者在相对于“背景”DC电平的高电平与低电平之间切换。
控制器将经脉冲宽度调制的控制信号应用于诸如降压转换器或其它类型的驱动器之类的驱动器的输入，所述驱动器基于控制信号的调制而驱动负载。在每一个周期的接通时间期间，驱动器从功率供给向负载供给电流，而在每一个周期的关断时间期间驱动器不从功率供给向负载供给电流。因而供给到负载的平均功率取决于占空比：较高占空比意味着电流在较多的时间接通，并且因此平均功率较高；而相反，较低占空比意味着在较少时间内供给电流，并且因此平均功率较低。
通过控制占空比（即相对于PWM周期或关断时间变化接通时间），控制器因而能够控制利用其驱动负载的平均功率。
图1是用于基于脉冲宽度调制控制到负载的功率的目的的包括典型降压转换器4的电路的示意图。与降压转换器4一起，电路包括功率供给8、负载6和控制器2，诸如适当编程的微处理器。降压转换器4包括开关12和电感器14以及二极管10。开关12具有连接到功率供给8的第二端子（例如正端子）的第一接触件和连接到电感器14的第一端子的第二接触件。电感器14具有连接到负载6的第一端子的第二端子，并且负载6具有连接到功率供给8的第一端子的第二端子。二极管10具有连接到电感器8的第一端子（和开关12的第二接触件）的阴极和连接到负载6的第二端子（和功率供给8的第一端子）的阳极。开关12和功率供给8因而与彼此串联连接，并且电感器14和负载与彼此串联连接，其中电感器14和负载6的串联布置跨功率供给8和开关12的串联布置并联连接，并且二极管10还跨功率供给8和开关12的串联布置并联连接（利用功率供给8反向偏置）。
要指出的是，图1示出具有高侧开关的降压转换器。在图2中示出具有低侧开关的可替换布置。电路是相同的，除了开关12连接在功率供给的另一（第一）端子与负载6的第二端子（和二极管10的阳极）之间之外，其中功率供给8的第二（例如正）端子连接到电感器8的第一端子（和二极管8的阴极）。
在任一变型中，控制器2布置成向开关12的输入应用经脉冲宽度调制的控制信号，因而生成以电压信号Vin的形式的经脉冲宽度调制的输入信号。当控制信号接通（认定，例如逻辑1）时，开关12闭合从而将输入电压Vin连接到供给8。当控制信号关断（解除认定，例如逻辑0）时，开关12开路并且Vin从供给8断开。如图3中所示，这导致对应于由控制器2生成的经脉冲宽度调制的控制信号的矩形经脉冲宽度调制的输入电压Vin。该矩形PWM输入波形在高侧开关的情况下（图1）存在于二极管10的阳极处，或者在低侧开关的情况下（图2）存在于阴极处。在Vin连接到供给8的接通时间期间，这允许电流从功率供给8通过电感器14和负载6流动。在Vin从供给断开的关断时间期间，这意味着没有电流从功率供给8被供给到电感器14和负载6（尽管当电感器去激励时一些电流可能临时从电感器14流过负载6）。
然而要指出的是，降压转换器仅仅是一个示例。一般对于LED灯或其它灯的驱动器而言，还可以使用其它形式的切换模式功率供给，例如反激式转换器。
控制器2掌控脉冲宽度调制的占空比以便控制供给到负载的电流或功率，并且因而控制其输出。电流在LED驱动器的情况下是受控的性质，但是当跨LED的电压降几乎恒定时，这（几乎）成比例地对应于功率。例如在光源的情况中，脉冲宽度调制控制发射光的输出功率或强度，或者在发动机的情况中这控制其速度。许多最新LED驱动器利用降压转换器以用于控制通过（多个）LED的电流并且从而控制由（多个）LED发射的光的水平。PWM波形的频率典型地具有4至16kHz的量级。最新编码光控制器还可以将数据编码到PWM波形中，通过变化其占空比以便在（多个）LED所发射的可见光中产生无DC幅度调制。
发明内容
然而，如所指出的，经脉冲宽度调制的控制信号未被直接应用于负载，而是经由诸如降压转换器之类的驱动器。在PWM波形的每一个周期的关断状态中，降压转换器不向（多个）LED供给电流，但是在接通状态中降压转换器典型地以高频率（典型地在100和800kHz之间）向其线圈的次级侧并且因而向（多个）LED推送“电流分组”。这在本文中可以被称为“降压开关频率”（如不同于PWM开关频率那样）。参见例如图4。
以这两个不同频率的开关的组合可以导致问题。取决于PWM信号的开关边沿是否与第二、更高频率的上升或下降沿重合，这意味着PWM波形占空比和应用于负载的电流之间的关系不一定完全是线性的。例如如果PWM输入信号Vin的下降沿与降压转换器的更高频率“摆动”之一的下降沿重合，PWM输入信号Vin的准确开关时间将不影响供给到负载的电流Iout，并且因此占空比与负载电流之间的关系将不是线性的。
在其中负载是诸如LED之类的光源的情况中，发明人已经认识到，作为该非线性的结果，降压开关频率和PWM占空比的某些组合将把可见闪烁引入到由（多个）LED发射的光中，尽管对如由控制器2生成的PWM波形进行无DC编码。更一般地，用于驱动其它负载的其它种类的驱动器还可能经历高频振荡或谐波，并且这样的频率和PWM开关频率之间的相互作用还可能导致不想要的效果，诸如非线性。在实践中，避免这样的频率组合可能是困难或甚至不可能的。更加鲁棒的解决方案因而可能是合期望的。
根据本文所公开的一个方面，提供了一种电路，包括：用于控制经脉冲宽度调制的输入信号的控制器，以及配置成基于输入信号向负载供给电流的驱动器。由于其被脉冲宽度调制，因此输入信号具有包括接通时间和关断时间的周期，其中该周期以第一频率重复；并且控制器配置成控制输入信号的占空比，占空比是接通时间相对于周期或关断时间的比例。在每一个周期的关断时间内，驱动器制止电流从功率供给到负载的供给，并且在每一个周期的接通时间内，驱动器从功率供给向负载供给电流但是是以比第一频率大的第二频率。基于该脉冲宽度调制，负载因而以取决于占空比的水平生成输出。另外，依照本公开，控制器配置成向占空比应用“抖动”。也就是说，控制器使用占空比来将负载的输出设置到期望的输出水平，但是还使占空比关于对应于所期望的输出水平的点抖动。
抖动有利地使得控制器能够避免或至少减轻由第二频率（例如降压开关频率）与第一频率（PWM频率）之间的相互作用导致的占空比与负载的输出之间的关系中的不想要的人为产物。
在优选实施例中，电路还包括从驱动器到控制器的反馈通道以用于测量第二频率，其中控制器配置成取决于如经由所述反馈通道测量的第二频率适配抖动。
在实施例中，控制器可以配置成控制占空比以将负载的输出切换到多个不同输出水平，并且所述抖动可以包括使占空比关于分别对应于所述不同输出水平的多个点中的每一个抖动。
在实施例中，负载包括光源并且输出包括由光源发射的光。控制器可以配置成控制占空比以将负载所发射的光切换到多个不同光输出水平。根据编码光技术，控制器可以配置成通过使用不同输出水平来发信号通知数据信号的符号来将数据信号编码到所述光中。在这样的实施例中，控制器可以配置成使占空比关于分别对应于不同光输出水平的多个点中的每一个抖动。在其中占空比是实际上随机变量（对应于编码信息）的编码光应用中，在实施例中该抖动可以减轻可见闪烁的现象。
在实施例中，负载的输出根据占空比与输出水平之间的关系而变化，并且组合的第一和第二频率可以导致以占空比的规则间隔重复的该关系中的模式（例如参见图5）。负载可以包括光源并且输出可以包括由光源发射的光，所述关系是占空比与所述光的水平之间的关系。
在实施例中，占空比可以在多个n分立台阶中关于所述点或关于每一个所述点抖动。占空比可以在P/n的n个台阶中关于所述点或每一个所述点抖动，其中P是所述间隔。抖动可以是随机的，其中n个台阶中的每一个具有在每个周期被选择的1/n的概率。
在实施例中，反馈通道可以包括分压器或微分电路。
根据本文所公开的另一方面，可以提供一种计算机程序产品，包括体现在计算机可读存储介质上并且适配成以便当在一个或多个处理器上执行时施行以下操作的代码：使经脉冲宽度调制的输入信号被提供到基于输入信号向负载供给电流的驱动器，其中输入信号具有包括接通时间和关断时间的周期，其中所述周期以第一频率重复，并且其中在每一个周期的关断时间内驱动器制止电流从功率供给向负载的供给，并且在每一个周期的接通时间内驱动器以比第一频率大的第二频率从功率供给向负载供给电流；控制输入信号的占空比为接通时间相对于所述周期或关断时间的比例，以便将负载的输出设置到期望的输出水平；以及使占空比关于对应于所期望的输出水平的点抖动。
在实施例中，计算机程序产品还可以依照本文所公开的任何控制器特征来配置。
附图说明
为了帮助本公开的理解并且示出实施例可以如何付诸实践，通过示例的方式参照附图，其中：
图1是具有负载和控制器的降压转换器的示意图，
图2是具有负载和控制器的另一降压转换器的示意图，
图3是降压转换器的输入电压的示意性概图，
图4是示出降压转换器的输出电流的时序图，
图5是图示了输出水平与降压转换器输入的占空比的关系的图，
图6是图示了输出水平与占空比的关系的另一图，
图7是图示了输出水平与占空比的关系的另一图，
图8是具有负载和控制器的另一降压转换器的示意图，
图9是具有负载和控制器的另一降压转换器的示意图，
图10是图示了输出水平与占空比的关系的另一图，
图11是图示了输出水平与占空比的关系的另一图，
图12是图示了降压转换器的输出中的DC成分与相位的关系的图，
图13是图示了DC成分与相位的关系的另一图，
图14是图示了DC成分与相位的关系的另一图，
图15是图示了DC成分与相位的关系的另一图，
图16是图示了DC成分与相位的关系的另一图，以及
图17是图示了DC成分与相位的关系的另一图。
具体实施方式
如所讨论的，用于LED光照的最新驱动器的特征在于输入PWM占空比到所生成的输出光水平的不规则（非线性）映射。在编码光传输的情况中，这可能造成调制系统的无DC性质的损失，从而导致可见闪烁。如以下将更加详细解释的，已经发现可以通过向驱动器的输入应用抖动来将该闪烁减轻到可见性阈值以下的水平。
最新LED驱动器通常利用降压转换器以用于控制通过LED的电流以获得所期望的光输出。在PWM受控驱动器的情况中，控制器2（例如适当编程的微处理器）掌控PWM（0,1）波形的占空比。该PWM波形的频率典型地具有4至16kHz（或甚至更高）的量级。在每一个PWM周期的“0”状态中，没有电流被馈送到LED，而在“1”状态中，降压转换器典型地以高频率（典型地在100和800kHz之间）向其线圈14的次级侧推送“电流分组”，因而激励LED。该较高“降压开关频率”取决于通过在输入上看到的阻抗的负载。通常以该第二、高得多的频率的电流在将其实际发送到负载之前被稍稍低通滤波（电容器），但是仍旧存在。其典型地为PWM频率的至少一个幅度量级（十倍）更高。
脉冲宽度调制的占空比控制供给到LED 6的平均电流并且因而控制由LED输出的光水平。
这样的布置可以用于生成编码光，其中数据被嵌入到从诸如LED或LED阵列之类的光源发射的可见光中。这样做的一种方式是调制发射光的水平，其可以通过使输入占空比（和因而输出光水平）在多个分立值之间变化以便表示不同符号来实现。例如，在由申请人开发并且被称为“Ternary Manchester”的一个方案中，五个不同水平用于编码数据符号。Ternary Manchester描述在WO2012052935中。
图4示出PWM受控降压转换器4的输出电流。在左侧可以看到由控制器2（例如微处理器）掌控的单个PWM周期中的“1”状态的开始。在右侧可以看到在对应于“TernaryManchester”编码光的五个调制水平的五个不同PWM持续时间内切换到“0”状态。迹线顶部处的摆动对应于PWM周期的“1”状态期间的降压转换器4的更高频率接通/关断切换。
图5示出输入占空比D（如由控制器2应用的）到电流或功率方面的LED的平均输出光水平L的作为结果得到的映射，其还可以被称为驱动器4的传递函数。对于LED，光输出功率与电流（近似）成比例（因为跨LED的电压降几乎恒定）。要注意水平平台，其中平均光输出在占空比增加的同时不增加。这些平台对应于切换到PWM输入信号的“0”状态而同时处于由图4中的降压转换器导致的“摆动”之一的下降沿上。当降压转换器4在每一个摆动的下降沿期间切换到“关断”时，PWM输入信号在下降沿内的准确切换时间对“推送”到降压转换器4的次级侧的电流没有影响，因而造成恒定光输出。否则线性关系中的这些畸形（突起或缺陷）随占空比间隔以规则间隔重复，即在占空比空间中是循环的（在占空比尺度上）。在图5（和图6、7、10和11）的示例中，降压转换器“周期”是占空比中的0.05的间隔。
在使用前述LED驱动器以用于编码光的生成中可以出现问题。
用于编码光的波形（实际上，从平均要求光照的偏差）可以被仔细地挑选以便不生成任何闪烁，即它们不包含低频。典型示例是Ternary Manchester（TM），其使用五个不同水平（在该情况中PWM占空比），例如集合{0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6}。参见图6。该示例中的平均光水平等于0.4。不同水平顺序地用于以从0.4的偏差不具有低频成分（即它们不导致闪烁）的这样的方式传输信息。在图6的示例中，可以看到输出光水平还等距离间隔，即平衡输入也导致平衡输出。在该情况中这碰巧是因为PWM频率和占空比水平已经被仔细地选择成在任何两个接连水平之间在占空比空间中准确地具有降压转换器的两个“周期”（即图4的图案中的两个间隔）。然而一般而言情况将不是这样。
图7示出其中使用相同驱动器4而同时具有编码光Ternary Manchester符号的大20%的调制幅度的情况。要指出的是在该情况中，输入PWM占空比的等距离间隔造成作为结果得到的输出光水平的非等距离间距，其进而破坏代码的无DC性质，即生成闪烁，因为Ternary Manchester编码光的传输期间的平均光水平不等于在没有Ternary Manchester传输时的平均光水平（在图7的示例中0.4）。将领会到，类似问题可能发生在基于其它符号集合的其它编码方案中。
为了解决这一点，本公开提供了“抖动”形式，其中编码PWM波形的占空比取决于降压开关频率而被适配。从降压转换器4向控制器2（例如向微处理器）添加反馈通道，使得控制器2可以适当地适配PWM波形的占空比。光输出与占空比之间的映射看起来是具有顶部上的一些周期性“畸形”的线性函数这一事实使得抖动方案特别有效。
图8和9示出合并反馈通道16的两个降压转换器实现方式。图8示出基于高侧开关的实现方式并且图9示出基于低侧开关的实现方式，分别类似于图1和2但是合并反馈通道16。
在图8（高侧开关）中，降压开关频率通过测量二极管10的阴极处的大电位变化来获得。因而反馈通道16连接在二极管10的阴极与控制器2的输入之间。
在图9（低侧开关）中，阳极关于地的电压可以用于测量开关频率。因而反馈通道连接在二极管10的阳极与控制器2的输入之间。
反馈通道16可以包括二极管10的阳极或阴极与微控制器之间的附加测量电路18。这由于可能在阳极或阴极处经历的大电压（＞3.3V）而可以是合期望的。例如在供给和负载电压相对恒定的情况中，测量电路18可以是分压器，或者还避免通过LED的泄漏电流的微分电路（泄漏电流将保持LED 6发光，即便降压转换器4被关断）。
如在下文中将更加详细讨论的，抖动可以用于减小操作在磁滞电流模式中的降压转换器4的局部非线性，其中输出电流通过使用脉冲宽度调制（PWM）启用和禁用整个转换器来调制。
抖动通过控制器2基于反馈实现。控制器可以以存储在存储介质（存储器）上并且布置用于在微控制器或更一般地处理器上执行的代码的形式实现。可替换地，不排除控制器2的一些或全部可以实现在专用硬件电路中，或者可配置或可重配置硬件电路中，诸如PGA或FPGA。
通过向输入水平应用抖动（小偏差），可以缓解由输出光水平的非均匀间距导致的闪烁。在示例应用中，每一个Ternary Manchester符号具有1ms的持续时间，而PWM频率为16kHz，即一旦已经挑选了某个调制占空比输入，相同的占空比输入用于十六个接连PWM周期（在没有抖动的情况中）。通过使用于全部Ternary Manchester符号的这十六个占空比输入抖动，针对比非抖动版本更规律得多地间隔的符号中的每一个创建平均光输出，因而减轻闪烁。类似的方案还可以用于其它编码方案。
如所讨论的，微处理器控制输入与平均光水平输出之间的实际传递函数的特征在于局部小尺度畸形，例如如图4中那样。以下使用抖动以用于创建微处理器控制输入与光输出之间的“线性化平均”传递函数。
例如参照图10的示例，其中占空比中的水平伸展的长度（即抖动的宽度）等于Pbc的一半，其中Pbc是“降压循环间隔”的“周期”。每一个输入占空比dcin可以由两个输入的平均取代，一个向右移动Pbc的¼，并且另一个向左移动Pbc的¼（参见图10中的关于每一个中心虚线的两侧竖直虚线，表示两个经移动的位置和它们之间的理论中心位置）。可以示出在该情况中每一对的平均创建输出，由图10中的五条水平实线表示，其具有每一个接连对之间的相等间距，即没有闪烁。这现在适用于每一个平均光输出和任何有效调制深度。
在图10的示例中，降压循环周期Pbc=0.05，调制深度=0.24，并且抖动间距为0.025。发现没有两级抖动的DC成分为0.199，并且发现具有两级抖动的DC成分为8.8818x10-16。因而人们可以看到甚至简单的抖动对于线性化非线性的周期性中断的有效性。
然而要指出的是，在以上描述的使用两级抖动的实施例中，没有残留闪烁的结果仅适用于如果Pbc在控制PWM占空比（并且生成抖动）的控制器2处已知的话，并且如果水平伸展的长度等于Pbc的一半。
如果这些条件中的任一个不为真，一般将不获得传递函数的完全线性化，并且残留减少的闪烁可能仍旧存在。在该情况中n级抖动有帮助。
图11描绘了针对n级抖动的情形，其中n=4。事实证明，即便Pbc不是准确已知的，或者如果水平伸展的长度（抖动宽度）不等于Pbc的一半，仍旧获得闪烁的明显降低。
在图11的示例中，降压循环周期Pbc=0.05，调制深度=0/24，并且抖动间距为0.025。发现没有两级抖动的DC成分为0.199，并且发现具有四级抖动的DC成分基本上为0。
在实施例中，控制器2配置成根据以下中的一个、一些或全部实现抖动：
– 向对应于编码光的每一个传输调制符号的输入占空比应用n级抖动；
– 抖动幅度的每一个接连对之间的间距尽可能接近P bc /n，其中P bc 对应于占空比输入与光输出之间的映射中的循环畸形（例如参见图4）；
– 属于单个符号的n个抖动幅度的集合中的每一个元素以均匀概率1/n被使用；
– 一般而言，较大n往往比较小n实现更好的结果；
– 在水平伸展长度（总体抖动宽度）与P bc 之比已知的情况中，有利的是挑选n使得存在针对其的k/n接近前述比的k，1≤k≤n-1；
– 在n=4的情况中，存在四个接连PWM符号的组，每一个组具有四个不同抖动的PWM幅度；和/或
– 在n=4的情况中，如果“0”、“1”、“2”和“3”对应于属于以增加幅度（或占空比）的量级的单个符号的四个不同抖动的PWM幅度，这些抖动的量级应当临时出现在等于“0”、“3”、“2”、“1”的组中。
图12-17示出针对不同参数设置的V2格式（包括全零图案9个“0”）的给定分组的DC不平衡（反映所生成的闪烁）。对于每一个参数集合，“0”输入的值（参见图6）在1个周期P bc 内变化。粗实线（i）表示没有抖动的情况，非粗实线（ii）表示两级抖动，并且虚线（iii）表示四级抖动。
图12示出具有水平伸展-0.5Pbc的示例，其中Pbc被准确估计并且调制深度为0.24。
图13示出具有水平伸展=0.5Pbc的示例，其中Pbc被准确估计并且调制深度为0.28。
要指出的是，在图12中，两级抖动已经将DC成分减少到0，因为Pbc被准确估计并且抖动的水平伸展准确地为Pbc的一半。还要指出的是，在图12中调制深度被选择成不包含整数个降压周期。图13中的调制深度（0.28）已经被选择成如果不使用抖动则给出最差的可能DC成分。
图14示出具有水平伸展=0.25P bc 的示例，其中P bc 被准确估计并且调制深度为0.28。
图15示出具有水平伸展=0.33P bc 的示例，其中P bc 被准确估计并且调制深度为0.28。
图16示出具有水平伸展=0.33P bc 的示例，其中P bc 被估计降低20%并且调制深度为0.24。
图17示出具有水平伸展=0.33P bc 的示例，其中P bc 被估计降低20%并且调制深度为0.28。
注：上文已经提供了抖动可以如何基于Pbc而进行适配的各种示例，Pbc是降压循环“周期”，即占空比D与输出水平L之间的关系中的循环缺陷（或“突起”）的占空比域中的规律重复的间隔（例如参见图5-7）。如以上还提到的，在实施例中抖动基于降压频率fbuck（或第二频率）的反馈而进行适配，即时间域中的较高频率调制（或“摆动”）的频率（参见图4）。另外，已经解释了占空比域中的规律间隔Pbc如何涉及时间域中的降压频率fbuck（或第二频率），并且因而将看到知晓fbuck使得能够基于根据Pbc表述的示例适配抖动间隔。
特别地，以上已经解释了在图5-7中示出的规律缺陷由于在一些占空比值处PWM波形的下降沿与较高频率降压频率“摆动”的波谷重合而出现（参见图4），而在其它占空比值处PWM波形的下降沿与降压频率的波峰重合。因此如果人们想象从0%向100%扫掠占空比值，使得PWM波形的下降沿在图4中从左向右扫掠，则PWM波形的下降沿规律地遭遇降压频率的波谷，然后是降压频率的波峰，然后是降压频率的另一波谷，然后是降压频率的另一波峰，以此类推。因此当占空比与输出水平之间的关系利用水平轴上的占空比进行绘制时，则出现图5-7的规律“突起”。
本领域技术人员从该解释将容易地理解到Pbc与fbuck之间的关系。再次想象从0%向100%扫掠占空比，其对应于跨一个PWM循环T的范围从左向右扫掠PWM波形的下降沿（再次参见图4）。在该过程期间，将遭遇降压频率波形的Tbuck个波峰，其中Tbuck是时间域中的降压频率fbuck的周期1/fbuck。也就是说，当占空比变化时，在每个PWM周期T遭遇Tbuck个波峰，因此沿占空比轴（参见图5-7）突起的图案以间隔Pbc=Tbuck/T重复。
因而与以上基于Pbc设置抖动的示例组合，将理解到降压频率（或第二频率）的反馈可以如何用于适配抖动。
将领会到，仅通过示例的方式描述了以上实施例。
例如，虽然根据降压转换器描述了上文，但是类似问题可能出现在任何驱动器中，其中，在脉冲宽度调制的接通阶段期间，以高于PWM频率的频率供给电流。即，诸如反激式转换器之类的其它驱动器可能经历谐波或振荡，其与以脉冲宽度调制频率的开关组合，可以导致诸如非线性之类的问题。另外，本文所公开的技术可以适用于除编码光之类的其它应用或除LED或光源之外的其它负载。例如，可能期望以更加线性的方式对照明器发射的光照进行调光，或者以更加线性的方式控制发动机的速度或控制某个其它负载的输出。另外，不必在所有实施例中都具有经由反馈通道的频率的精确反馈或甚至完全没有任何反馈。抖动仍旧可以实现改进线性的良好结果，即便降压开关频率仅是近似已知的（例如具有50%误差），并且事实上抖动解决方案足够鲁棒使得其甚至可以在没有反馈的情况下应对小变化。
本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过研究附图、公开内容和随附权利要求，可以理解和实现对所公开的实施例的其它变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以履行权利要求中叙述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的仅有事实不指示这些措施的组合不能用于获益。计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，诸如光学存储介质或固态介质，其与其它硬件一起或者作为其部分而供应，但是还可以以其它形式分布，诸如经由因特网或其它有线或无线电信系统。权利要求中的参考标记不应当解释为限制范围。
Claims (15)
1.一种电路，包括：
用于控制经脉冲宽度调制的输入信号的控制器（2），输入信号具有包括接通时间和关断时间的周期，其中所述周期以第一频率重复，并且控制器配置成控制输入信号的占空比，占空比是接通时间相对于周期或关断时间的比例；
配置成基于输入信号向负载（6）供给电流的驱动器（4），其中在每一个周期的关断时间内，驱动器制止电流从功率供给（8）到负载的供给，并且在每一个周期的接通时间内，驱动器从功率供给向负载供给电流但是是以比第一频率大的第二频率，负载因而以取决于占空比的水平生成输出；
其中控制器配置成控制占空比以将负载的输出设置到期望的输出水平，并且使占空比关于对应于所期望的输出水平的点抖动。
2.权利要求1的电路，还包括从驱动器到控制器的反馈通道（16）以用于测量第二频率，其中控制器（2）配置成取决于如经由所述反馈通道测量的第二频率适配占空比的抖动。
3.权利要求1的电路，其中控制器（2）配置成控制占空比以将负载（6）的输出切换到多个不同输出水平，并且所述抖动包括使占空比关于分别对应于所述不同输出水平的多个点中的每一个抖动。
4.任何前述权利要求的电路，其中负载（6）包括光源并且输出包括由光源发射的光。
5.权利要求4的电路，其中控制器（2）配置成控制占空比以将负载（6）所发射的光切换到多个不同光输出水平。
6.权利要求5的电路，其中控制器（2）配置成通过使用不同输出水平来发信号通知数据信号的符号来将数据信号编码到所述光中。
7.权利要求5或6的电路，其中控制器（2）配置成通过使占空比关于分别对应于不同光输出水平的多个点中的每一个抖动来执行所述抖动。
8. 任何前述权利要求的电路，其中：
负载（6）的输出根据占空比与输出水平之间的关系而变化；并且
组合的第一和第二频率导致以占空比的规则间隔重复的输出水平与占空比之间的关系中的模式。
9.权利要求8的电路，其中负载（6）包括光源并且输出包括由光源发射的光，所述关系在占空比与所述光的水平之间。
10.任何前述权利要求的电路，其中占空比在多个n分立台阶中关于所述点或关于每一个所述点抖动。
11.如从属于权利要求8或9的权利要求10的电路，其中占空比在P/n的n个台阶中关于所述点或每一个所述点抖动，其中P是所述间隔。
12.权利要求10或11的电路，其中抖动是随机的，其中n个台阶中的每一个具有在每个周期被选择的1/n的概率。
13.任何前述权利要求的电路，其中驱动器（4）是降压转换器。
14.权利要求2或如从属于权利要求2的任何权利要求的电路，其中反馈通道（16）包括分压器或微分电路。
15.一种计算机程序产品，包括体现在计算机可读存储介质上并且适配成以便当在一个或多个处理器上执行时施行以下操作的代码：
使经脉冲宽度调制的输入信号被提供到基于输入信号向负载（6）供给电流的驱动器（4），其中输出信号具有包括接通时间和关断时间的周期，其中所述周期以第一频率重复，并且其中在每一个周期的关断时间内驱动器制止电流从功率供给（8）向负载的供给，并且在每一个周期的接通时间内驱动器以比第一频率大的第二频率从功率供给向负载供给电流；
控制输入信号的占空比为接通时间相对于所述周期或关断时间的比例，以便将负载的输出设置到期望的输出水平；以及
使占空比关于对应于所期望的输出水平的点抖动。
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