CN117879553A - Pwm频率抖动实现方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种PWM频率抖动实现方法及装置，属于电力电子技术领域。该实现方法包括：配置寄存器存储PWM的频率以及抖频配置信息；时间控制单元获取配置寄存器中的抖频配置信息，并根据抖频配置信息生成第一控制指令以及第二控制指令；信号控制单元从时间控制单元接收第二控制指令之后，确定信号控制单元的信号增减状态信息，根据从配置寄存器获取的频率、抖频配置信息以及信号增减状态信息，生成三角波以及阈值，并将所述三角波以及所述阈值输出至所述PWM发生器；PWM发生器根据三角波以及阈值生成目标PWM信号。本申请可以达到减小PWM频率突变对后级电路的逻辑功能的影响，提高PWM波导通时间的可控性的效果。

Description

PWM频率抖动实现方法及装置

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，具体而言，涉及一种PWM频率抖动实现方法及装置。

背景技术

在电源、电机等电力电子领域以及通信领域，大多数功率器件都采用脉冲宽度调制(Pulse-width modulation，简称PWM)的控制方式，PWM的控制方式具有控制简单且灵活、抗噪性能强、动态响应速度快等优点。然而，随着PWM频率的不断提高，其高频波形信号会对功率器件的电路产生较大的电磁干扰。因此，如何降低PWM频率对电路的电磁干扰成为当前功率器件发展亟需解决的问题。

相关技术中，通过引入PWM抖频技术以分散和降低PWM频率的干扰能量。然而，在PWM抖频过程中，PWM频率的突变点会严重影响PWM信号的后期控制和输出，导致PWM频率突变处的PWM波形的导通时间不可控，从而产生错误的开关信号，影响开关的导通时间，进而使得后级电路的逻辑功能紊乱。另外，在PWM波形的死区控制下，PWM波形极易对功率器件的电路产生尖峰干扰和高频震荡，使得功率器件的开关控制性能下降，甚至损坏功率器件的开关管。

因此，如何控制PWM抖频过程，提高PWM波形的可控性是当前亟需攻克的技术壁垒。

发明内容

本申请的目的在于提供一种PWM频率抖动实现方法及装置，可以达到减小PWM频率突变对后级电路的逻辑功能的影响，提高PWM波导通时间的可控性的效果。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例的第一方面，提供了一种PWM频率抖动实现方法，该方法应用于PWM频率抖动实现装置，PWM频率抖动实现装置包括：配置寄存器、PWM发生器以及信号控制模块，其中，信号控制模块包括：时间控制单元以及信号控制单元，该方法包括：

配置寄存器存储PWM的频率以及抖频配置信息；

时间控制单元获取配置寄存器中的抖频配置信息，并根据抖频配置信息生成第一控制指令以及第二控制指令；

信号控制单元从时间控制单元的第一输出端接收第一控制指令和/或从时间控制单元的第二输出端接收到的第二控制指令之后，确定信号控制单元的信号增减状态信息，根据从配置寄存器获取的频率、抖频配置信息以及信号增减状态信息，生成三角波以及阈值，并将三角波以及阈值输出至PWM发生器，阈值用于表征PWM的幅值变换信息；

PWM发生器根据三角波以及阈值生成目标PWM信号。

作为一种可能的实现方式，根据抖频配置信息生成并输出第一控制指令以及第二控制指令，包括：

时间控制单元中的第一计数器基于预设的计数频率进行计数，并在达到抖频配置信息中的频率抖动时间时向时间控制单元中的第二计数器以及信号控制单元输出第一控制指令；

第二计数器在接收到第一控制指令后开始计数，并在达到抖频配置信息中的抖动阶数时向信号控制单元发送第二控制指令。

作为一种可能的实现方式，根据从配置寄存器获取的频率、抖频配置信息以及从时间控制单元的第一输出端接收到的第一控制指令，生成三角波以及阈值，并将三角波以及阈值输出至PWM发生器，包括：

状态模块在接收到第二计数器输出的第二控制指令后，向定时模块输出对应的状态信息；

定时模块从状态模块的输出端接收状态信息以及从第一计数器的输出端接收第一控制指令之后，根据从配置寄存器获取的频率以及抖频配置信息生成梯形波，定时模块还读取三角波模块输出的三角波位于峰值处对应的PWM波的幅值；

三角波模块在梯形波的作用下，生成三角波并发送至PWM发生器，阈值计算模块根据三角波位于峰值处对应的PWM波的幅值以及PWM发生器的配置属性生成阈值，并将阈值发送至PWM发生器。

作为一种可能的实现方式，定时模块从状态模块的输出端接收状态信息以及从第一计数器的输出端接收第一控制指令之后，根据从配置寄存器获取的频率以及抖频配置信息生成梯形波，定时模块还读取三角波模块输出的三角波位于峰值处对应的PWM波的幅值，包括：

第一寄存器根据配置寄存器中的频率、抖频配置信息中的幅值变化值、抖频配置信息中的阶数、状态模块输出的状态信息以及第一计数器输出的第一控制指令，确定第一寄存器值，并根据第一寄存器值生成梯形波，将梯形波以及第一寄存器值发送给三角波模块；

第二寄存器在三角波模块输出的三角波位于峰值处时，读取三角波的峰值对应的第一寄存器值，并在三角波模块输出的三角波下一零点处，将第一寄存器值赋值给第二寄存器，作为第二寄存器值并发送给阈值计算模块。

作为一种可能的实现方式，PWM发生器根据三角波以及阈值生成目标PWM信号，包括：

若三角波的幅值大于阈值，则PWM发生器输出的目标PWM信号为高电平信号；

若三角波的幅值小于阈值，则PWM发生器输出的目标PWM信号为低电平信号。

本申请实施例的第二方面，提供一种PWM频率抖动实现装置，该装置包括上述第一方面所述的配置寄存器、PWM发生器以及信号控制模块；

信号控制模块包括：时间控制单元以及信号控制单元；

配置寄存器分别与时间控制单元的输入端以及信号控制单元的第一输入端连接，配置寄存器用于存储PWM的频率以及抖频配置信息；

时间控制单元用于获取配置寄存器中的抖频配置信息，并根据抖频配置信息生成并输出第一控制指令以及第二控制指令；

信号控制单元的第二输入端与时间控制单元的第一输出端连接，信号控制单元的第三输入端与时间控制单元的第二输出端连接，信号控制单元用于从时间控制单元的第一输出端接收第一控制指令和/或从时间控制单元的第二输出端接收到的第二控制指令之后，确定信号控制单元的信号增减状态信息，根据从配置寄存器获取的频率、抖频配置信息以及信号增减状态信息，生成三角波以及阈值，并将三角波以及阈值输出至PWM发生器，阈值用于表征PWM的幅值变换信息；

PWM发生器用于根据三角波以及阈值生成目标PWM信号。

作为一种可能的实现方式，时间控制单元包括：第一计数器以及第二计数器；

第一计数器的输入端以及第二计数器的第一输入端均与配置寄存器连接；

第一计数器的输出端分别与第二计数器的第二输入端以及信号控制单元的第二输入端连接，第一计数器基于预设的计数频率进行计数，并在达到抖频配置信息中的频率抖动时间时向第二计数器以及信号控制单元输出第一控制指令；

第二计数器的输出端与信号控制单元的第三输入端连接，第二计数器用于在接收到第一控制指令后开始计数，并在达到抖频配置信息中的抖动阶数时向信号控制单元发送第二控制指令。

作为一种可能的实现方式，信号控制单元包括：状态模块、定时模块、三角波模块以及阈值计算模块；

状态模块的输入端与第二计数器的输出端连接，状态模块的输出端与定时模块的第三输入端连接，状态模块用于在接收到第二计数器输出的第二控制指令后，向定时模块输出对应的状态信息；

定时模块的第一输入端与配置寄存器连接，定时模块的第二输入端与第一计数器的输出端连接，定时模块的第三输入端与三角波模块的第二输出端连接，定时模块的第二输出端与阈值计算模块的输入端连接，定时模块的第一输出端与三角波模块的输入端连接，定时模块用于从状态模块的输出端接收状态信息以及从第一计数器的输出端接收第一控制指令之后，根据从配置寄存器获取的频率以及抖频配置信息生成梯形波，定时模块还用于读取三角波模块输出的三角波位于峰值处对应的PWM波的幅值；

三角波模块的第一输出端与PWM发生器的第一输入端连接，阈值计算模块的输出端与PWM发生器的第二输入端连接，三角波模块用于在梯形波的作用下，生成三角波并发送至PWM发生器，阈值计算模块根据三角波位于峰值处对应的PWM波的幅值以及PWM发生器的配置属性生成阈值，并将阈值发送至PWM发生器。

作为一种可能的实现方式，定时模块包括：第一寄存器；

第一寄存器的第一输入端与配置寄存器连接，第一寄存器的第二输入端与状态模块的输出端连接，第一寄存器的第三输入端与第一计数器的输出端连接，第一寄存器的输出端与三角波模块的输入端连接，第一寄存器用于根据配置寄存器中的频率、抖频配置信息中的幅值变化值、抖频配置信息中的阶数、状态模块输出的状态信息以及第一计数器输出的第一控制指令，确定第一寄存器值，并根据第一寄存器值生成梯形波，将梯形波以及第一寄存器值发送给三角波模块。

作为一种可能的实现方式，定时模块还包括：第二寄存器；

第二寄存器的输入端与三角波模块的第二输出端连接，第二寄存器的输出端与阈值计算模块连接，第二寄存器用于在三角波模块输出的三角波位于峰值处时，读取三角波的峰值对应的第一寄存器值，并在三角波模块输出的三角波下一零点处，将第一寄存器值赋值给第二寄存器，作为第二寄存器值并发送给阈值计算模块。

本申请实施例的第三方面，提供了一种功率器件，该一种功率器件包括上述第一方面所述的PWM频率抖动实现装置。

本申请实施例的有益效果包括：

本申请实施例提供的一种PWM频率抖动实现方法，通过配置寄存器、PWM发生器、信号控制模块组成PWM频率抖动实现装置，信号控制模块包括：时间控制单元和信号控制单元，其中，配置寄存器中存储有经抖频处理后的PWM波，配置寄存器存储PWM的频率以及抖频配置信息，抖频配置信息包括：PWM频率抖动时间、PWM频率抖动阶数以及PWM频率抖动对应的幅值变化值；时间控制单元配合配置寄存器中的PWM频率以及抖频配置信号，向信号控制单元发送对应的第一控制指令和第二控制指令，第一控制指令指示PWM频率抖动时间，第二控制指令用于指示PWM频率的阶数以及幅值；信号控制单元根据第一控制指令和/或第二控制指令，确定信号控制单元的信号增减状态信息，并根据配置寄存器中的PWM频率、抖频配置信息以及信号控制单元的信号增减状态信息生成对应的三角波和阈值，PWM发生器将三角波和阈值进行比较，并输出对应的目标PWM信号，这样可以在不增加硬件电路的基础上，修改PWM抖频的控制逻辑，有效降低PWM频率突变对PWM后期控制和输出的影响。如此，可以达到减小PWM频率突变对后级电路的逻辑功能的影响，提高PWM波导通时间的可控性的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的第一种PWM频率抖动实现方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的第二种PWM频率抖动实现方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的第三种PWM频率抖动实现方法的流程图；

图4为本申请实施例提供的第四种PWM频率抖动实现方法的流程图；

图5为本申请实施例提供的第五种PWM频率抖动实现方法的流程图；

图6为本申请实施例提供的一种PWM频率抖动实现装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种时间控制单元的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种信号控制单元的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种定时模块的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种定时模块提供的梯形波示意图；

图11为本申请实施例提供的一种目标PWM信号的波形示意图；

图12为本申请实施例提供的一种功率器件的结构示意图。

附图说明：10：PWM频率抖动实现装置；101：配置寄存器；102：PWM发生器；103：信号控制模块；1031：时间控制单元；10311：第一计数器；10312：第二计数器；1032：信号控制单元；10321：状态模块；10322：定时模块；103221：第一寄存器；103222：第二寄存器；10323：三角波模块；10324：阈值计算模块；20：功率器件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

目前，PWM控制方式被广泛应用于功率器件，并通过引入PWM抖频技术以分散和降低PWM频率对功率器件内部电路的电磁干扰。然而，在PWM抖频过程中，PWM频率的突变点会严重影响PWM信号的后期控制和输出，使得PWM波形的导通时间在PWM频率突变处不可控，进而产生错误的开关信号，以使得功率器件的内部控制逻辑紊乱。另外，在PWM波的死区控制区间内，PWM波极易对功率器件的内部电路产生尖峰干扰和高频震荡，以使得功率器件的开关性能下降，甚至功率器件的开关管被严重损坏。

为此，本申请实施例提供了PWM频率抖动实现方法，通过配置寄存器、PWM发生器、时间控制单元以及信号控制单元之间互相配合形成PWM频率抖动实现装置，其中，时间控制单元获取配置寄存器中的抖频配置信息，并根据抖频配置信息生成第一控制指令以及第二控制指令；信号控制单元在接收到第二控制指令之后，根据从配置寄存器获取的频率、抖频配置信息以及接收到的第一控制指令，生成三角波以及阈值；PWM发生器根据三角波以及阈值生成目标PWM信号。可以达到减小PWM频率突变对后级电路的逻辑功能的影响，提高PWM波导通时间的可控性的效果。

以下结合附图对本申请实施例提供的PWM频率抖动实现方法进行详细地解释说明。

图1为本申请提供的一种PWM频率抖动实现方法的系统流程图，应用于PWM频率抖动实现装置，PWM频率抖动实现装置包括：配置寄存器、PWM发生器以及信号控制模块，其中，信号控制模块包括：时间控制单元以及信号控制单元。参见图1，本申请提供的PWM频率抖动实现方法包括：

S101、配置寄存器存储PWM的频率以及抖频配置信息。

可选地，配置寄存器为虚拟寄存器，配置寄存器用于存储经PWM抖频处理后的PWM波的频率以及抖频配置信息；PWM发生器用于生成理想的PWM信号；信号控制模块基于配置寄存器输入的PWM波的频率以及抖频配置信息对PWM波进行调制，以使得PWM发生器生成理想的PWM信号。

可选地，时间控制单元基于配置寄存器输入的抖频配置信息确定PWM波的频率抖动时间和PWM波的阶数，并输出对应的控制指令；信号控制单元基于配置寄存器输入的抖频配置信息、PWM的频率以及时间控制单元输出的控制指令，输出对应的控制信号，以使得PWM发生器在该控制信号的作用下生成理想的PWM信号。

可选地，配置寄存器用于存储PWM的频率以及抖频配置信息，PWM的频率用于指示经抖频技术处理后的PWM波的当前频率，PWM频率是实时变化的，抖频配置信息中包括：PWM频率抖动时间、PWM频率抖动的阶数以及PWM频率抖动对应的幅值变化值。

示例性的，配置寄存器中PWM的频率f＝24.4KHz，对应PWM频率抖动时间t＝1.28ms、PWM频率抖动的阶数n＝3、PWM频率抖动对应的幅值变化值m＝2。

值得说明的是，配置寄存器中PWM的频率与抖频配置信息一一对应。

S102、时间控制单元获取配置寄存器中的抖频配置信息，并根据抖频配置信息生成第一控制指令以及第二控制指令。

可选地，时间控制单元可以主动读取配置寄存器中的抖频配置信息，也可由配置寄存器主动下发给时间控制单元，本申请对此不做具体限定。

可选地，时间控制单元配合配置寄存器实现对PWM频率抖动的抖动时间、阶数以及幅值的控制，时间控制单元根据配置寄存器中的抖频配置信息中的PWM频率抖动时间，生成第一控制指令，第一控制指令用于指示当前时刻到达PWM频率抖动时间；时间控制单元根据配置寄存器中的抖频配置信息中的PWM频率抖动阶数以及PWM频率抖动对应的幅值变化值，生成第二控制指令，第二控制指令用于指示PWM频率的当前阶数达到PWM频率的抖动阶数。

值得注意的是，第一控制指令和第二控制指令不一定同步产生，第一控制指令是在到达PWM频率抖动时间时产生，第二控制指令是在达到PWM频率抖动阶数时产生，本申请对此不做具体限定。

S103、信号控制单元从时间控制单元的第一输出端接收第一控制指令和/或从时间控制单元的第二输出端接收到的第二控制指令之后，确定信号控制单元的信号增减状态信息，根据从配置寄存器获取的频率、抖频配置信息以及信号增减状态信息，生成三角波以及阈值，并将三角波以及阈值输出至PWM发生器，阈值用于表征PWM的幅值变换信息。

可选地，信号控制单元1032获取或接收配置寄存器中PWM的频率以及抖频配置信息，还接收时间控制单元1031输出的第一控制指令和第二控制指令，信号控制单元1032在接收到第一控制指令和/或第二控制指令后，确定PWM波的当前幅值对应的增减状态，并根据PWM频率、抖频配置信息以及增减状态以及第一控制指令生成三角波和阈值。

可选地，信号控制单元的信号增减状态信息用于指示配置寄存器的PWM的当前幅值对应的信号增减状态，信号增减的幅度与PWM频率抖动对应的幅度变化值保持一致，如信号增减状态信息指示信号控制单元的信号状态为增加，则将信号控制单元的信号M1增加PWM频率抖动对应的幅度变化值m，信号控制单元的信号M＝M1+m。

可选地，阈值用于表征PWM波的当前频率、当前抖动阶数以及当前幅值变化值对应的幅值变换信息，幅值变换信息用于指示PWM波的当前幅值增减趋势。

S104、PWM发生器根据三角波以及阈值生成目标PWM信号。

可选地，PWM发生器将三角波与阈值进行比较，并根据三角波与阈值的比较结果输出符合需求的PWM信号，目标PWM信号用于指示符合需求的PWM信号，也可以认定为理想的PWM信号。

在本申请实施例中，通过配置寄存器、PWM发生器、信号控制模块组成PWM频率抖动实现装置，信号控制模块包括：时间控制单元和信号控制单元，其中，配置寄存器中存储有经抖频处理后的PWM波，配置寄存器存储PWM的频率以及抖频配置信息，抖频配置信息包括：PWM频率抖动时间、PWM频率抖动阶数以及PWM频率抖动对应的幅值变化值；时间控制单元配合配置寄存器中的PWM频率以及抖频配置信号，向信号控制单元发送对应的第一控制指令和第二控制指令，第一控制指令指示PWM频率抖动时间，第二控制指令用于指示PWM频率的阶数以及幅值；信号控制单元根据第一控制指令和/或第二控制指令，确定信号控制单元的信号增减状态信息，并根据配置寄存器中的PWM频率、抖频配置信息以及信号控制单元的信号增减状态信息生成对应的三角波和阈值，PWM发生器将三角波和阈值进行比较，并输出对应的目标PWM信号，这样可以在不增加硬件电路的基础上，修改PWM抖频的控制逻辑，有效降低PWM频率突变对PWM后期控制和输出的影响。如此，可以达到减小PWM频率突变对后级电路的逻辑功能的影响，提高PWM波导通时间的可控性的效果。

一种可能的实现方式中，参见图2，步骤S102的操作具体可以为：

S201、时间控制单元中的第一计数器基于预设的计数频率进行计数，并在达到抖频配置信息中的频率抖动时间时向时间控制单元中的第二计数器以及信号控制单元输出第一控制指令。

可选地，第一计数器和第二计数器均有其对应的取值范围，第一计数器的取值范围由PWM频率抖动时间和第一计数器的计数频率决定，第二计数器的取值范围由PWM频率抖动阶数决定，本申请对此不做具体限定。

可选地，预设的计数频率是指第一计数器的计数频率，第一计数器按照预设的计数频率开始计数加1，第一计数器配合配置寄存器，直至达到配置寄存器中抖频配置信息中的频率抖动时间时，第一计数器输出第一控制指令，第一控制指令为第一计数器的最大值，若第一计数器的预设的计数频率为F，配置寄存器中抖频配置信息中PWM的频率抖动时间为t，则第一计数器的取值范围为0～t×F-1，第一计数器按照预设的计数频率循环计数时，达到PWM的频率抖动时间t，第一计数器对应的计数数值就为t×F-1，第一计数器输出第一控制指令。

值得注意的是，第一计数器的计数数值未达到最大值，即第一计数器的计数未达到PWM的频率抖动时间时，第一计数器不输出第一控制指令。

S202、第二计数器在接收到第一控制指令后开始计数，并在达到抖频配置信息中的抖动阶数时向信号控制单元发送第二控制指令。

可选地，第二计数器在接收到第一控制指令后开始计数加1，第二计数器的取值范围由配置寄存器中抖频配置信息中的PWM频率抖动阶数决定，如抖频配置信息中的PWM频率抖动阶数为n，则第二计数器的取值范围就为0～n，本申请对此不做具体限定。

可选地，第二计数器根据第一计数器发送的第一控制指令循环计数，直至第二计数器的计数数值达到最大值，即第二计数器的计数达到抖频配置信息中的抖动阶数时，第二计数器输出第二控制指令。

一种可能的实现方式中，参见图3，步骤S203的操作具体可以为：

S301、状态模块在接收到第二计数器输出的第二控制指令后，向定时模块输出对应的状态信息。

可选地，状态模块的核心工作由状态寄存器实现，定时模块中包含多个寄存器，由寄存器和内置处理器实现数据处理，三角波模块用于产生三角波波形，阈值计算模块用于根据定时模块输出的信号以及PWM发生器的输入属性计算阈值。

可选地，状态模块响应第二控制指令，对自身的状态进行调整，如默认状态模块在未接收到第二控制指令的状态为0，则状态模块接收到第二控制指令时，状态模块的状态取反，状态模块的状态取反变为1。

可选地，状态模块输出的状态信息用于指示定时模块的信号增减状态，如状态模块输出的状态信号为0，定时模块作出响应的信号减小m；状态模块输出的状态信号为1，定时模块作出响应的信号增加m。

S302、定时模块从状态模块的输出端接收状态信息以及从第一计数器的输出端接收第一控制指令之后，根据从配置寄存器获取的频率以及抖频配置信息生成梯形波，定时模块还读取三角波模块输出的三角波位于峰值处对应的PWM波的幅值。

可选地，定时模块根据状态模块输出的状态信号和第一计数器输出的第一控制指令，确定定时模块的信号增减状态，若状态模块输出的状态信息为0，且定时模块还接收到第一控制指令t×F-1，则定时模块需减小信号值；若状态模块输出的状态信息为1，且定时模块还接收到第一控制指令t×F-1，则定时模块需增加信号值。值得说明的是，定时模块对信号的增加和减小均按照配置寄存器中的抖频配置信号指示的PWM抖频对应的幅度变化值进行调节。

可选地，定时模块根据从配置寄存器获取的PWM频率、抖频配置信息以及定时模块调制后的信号生成梯形波，梯形波用于调节三角波模块的三角波的幅值。

可选地，定时模块在三角波模块输出三角波的峰值处读取调制后信号对应的幅值，调制后信号对应的幅值与PWM信号的当前频率以及抖频配置信息保持对应关系。

S303、三角波模块在梯形波的作用下，生成三角波并发送至PWM发生器，阈值计算模块根据三角波位于峰值处对应的PWM波的幅值以及PWM发生器的配置属性生成阈值，并将阈值发送至PWM发生器。

可选地，PWM发生器的配置属性用于指示PWM发生器的输入角度和输入调制比等信息，PWM发生器的配置属性由PWM发生器自身的规格决定。

可选地，三角波模块在梯形波的作用下调整初始的基准三角波的幅值，生成新的三角波并发送至PWM发生器，同时，定时模块读取三角波模块输出三角波的峰值处的信号幅值，并在三角波处于下一个零点处时，将该信号幅值发送至阈值计算模块，阈值计算模块根据该幅值以及PWM发生器的配置属性生成阈值，并将生成的阈值发送至PWM发生器。

一种可能的实现方式中，参见图4，步骤S302的操作具体可以为：

S401、第一寄存器根据配置寄存器中的频率、抖频配置信息中的幅值变化值、抖频配置信息中的阶数、状态模块输出的状态信息以及第一计数器输出的第一控制指令，确定第一寄存器值，并根据第一寄存器值生成梯形波，将梯形波以及第一寄存器值发送给三角波模块。

可选地，第一寄存器对应的寄存器值是由第一计数器的预设的计数频率、配置寄存器中存储的PWM频率以及定时模块对应的增减状态确定的。其中，第一寄存器处于初始化状态时，第一寄存器的第一寄存器值M＝F/(2×f)-1，M表示第一寄存器的第一寄存器值，F表示第一计数器的计数频率，f表示PWM的当前频率，当PWM频率发生突变时，第一寄存器的第一寄存器值发生改变，本申请对此不做具体限定。

可选地，抖频配置信息中的幅度变化值用于指示PWM频率发生抖动时，对应的PWM的幅值变化的跨度；抖频配置信息中的阶数用于指示PWM频率发生抖动时，PWM的阶数的跨度；状态模块输出的状态信息用于指示定时模块中第一寄存器的第一寄存器值的增减状态，根据第一寄存器值生成对应的梯形波，并将梯形波和第一寄存器值均发送给三角波模块，三角波模块在三角波的峰值处标记第一寄存器值。

示例性的，若第一寄存器当前接收的PWM的频率f＝24.4KHz，对应PWM频率抖动时间t＝1.28ms、PWM频率抖动的阶数n＝3、PWM频率抖动对应的幅值变化值m＝2，第一计数器的计数频率F＝25MHz，第一计数器以频率F＝25MHz循环计数，计数范围为0～31999，第二计数器的计数范围为0～2，第二计数器的当前计数数值为1，则状态模块当前输出的状态信息为0，且第一寄存器当前接收第一计数器的第一控制指令为31999时，第一寄存器的第一寄存器值进行减m，第一寄存器的寄存器值M＝[25000KHz/(2×24.4KHz)-1]-2近似等于509。

S402、第二寄存器在三角波模块输出的三角波位于峰值处时，读取三角波的峰值对应的第一寄存器值，并在三角波模块输出的三角波下一零点处，将第一寄存器值赋值给第二寄存器，作为第二寄存器值并发送给阈值计算模块。

可选地，第二寄存器在三角波模块输出的三角波峰值处读取第一寄存器值，并在三角波模块输出的三角波的下一个零点处将第一寄存器值赋值给第二寄存器，得到第二寄存器值，并将第二寄存器值作为阈值计算模块的输入信号。

可选地，将第一寄存器值赋值给第二寄存器后，第二寄存器值可作为三角波模块的三角波的下一个峰值处对应的幅值。

值得注意的是，若第一寄存器未接收到第一控制指令，但配置寄存器中PWM频率发生突变，则定时模块需要在三角波模块输出的三角波的零点处更新第一寄存器的寄存器值，且更新的第一寄存器值需要满足PWM频率的抖动时间以及PWM频率抖动周期内的阶数，PWM频率抖动周期内的阶数保持不变。

示例性的，若第一寄存器当前接收的PWM的频率发生突变，PWM的频率由f 1＝24.4KHz突变为f 2＝48.8KHz，对应PWM频率抖动时间t＝1.28ms、PWM频率抖动的阶数n＝6、PWM频率抖动对应的幅值变化值m＝1，第一计数器的计数频率F＝25MHz，第一计数器以频率F＝25MHz循环计数，计数范围为0～31999，第一寄存器当前未接收第一控制指令，第二计数器的计数范围为0～5，第二计数器的当前计数数值为5，第一寄存器当前接收到第二控制指令，则状态模块的状态取反，状态模块当前输出的状态信息为1；若第二计数器的当前计数数值为3，第一寄存器当前未接收到第二控制指令，但PWM的频率发生突变，且PWM频率抖动对应的幅值变化值m＝1，则在三角波模块输出的三角波的零点处立刻更新第一寄存器值，第一寄存器的寄存器值M＝[25000KHz/(2×48.8KHz)-1]-m×3近似等于252，第一寄存器的上一第一寄存器值的持续时间t1与更新后的第一寄存器值的持续时间t2之和等于PWM频率抖动时间；若第二计数器的计数数值不清零，直至第二计数器的计数数值为5时，第一寄存器当前接收到第二计数器的第二控制指令，同时第二计数器的计数数值变为4。

一种可能的实现方式中，参见图5，步骤S104的操作具体可以为：

S501、若三角波的幅值大于阈值，则PWM发生器输出的目标PWM信号为高电平信号。

可选地，若PWM发生器确定三角波的幅值大于阈值，PWM发生器对应输出的PWM信号就为高电平信号。

S502、若三角波的幅值小于阈值，则PWM发生器输出的目标PWM信号为低电平信号。

可选地，若PWM发生器确定三角波的幅值小于阈值，PWM发生器对应输出的PWM信号就为低电平信号。

示例性的，若PWM发生器当前接收到三角波模块发送的三角波波形对应的幅值为A1、阈值计算模块发送的阈值为a1，PWM发生器确定A1>a1，则PWM发生器输出的目标PWM信号就为高电平信号1；若PWM发生器当前接收到三角波模块发送的三角波波形对应的幅值为A2、阈值计算模块发送的阈值为a2，PWM发生器确定A2<a2，则PWM发生器输出的目标PWM信号就为低电平信号0。

以下结合附图对本申请实施例提供的PWM频率抖动实现装置进行详细地解释说明。

图6为本申请提供的一种PWM频率抖动实现装置的结构示意图，参见图6，本申请实施例提供一种PWM频率抖动实现装置10包括：配置寄存器101、PWM发生器102以及信号控制模块103。其中，信号控制模块103包括：时间控制单元1031以及信号控制单元1032。

配置寄存器101分别与时间控制单元1031的输入端以及信号控制单元1032的第一输入端连接，配置寄存器101用于存储PWM的频率以及抖频配置信息。

时间控制单元1031用于获取配置寄存器101中的抖频配置信息，并根据抖频配置信息生成并输出第一控制指令以及第二控制指令。

信号控制单元1032的第二输入端与时间控制单元1031的第一输出端连接，信号控制单元1032的第三输入端与时间控制单元1031的第二输出端连接，信号控制单元1032用于从时间控制单元1031的第一输出端接收第一控制指令和/或从时间控制单元1031的第二输出端接收到的第二控制指令之后，确定信号控制单元1032的信号增减状态信息，根据从配置寄存器101获取的频率、抖频配置信息以及信号增减状态信息，生成三角波以及阈值，并将三角波以及阈值输出至PWM发生器102，阈值用于表征PWM的幅值变换信息。

PWM发生器102用于根据三角波以及阈值生成目标PWM信号。

图7为本申请提供的一种时间控制单元的结构示意图，参见图7，本申请实施例提供一种时间控制单元1031包括：第一计数器10311以及第二计数器10312。

第一计数器10311的输入端以及第二计数器10312的第一输入端均与配置寄存器101连接。

可选地，第一计数器10311和第二计数器10312均从配置寄存器中获取PWM频率以及抖频配置信息。

第一计数器10311的输出端分别与第二计数器10312的第二输入端以及信号控制单元1032的第二输入端连接，第一计数器10311基于预设的计数频率进行计数，并在达到抖频配置信息中的频率抖动时间时向第二计数器10312以及信号控制单元1032输出第一控制指令。

第二计数器10312的输出端与信号控制单元1032的第三输入端连接，第二计数器10312用于在接收到第一控制指令后开始计数，并在达到抖频配置信息中的抖动阶数时向信号控制单元1032发送第二控制指令。

图8为本申请提供的一种信号控制单元的结构示意图，参见图8，本申请实施例提供一种信号控制单元1032包括：状态模块10321、定时模块10322、三角波模块10323以及阈值计算模块10324。

状态模块10321的输入端与第二计数器10312的输出端连接，状态模块10321的输出端与定时模块10322的第三输入端连接，状态模块10321用于在接收到第二计数器10312输出的第二控制指令后，向定时模块10322输出对应的状态信息。

定时模块10322的第一输入端与配置寄存器101连接，定时模块10322的第二输入端与第一计数器10311的输出端连接，定时模块10322的第三输入端与三角波模块10323的第二输出端连接，定时模块10322的第二输出端与阈值计算模块10324的输入端连接，定时模块10322的第一输出端与三角波模块10323的输入端连接，定时模块10322用于从状态模块10321的输出端接收状态信息以及从第一计数器10311的输出端接收第一控制指令之后，根据从配置寄存器101获取的频率以及抖频配置信息生成梯形波，定时模块10322还用于读取三角波模块10323输出的三角波位于峰值处对应的PWM波的幅值。

三角波模块10323的第一输出端与PWM发生器102的第一输入端连接，阈值计算模块10324的输出端与PWM发生器102的第二输入端连接，三角波模块10323用于在梯形波的作用下，生成三角波并发送至PWM发生器102，阈值计算模块10324根据三角波位于峰值处对应的PWM波的幅值以及PWM发生器102的配置属性生成阈值，并将阈值发送至PWM发生器102。

图9为本申请提供的一种定时模块的结构示意图，参见图9，本申请实施例提供一种定时模块10322包括：第一寄存器103221以及第二寄存器103222。

第一寄存器103221的第一输入端与配置寄存器101连接，第一寄存器103221的第二输入端与状态模块10321的输出端连接，所述第一寄存器103221的第三输入端与第一计数器10311的输出端连接，第一寄存器103221的输出端与三角波模块10323的输入端连接，第一寄存器103221用于根据配置寄存器101中的频率、抖频配置信息中的幅值变化值、抖频配置信息中的阶数、状态模块10321输出的状态信息以及第一计数器10311输出的第一控制指令，确定第一寄存器值，并根据第一寄存器值生成梯形波，将梯形波以及第一寄存器值发送给三角波模块10323。

第二寄存器103222的输入端与三角波模块10323的第二输出端连接，第二寄存器103222的输出端与阈值计算模块10324连接，第二寄存器103222用于在三角波模块10323输出的三角波位于峰值处时，读取三角波的峰值对应的第一寄存器值，并在三角波模块10323输出的三角波下一零点处，将第一寄存器值赋值给第二寄存器103222，作为第二寄存器值并发送给阈值计算模块10324。

图10为本申请提供的一种定时模块提供的梯形波示意图，参见图10，可知定时模块中第一寄存器的第一寄存器值与梯形波之间的关系。

图11为本申请提供的一种目标PWM信号的波形示意图，参见图11，可以明确第一寄存器值与第二寄存器值之间的关系，还可以确定第一寄存器值对应的梯形波、第二寄存器值对应的梯形波、三角波以及阈值对目标PWM信号的影响。

图12为本申请提供的一种功率器件的结构示意图，参见图12，本申请实施例提供的一种功率器件20包括上述的PWM频率抖动实现装置10，PWM频率抖动实现装置10用于实现上述的PWM频率抖动实现方法，其具体实现过程与上述方法具体步骤一致，本申请在此不做赘述。

上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PWM频率抖动实现方法，其特征在于，应用于PWM频率抖动实现装置，所述PWM频率抖动实现装置包括：配置寄存器、PWM发生器以及信号控制模块，其中，所述信号控制模块包括：时间控制单元以及信号控制单元，所述方法包括：

所述配置寄存器存储PWM的频率以及抖频配置信息；

所述时间控制单元获取所述配置寄存器中的所述抖频配置信息，并根据所述抖频配置信息生成第一控制指令以及第二控制指令；

所述信号控制单元从所述时间控制单元的第一输出端接收所述第一控制指令和/或从所述时间控制单元的第二输出端接收到的所述第二控制指令之后，确定所述信号控制单元的信号增减状态信息，根据从所述配置寄存器获取的所述频率、所述抖频配置信息以及所述信号增减状态信息，生成三角波以及阈值，并将所述三角波以及所述阈值输出至所述PWM发生器，所述阈值用于表征所述PWM的幅值变换信息；

所述PWM发生器根据所述三角波以及所述阈值生成目标PWM信号。

2.根据权利要求1所述的PWM频率抖动实现方法，其特征在于，所述根据所述抖频配置信息生成并输出第一控制指令以及第二控制指令，包括：

所述时间控制单元中的第一计数器基于预设的计数频率进行计数，并在达到所述抖频配置信息中的频率抖动时间时向所述时间控制单元中的第二计数器以及所述信号控制单元输出所述第一控制指令；

所述第二计数器在接收到所述第一控制指令后开始计数，并在达到所述抖频配置信息中的抖动阶数时向所述信号控制单元发送所述第二控制指令。

3.根据权利要求2所述的PWM频率抖动实现方法，其特征在于，所述根据从所述配置寄存器获取的所述频率、所述抖频配置信息以及从所述时间控制单元的第一输出端接收到的所述第一控制指令，生成三角波以及阈值，并将所述三角波以及所述阈值输出至所述PWM发生器，包括：

状态模块在接收到所述第二计数器输出的第二控制指令后，向定时模块输出对应的状态信息；

所述定时模块从所述状态模块的输出端接收所述状态信息以及从所述第一计数器的输出端接收所述第一控制指令之后，根据从所述配置寄存器获取的所述频率以及所述抖频配置信息生成梯形波，所述定时模块还读取三角波模块输出的三角波位于峰值处对应的PWM波的幅值；

所述三角波模块在所述梯形波的作用下，生成三角波并发送至所述PWM发生器，阈值计算模块根据所述三角波位于峰值处对应的PWM波的幅值以及所述PWM发生器的配置属性生成阈值，并将所述阈值发送至所述PWM发生器。

4.根据权利要求3所述的PWM频率抖动实现方法，其特征在于，所述定时模块从所述状态模块的输出端接收所述状态信息以及从所述第一计数器的输出端接收所述第一控制指令之后，根据从所述配置寄存器获取的所述频率以及所述抖频配置信息生成梯形波，所述定时模块还读取所述三角波模块输出的三角波位于峰值处对应的PWM波的幅值，包括：

第一寄存器根据所述配置寄存器中的所述频率、所述抖频配置信息中的幅值变化值、所述抖频配置信息中的阶数、所述状态模块输出的所述状态信息以及所述第一计数器输出的第一控制指令，确定第一寄存器值，并根据所述第一寄存器值生成梯形波，将所述梯形波以及所述第一寄存器值发送给所述三角波模块；

第二寄存器在所述三角波模块输出的三角波位于峰值处时，读取所述三角波的峰值对应的第一寄存器值，并在所述三角波模块输出的三角波下一零点处，将所述第一寄存器值赋值给所述第二寄存器，作为第二寄存器值并发送给所述阈值计算模块。

5.根据权利要求4所述的PWM频率抖动实现方法，其特征在于，所述PWM发生器根据所述三角波以及所述阈值生成目标PWM信号，包括：

若所述三角波的幅值大于所述阈值，则所述PWM发生器输出的目标PWM信号为高电平信号；

若所述三角波的幅值小于所述阈值，则所述PWM发生器输出的目标PWM信号为低电平信号。

6.一种PWM频率抖动实现装置，其特征在于，所述PWM频率抖动实现装置包括权利要求1-5任一项所述的配置寄存器、PWM发生器以及信号控制模块；

所述信号控制模块包括：时间控制单元以及信号控制单元；

所述配置寄存器分别与所述时间控制单元的输入端以及所述信号控制单元的第一输入端连接，所述配置寄存器用于存储PWM的频率以及抖频配置信息；

所述时间控制单元用于获取所述配置寄存器中的所述抖频配置信息，并根据所述抖频配置信息生成并输出第一控制指令以及第二控制指令；

所述信号控制单元的第二输入端与所述时间控制单元的第一输出端连接，所述信号控制单元的第三输入端与所述时间控制单元的第二输出端连接，所述信号控制单元用于从所述时间控制单元的第一输出端接收所述第一控制指令和/或从所述时间控制单元的第二输出端接收到的所述第二控制指令之后，确定所述信号控制单元的信号增减状态信息，根据从所述配置寄存器获取的所述频率、所述抖频配置信息以及所述信号增减状态信息，生成三角波以及阈值，并将所述三角波以及所述阈值输出至所述PWM发生器，所述阈值用于表征所述PWM的幅值变换信息；

所述PWM发生器用于根据所述三角波以及所述阈值生成目标PWM信号。

7.根据权利要求6所述的PWM频率抖动实现装置，其特征在于，所述时间控制单元包括：第一计数器以及第二计数器；

所述第一计数器的输入端以及所述第二计数器的第一输入端均与所述配置寄存器连接；

所述第一计数器的输出端分别与所述第二计数器的第二输入端以及所述信号控制单元的第二输入端连接，所述第一计数器基于预设的计数频率进行计数，并在达到所述抖频配置信息中的频率抖动时间时向所述第二计数器以及所述信号控制单元输出所述第一控制指令；

所述第二计数器的输出端与所述信号控制单元的第三输入端连接，所述第二计数器用于在接收到所述第一控制指令后开始计数，并在达到所述抖频配置信息中的抖动阶数时向所述信号控制单元发送所述第二控制指令。

8.根据权利要求7所述的PWM频率抖动实现装置，其特征在于，所述信号控制单元包括：状态模块、定时模块、三角波模块以及阈值计算模块；

所述状态模块的输入端与所述第二计数器的输出端连接，所述状态模块的输出端与所述定时模块的第三输入端连接，所述状态模块用于在接收到所述第二计数器输出的第二控制指令后，向所述定时模块输出对应的状态信息；

所述定时模块的第一输入端与所述配置寄存器连接，所述定时模块的第二输入端与所述第一计数器的输出端连接，所述定时模块的第三输入端与所述三角波模块的第二输出端连接，所述定时模块的第二输出端与所述阈值计算模块的输入端连接，所述定时模块的第一输出端与所述三角波模块的输入端连接，所述定时模块用于从所述状态模块的输出端接收所述状态信息以及从所述第一计数器的输出端接收所述第一控制指令之后，根据从所述配置寄存器获取的所述频率以及所述抖频配置信息生成梯形波，所述定时模块还用于读取所述三角波模块输出的三角波位于峰值处对应的PWM波的幅值；

所述三角波模块的第一输出端与所述PWM发生器的第一输入端连接，所述阈值计算模块的输出端与所述PWM发生器的第二输入端连接，所述三角波模块用于在所述梯形波的作用下，生成三角波并发送至所述PWM发生器，所述阈值计算模块根据所述三角波位于峰值处对应的PWM波的幅值以及所述PWM发生器的配置属性生成阈值，并将所述阈值发送至所述PWM发生器。

9.根据权利要求8所述的PWM频率抖动实现装置，其特征在于，所述定时模块包括：第一寄存器；

所述第一寄存器的第一输入端与所述配置寄存器连接，所述第一寄存器的第二输入端与所述状态模块的输出端连接，所述第一寄存器的第三输入端与所述第一计数器的输出端连接，所述第一寄存器的输出端与所述三角波模块的输入端连接，所述第一寄存器用于根据所述配置寄存器中的所述频率、所述抖频配置信息中的幅值变化值、所述抖频配置信息中的阶数、所述状态模块输出的所述状态信息以及所述第一计数器输出的第一控制指令，确定第一寄存器值，并根据所述第一寄存器值生成梯形波，将所述梯形波以及所述第一寄存器值发送给所述三角波模块。

10.根据权利要求9所述的PWM频率抖动实现装置，其特征在于，所述定时模块还包括：第二寄存器；

所述第二寄存器的输入端与所述三角波模块的第二输出端连接，所述第二寄存器的输出端与所述阈值计算模块连接，所述第二寄存器用于在所述三角波模块输出的三角波位于峰值处时，读取所述三角波的峰值对应的第一寄存器值，并在所述三角波模块输出的三角波下一零点处，将所述第一寄存器值赋值给所述第二寄存器，作为第二寄存器值并发送给所述阈值计算模块。