CN211670841U - 脉冲宽度调变信号产生电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种脉冲宽度调变信号产生电路，包括第一信号产生器、输出端、第一电压产生电路以及第二电压产生电路。第一信号产生器提供第一信号。第一电压产生电路包括分压电路且耦接第一信号产生器与输出端，依据第一信号与分压电路提供第一预设电压至输出端。第二电压产生电路耦接第一信号产生器与输出端，且依据第一信号提供第二预设电压至输出端。第一预设电压比第二预设电压先提供至输出端，且第一预设电压持续提供预设时间后，第一预设电压产生电路停止提供第一预设电压。
Description
技术领域
本实用新型是关于脉冲宽度调变信号产生电路，具体而言，本实用新型是关于可提供两种不同高位准电压的脉冲宽度调变信号的脉冲宽度调变信号产生电路。
背景技术
现有技术的电源供应器，为配合不同的驱动器的应用，控制器需支援高位准电压为3.3V或5V的两种脉冲宽度调变信号的输出，现有技术的控制器若要同时达到能输出上述二种高位准电压的输出，通常需要新增接脚从外部引用不同的电源，如图1所示。图1是现有技术的电源供应器，如图1所示，在脉冲频宽调变(Pulse Width Modulation，以下简称PWM)产生器11包括脉冲频宽调变逻辑电路111及输出级112，脉冲频宽调变逻辑电路111提供信号PONB至输出级112，以让输出级112通过输出端Q提供PWM信号给驱动器或驱动器金氧半晶体管(Driver-MOSFET,DrMOS)。而输出级112若要提供3.3V的电压，则需额外的接脚连接3.3V的外部电压。而若直接利用线性稳压器(Low-dropout regulator，以下简称LDO)或其他降压电路将5V工作电压VDD转为3.3V的PWM输出电压，需要大量的额外面积，且此结构需通过缓冲器(buffer)固定PWM的高位准电压会导致PWM波形转态过慢，不利高频切换的应用。
实用新型内容
本实用新型的一目的在于提供一种脉冲宽度调变信号产生电路，其可提供3.3V及5V两种不同高位准电压的脉冲宽度调变信号。
于一实施例，本实用新型的脉冲宽度调变信号产生电路，包括：第一信号产生器，提供第一信号；输出端；第一电压产生电路，包括分压电路且耦接第一信号产生器与输出端，依据第一信号与分压电路提供第一预设电压至输出端；以及第二电压产生电路，耦接第一信号产生器与输出端，且依据第一信号提供第二预设电压至输出端。在第一信号的一个信号周期中，第一预设电压比第二预设电压先提供至输出端，且第一预设电压持续提供一段预设时间后，第一预设电压产生电路停止提供第一预设电压。
于一实施例，第一预设电压的值等于预设时间后的第二预设电压的值。
于一实施例，第一电压产生电路还包括脉冲产生器，脉冲产生器接收第一信号以致能分压电路并持续所述段预设时间。
于一实施例，第二电压产生电路还包括钳位电路，钳位电路包括运算放大器及第一晶体管，以产生第二预设电压。
于一实施例，第二电压产生电路还包括源极随耦电路，源极随耦电路包括第一开关及与第一晶体管匹配的第二晶体管，第二晶体管的控制端耦接运算放大器的输出端，第一开关耦接第二晶体管，接收第一信号以控制第二电压的输出。
于一实施例，脉冲宽度调变信号产生电路还包括第二输出级及第二信号产生器，源极随耦电路耦接第二输出级及第二信号产生器，并根据第二信号产生器提供的第二信号输出第二预设电压至第二输出级。
相较于现有技术，本实用新型的脉冲宽度调变信号产生电路可提供3.3V(第一预设电压及/或第二预设电压)及5V(工作电压)两种不同高位准电压的脉冲宽度调变信号给驱动器，且不用额外的电源接脚或额外的电源供应电路，成本较低。另一方面，本实用新型产生的脉冲宽度调变信号可快速转态，符合高频应用的趋势。
附图说明
图1是现有技术的电源供应器；
图2是根据本实用新型一实施例的脉冲宽度调变信号产生电路示意图；
图3是根据本实用新型一实施例的信号波形示意图。
主要元件符号说明：
11 脉冲宽度调变信号产生器
111 脉冲宽度调变信号逻辑电路
112 输出级
21 第一信号产生器
22 第一输出级
221 第一电压产生电路
2211 分压电路
2212 脉冲产生器
M1、M2、M3、M4 切换元件
23 第二电压产生电路
231 钳位电路
2311 运算放大器
232 源极随耦电路
2321 开关
P1、P2 晶体管
PON1、PON2、PG3V、PG3VB、PONB 信号
V1、V2、VDD 电压
24 第二输出级
25 第二信号产生器
具体实施方式
图2是根据本实用新型一实施例的脉冲宽度调变信号产生电路示意图。如图2所示，本实用新型的脉冲宽度调变信号产生电路包括：第一信号产生器21、输出端Q、第一电压产生电路221以及第二电压产生电路23。第一信号产生器21提供第一信号PON1，第一信号产生器21为脉冲宽度逻辑电路。第一电压产生电路221包括分压电路2211耦接第一信号产生器21与输出端Q，且依据第一信号PON1与分压电路2211提供第一预设电压V1至输出端Q。第二电压产生电路23耦接第一信号产生器222与输出端Q，且依据第一信号PON1提供第二预设电压V2至输出端Q。此外，第一预设电压V1比第二预设电压V2先提供至输出端Q，且第一预设电压V1持续提供预设时间后，第一电压产生电路222停止提供第一预设电压V1。
第一电压产生电路221包括脉冲产生器2212及分压电路2211，脉冲产生器2212耦接第一信号产生器21，接收第一信号PON1以致能分压电路2211一段预设时间。分压电路2211耦接于工作电压VDD及接地电压之间，用以产生第一预设电压V1。第一电压产生电路221还包括第一切换元件M1及第二切换元件M2，且分压电路2211设置于第一切换元件M1及第二切换元件M2之间。第一切换元件M1及第二切换元件M2的控制端耦接脉冲产生器2212，根据脉冲信号PG3V、PG3VB控制第一预设电压V1的持续时间。于本实施例，第一电压产生电路221与第三切换元件M3、第四切换元件M4组成第一输出级22。
第三切换元件M3的目的在于可使输出端Q提供高位准电压为工作电压VDD的脉冲宽度调变信号。当输出端Q需要提供高位准电压为VDD的脉冲宽度调变信号时，则通过例如熔丝熔断的方式启用第三切换元件M3且禁用第一电压产生电路221及第二电压产生电路23。
第二电压产生电路23包括由运算放大器2311与第一晶体管P1构成的钳位电路231，以产生第二预设电压V2。第二电压产生电路23还包括源极随耦电路(sourcefollower)232，耦接于运算放大器2311与输出端Q之间，根据第一信号PON1输出第二预设电压V2。源极随耦电路232还耦接第二输出级24及第二信号产生器25，根据第二信号产生器25提供的第二信号PON2输出第二预设电压V2至第二输出级24。
源极随耦电路232包括第一开关2321及与第一晶体管P1匹配的第二晶体管P2，第一开关2321耦接第二晶体管P2，接收第一信号PON1以控制第二电压V2的输出。第二晶体管P2的控制端P21耦接运算放大器2311的输出端，因为第二晶体管P2与第一晶体管P1匹配，其栅极均耦接运算放大器2311的输出端，且其一端均耦接工作电压VDD，在两端电压被固定的情况下，另一端也会产生相同的第二预设电压V2。
在多相应用中，源极随耦电路232还可耦接第二输出级24及第二信号产生器25，用以产生另一相的脉冲宽度调变信号。第二信号产生器25为另一相的脉冲宽度调变逻辑电路，源极随耦电路232根据第二信号产生器25提供的第二信号PON2输出所述第二预设电压V2至所述第二输出级24，用以产生另一相的脉冲宽度调变信号。第二输出级24的内容及操作可与第一输出级22相同，在此不多赘述。
图3是根据本实用新型一实施例的信号波形示意图。请参照图2及图3，当第一信号PON1转为高位准时(HIGH)，脉冲产生器2212将被触发产生一对方波信号PG3V及PG3VB，导通分压电路221与工作电压VDD及接地电压的通路，以通过电阻分压的方式产生第一预设电压V1，快速将输出端Q的信号拉至电压高位准，即第一预设电压V1。于此同时，第二电压产生电路23中的第一开关2321接收第一信号PON1而导通，连接晶体管P2与工作电压VDD，使得第二电压产生电路23于输出端Q的输出电压开始拉抬。在方波信号PG3V及PG3VB的持续时间内，输出端Q的信号的位准已拉至3.3V(第一预设电压V1)，且继续以第一预设电压V1作为输出端Q的信号。而在方波信号PG3V及PG3VB的持续时间结束后，第二电压产生电路23于输出端Q的输出电压已拉抬至第二预设电压V2的准位，此时第一预设电压V1供应中断，改由第二电压产生电路输出的电压位准(第二预设电压V2)继续维持输出端Q的电压的位准。实务上，在两个预设电压的交接期间，输出端Q的电压位准可能会产生小幅度的抖动(ripper)。
本实用新型的脉冲宽度调变信号产生电路通过脉冲信号致能分压电路，将工作电压分压成较低的电位，以在脉冲宽度调变信号由低位准转高位准时快速将电压拉至所需的位准。由于分压电路耗电流较大，故再通过第二电压产生电路接续固定住电压，以保持脉冲宽度调变信号的高位准电压的稳定。
本实用新型的脉冲宽度调变信号产生电路，在脉冲宽度调变信号的高位准电压为5V的工作电压位准时，启用输出级中连接工作电压与输出端的切换元件，并禁用第一电压产生电路及第二电压产生电路。在脉冲宽度调变信号的高位准电压为3.3V的电压位准时，则利用转态速度快的第一电压产生电路搭配耗能较低的第二电压产生电路，从5V的工作电压中产生3.3V高位准信号，让脉冲宽度调变信号的转态耗电流与转态速度皆在容许范围内，不需要额外接脚连接3.3V电源或额外的电源供应电路。
再者，本实用新型于多相应用中，可通过源极随耦电路连接多个相位，仅需一个第二电压产生电路即可支援多组脉冲宽度调变信号的输出，大幅节省电路面积。
已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本实用新型的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本实用新型的范围。相反地，包含于申请专利范围的精神及范围的修改及均等设置均包含于本实用新型的范围内。
Claims (6)
1.一种脉冲宽度调变信号产生电路，其特征在于，包括：
第一信号产生器，提供第一信号；
输出端；
第一电压产生电路，包括分压电路且耦接所述第一信号产生器与所述输出端，依据所述第一信号与所述分压电路提供第一预设电压至所述输出端；以及
第二电压产生电路，耦接所述第一信号产生器与所述输出端，且依据所述第一信号提供第二预设电压至所述输出端，
其中所述第一预设电压比所述第二预设电压先提供至所述输出端，且所述第一预设电压持续提供一段预设时间后，所述第一预设电压产生电路停止提供所述第一预设电压。
2.根据权利要求1所述的脉冲宽度调变信号产生电路，其特征在于，所述第一预设电压的值等于所述预设时间后的所述第二预设电压的值。
3.根据权利要求1所述的脉冲宽度调变信号产生电路，其特征在于，所述第一电压产生电路还包括脉冲产生器，所述脉冲产生器接收所述第一信号以致能所述分压电路并持续所述段预设时间。
4.根据权利要求1所述的脉冲宽度调变信号产生电路，其特征在于，所述第二电压产生电路还包括一钳位电路，所述钳位电路包括运算放大器及第一晶体管，以产生所述第二预设电压。
5.根据权利要求4所述的脉冲宽度调变信号产生电路，其特征在于，所述第二电压产生电路还包括源极随耦电路，所述源极随耦电路包括第一开关及与所述第一晶体管匹配的第二晶体管，所述第二晶体管的控制端耦接所述运算放大器的输出端，所述第一开关耦接所述第二晶体管，接收所述第一信号以控制所述第二电压的输出。
6.根据权利要求5所述的脉冲宽度调变信号产生电路，其特征在于，还包括第二输出级及第二信号产生器，其中所述源极随耦电路耦接所述第二输出级及所述第二信号产生器，并根据所述第二信号产生器提供的第二信号输出所述第二预设电压至所述第二输出级。
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