DE10031642C2

DE10031642C2 - Pulsdauermodulationssignalgenerator

Info

Publication number: DE10031642C2
Application number: DE10031642A
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Hayakawa
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2003-03-27
Anticipated expiration: 2020-06-30
Also published as: JP3559726B2; JP2001016081A; DE10031642A1; US6421382B1

Abstract

Ein PWM-Signalgenerator, mit dem eine gewünschte Kombination aus Zyklus und Einschaltdauer aus einem Zyklus- und Einschaltdauersollwert, die von einer CPU kommend empfangen werden, zuverlässig erzeugt werden kann, wird offenbart. Ein Zykluskomparator vergleicht einen gezählten Wert eines Zeitgebers mit einem Zyklussollwert, und ein Einschaltdauerkomparator vergleicht den gezählten Wert mit einem Einschaltdauersollwert. Eine PWM- Ausgangsschaltung gibt ein PWM-Signal aus, das in Abhängigkeit von einer Kombination aus einem Zyklusübereinstimmungssignal und einem Einschaltdauerübereinstimmungssignal, die von einem Zyklus- bzw. Einschaltdauerkomparator erzeugt werden, gesetzt und zurückgesetzt wird. Ein Übertragungscontroller steuert einen Übertragungstakt des Zyklus- und des Einschaltdauersollwertes, während das Zyklusübereinstimmungssignal und das Schreibtaktsignal des Zyklus- und des Einschaltdauersollwertes überwacht wird.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein einen Impulssignalgenerator und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung eines Pulsdauermodulations- (PWM-)Signals nach gegebenen Daten.

Im allgemeinen verwendet ein PWM-Signalgenerator einen Phasenregelkreis, der aus einem Systemtaktsignal ein rechteckiges Taktsignal erzeugt, und einen PWM-Controller zur Erzeugung eines PWM-Signals aus einem rechteckigen Taktsignal und einem Modulationssignal. Dieser Typ von PWM- Signalgenerator ist beispielsweise in JP-A-10-209 829 offenbart. Aus der EP 0 688 626 A1 ist ein PWM-Generator bekannt, der einen DC/AC-Wandler ansteuert, so daß ein Fehlersignal minimiert wird.

Als weitere Methode ist bisher ein PWM-Generator mit einem freilaufenden Zähler, Master- und Slave- Vergleichsregistern und einem Übertragungscontroller und einer Ausgangsschaltung vorgeschlagen worden (JP-A-10-268 902). Im einzelnen erzeugt ein freilaufender Zähler ein Überlaufsignal, wenn sein gezählter Wert einen vorbestimmten Wert erreicht. Ein Mikroprozessor oder eine CPU schreibt über einen Datenbus einen Sollwert in das Master-Vergleichsregister. Der Übertragungscontroller erlaubt die Übertragung des Sollwertes vom Master-Vergleichsregister zum Slave-Vergleichsregister und verhindert die Übertragung des Sollwertes als Antwort auf ein Überlaufsignal. Ein Komparator vergleicht den gezählten Wert des freilaufenden Zählers und den in das Slave- Vergleichsregister übertragenen Sollwert und erzeugt ein Übereinstimmungssignal, wenn der gezählte Wert mit dem Sollwert übereinstimmt. Die Ausgangsschaltung erzeugt als Antwort auf das Überlaufsignal und das Übereinstimmungssignal ein PWM-Signal.

In dem Fall, wo sowohl der Zykluswert als auch der Einschaltdauerwert eines PWM-Signals gesteuert werden, ist es jedoch notwendig, daß die CPU den Schreibtakt des Zyklus- und Einschaltdauersollwertes verwaltet, um zu verhindern, daß das PWM-Signal in einem unerwünschten Takt und in unerwünschten Kombinationen aus Zyklus- und Einschaltdauerwert erzeugt wird. In diesem Fall wird ein anderer Zähler zum Steuern des Schreibtaktes benötigt, was zu einem erhöhten Hardwareumfang führt.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine PWM- Signalerzeugungsvorrichtung und ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, die bzw. das die zuverlässige Erzeugung eines beabsichtigten Zyklus und einer beabsichtigten Einschaltdauer eines PWM-Signals erlaubt, ohne den Hardwareumfang zu erhöhen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das einen PWM- Signalgenerator gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm, das einen PWM- Signalerzeugungsvorgang gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform zeigt;

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das einen PWM- Signalgenerator gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 4 ist ein Diagramm, das ein beabsichtigtes PWM- Signal zeigt; und

Fig. 5 ist ein Diagramm, das ein unerwünschtes PWM- Signal zeigt, das erfindungsgemäß nicht ausgegeben wird.

Gemäß Fig. 1 ist ein PWM-Signalgenerator 10 mit einem Mikroprozessor (CPU) 12 über einen Datenbus 11 verbunden. Die CPU 12 führt einen PWM-Signalerzeugungsvorgang durch, indem sie ein PWM-Signalerzeugungsprogramm ausführt, das in einem Speicher 13 gespeichert ist. In dieser Ausführungsform gibt die CPU 12 über den Datenbus 11 Zyklusdaten und Einschaltdauerdaten an den PWM-Signalgenerator 10 aus und liefert ein Taktsignal CLK und ein Betriebserlaubnissignal an den PWM-Signalgenerator 10, wie später beschrieben wird.

Der PWM-Signalgenerator 10 ist mit einem Zeitgeber 101 versehen, der einen Zählvorgang entsprechend dem Taktsignal CLK durchführt, wenn das Betriebserlaubnissignal von der CPU 12 kommend empfangen wird. Der Zeitgeber 101 gibt seinen gezählten Wert TMR an Komparatoren 102 und 105 aus.

Der Komparator 102 vergleicht den gezählten Wert TMR und einen Zyklussollwert, der in ein Zyklussollwertregister (REG_C) 103 geschrieben ist. Wenn der gezählte Wert TMR den Zyklussollwert erreicht, gibt der Komparator 102 ein Gleichheits-(Zyklusübereinstimmungs-)Signal C1 an den Zeitgeber 101, einen Übertragungscontroller 108 und eine PWM- Ausgangsschaltung 109 aus. Wenn der Zeitgeber 101 das Gleichheitssignal C1 vom Komparator 102 empfängt, wird er auf null zurückgesetzt.

Der Zyklussollwert wird von einem Folgezyklussollwertregister (BFREG_C) 104 zum Zyklussollwertregister 103 übertragen, wenn ein Übertragungserlaubnissignal vom Übertragungscontroller 108 empfangen wird. Ein Folgezyklussollwert wird von der CPU 12 in das Folgezyklussollwertregister 104 geschrieben, wenn ein Schreibsignal W1 von der CPU 12 eingegeben wird.

Der Komparator 105 vergleicht den gezählten Wert TMR und einen in das Einschaltdauersollwertregister (REG_D) 106 geschriebenen Einschaltdauersollwert. Wenn der gezählte Wert TMR den Einschaltdauersollwert erreicht, gibt der Komparator 105 ein Gleichheits-(Einschaltdauerübereinstimmungs-)Signal C2 als Rücksetzsignal an die PWM-Ausgangsschaltung 109 aus.

Der Einschaltdauersollwert wird vom Folgeeinschaltdauersollwertregister (BFREG_D) 107 zum Einschaltdauersollwertregister 103 übertragen, wenn ein Übertragungserlaubnissignal vom Übertragungscontroller 108 kommend empfangen wird. Ein Folgeeinschaltdauersollwert wird von der CPU 12 in das Folgeeinschaltdauersollwertregister 107 geschrieben, wenn ein Schreibsignal W2 von der CPU 12 eingegeben wird.

Der Übertragungscontroller 108 weist ein Schreibprotokollflag (nicht dargestellt) auf. Wie später beschrieben wird, wird das Schreibprotokollflag gesetzt, wenn das Schreibsignal W1 eingegeben wird, und zurückgesetzt, wenn das Schreibsignal W2 eingegeben wird. Das Übertragungserlaubnissignal wird nur ausgegeben, wenn das Gleichheitssignal C1 in dem Falle eingegeben wird, wo das Schreibprotokollflag zurückgesetzt ist. Wenn das Schreibprotokollflag im gesetzten Zustand ist, wird das Übertragungserlaubnissignal auch dann nicht ausgegeben, wenn das Gleichheitssignal C1 eingegeben wird.

Die PWM-Ausgangsschaltung 109 kann eine Flipflopschaltung sein. Wenn das Gleichheitssignal C1 als Setzsignal vom Komparator 102 kommend empfangen wird, wird die PWM-Ausgangsschaltung 109 gesetzt und bewirkt, daß ihr Ausgangssignal auf Hochpegel geht. Wenn das Gleichheitssignal C2 als Rücksetzsignal vom Komparator 105 kommend empfangen wird, wird die PWM-Ausgangsschaltung 109 zurückgesetzt, und bewirkt, daß ihr Ausgangssignal auf Tiefpegel geht. Dabei wird ein PWM-Signal mit einer gewünschten oder beabsichtigten Zyklus- und Einschaltdauer durch eine Folge von Kombinationen aus Zyklussoll- und Einschaltdauersollwert erreicht, die in das Zyklussollwertregister 103 bzw. das Einschaltdauersollwertregister 106 geschrieben werden.

Als nächstes wird ein PWM-Signalerzeugungsvorgang gemäß der Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.

Der PWM-Signalerzeugungsvorgang erfolgt durch das PWM- Signalerzeugungsprogramm, das auf der CPU 12 läuft. Es wird der Einfachheit halber angenommen, daß die CPU 12 den Zyklus und die Einschaltdauer des PWM-Ausgangssignals so bestimmt, daß folgendes gilt: Zyklus = Ca und Einschaltdauer = Da für einen ersten Zyklus, Zyklus = Cb und Einschaltdauer = Db für einen zweiten Zyklus und Zyklus = Cc und Einschaltdauer = Dc für einen dritten Zyklus.

Gemäß Fig. 2 führt die CPU 12 Schreibvorgänge Nr. 0 durch, bevor das an den Zeitgeber 101 ausgegebene Betriebserlaubnissignal auf Hochpegel geht. Da der Zeitgeber 101 in dieser Stufe nicht arbeitet, bewirkt der Übertragungscontroller 108, daß das Übertragungserlaubnissignal gesetzt wird.

Im einzelnen schreibt die CPU 12 im Takt des Schreibsignals W1 einen Zyklussollwert Ca über den Datenbus 11 in das Folgezyklussollwertregister 104. Da das Übertragungserlaubnissignal gesetzt ist, wird der Zyklussollwert Ca vom Folgezyklussollwertregister 104 in das Zyklussollwertregister 103 übertragen. Im Takt der abfallenden Flanke des Schreibsignals W1 bewirkt der Übertragungscontroller 108, daß das Schreibprotokollflag gesetzt wird und bis zur abfallende Flanke des Schreibsignals W2 im gesetzten Zustand verbleibt.

Dagegen schreibt die CPU 12 im Takt des Schreibsignals W2 einen Einschaltdauersollwert Da über den Datenbus 11 in das Folgeeinschaltdauersollwertregister 107. Da das Übertragungserlaubnissignal gesetzt ist, wird der Einschaltdauersollwert Db vom Folgeeinschaltdauer sollwertregister 107 zum Einschaltsollwertregister 106 übertragen. Im Takt der abfallenden Flanke des Schreibsignals W2 bewirkt der Übertragungscontroller 108, daß das Schreibprotokollflag zurückgesetzt wird. Auf diese Weise werden Zyklus- und Einschaltdauerdaten für den ersten Zyklus im Zyklussollwertregister 103 bzw. im Einschaltdauersollwertregister 106 gespeichert.

Wenn das Betriebserlaubnissignal auf Hochpegel geht, beginnt der Zeitgeber 101 entsprechend dem Taktsignal CLK zu zählen, und die PWM-Ausgangsschaltung 109 bewirkt, daß das PWM-Ausgangssignal auf Hochpegel geht. Gleichzeitig bewirkt der Übertragungscontroller 108, daß das Übertragungserlaubnissignal zurückgesetzt wird.

Die CPU 12 führt Schreibvorgänge Nr. 1 und Nr. 2 durch, bevor der gezählte Wert TMR des Zeitgebers 101 den Zyklussollwert Ca erreicht, der im Zyklussollwertregister 103 gespeichert ist. Da der Zeitgeber 101 in dieser Stufe arbeitet, wird das Übertragungserlaubnissignal zurückgesetzt. Insbesondere schreibt die CPU 12 im Takt der abfallenden Flanke des Schreibsignals W1 einen nächsten Zyklussollwert Cb über den Datenbus 11 in das Folgezyklussollwertregister 104 (Schreibvorgänge Nr. 1). Da das Übertragungserlaubnissignal zurückgesetzt ist, wird der Zyklussollwert Cb nicht zum Zyklussollwertregister 103 übertragen. Im Takt der abfallenden Flanke des Schreibsignals W1 bewirkt der Übertragungscontroller 108, daß das Schreibprotokollflag gesetzt wird und bis zur abfallenden Flanke des Schreibsignals W2 im gesetzten Zustand verbleibt.

Dagegen schreibt die CPU 12 im Takt der abfallenden Flanke des Schreibsignals W2 einen Einschaltdauersollwert Db über den Datenbus 11 in das Folgeeinschaltdauersollwertregister 107 (Schreibvorgänge Nr. 2). Da das Übertragungserlaubnissignal zurückgesetzt ist, wird der Einschaltdauersollwert Db nicht vom Folgeeinschaltdauersollwertregister 107 zum Einschaltdauersollwertregister 106 übertragen. Im Takt der abfallenden Flanke des Schreibsignals W2 bewirkt der Übertragungscontroller 108, daß das Schreibprotokollflag zurückgesetzt wird. Auf diese Weise werden die Zyklus- und Einschaltdauerdaten für den zweiten Zyklus im Folgezyklussollwertregister 104 bzw. im Folgeeinschaltdauersollwertregister 107 gespeichert.

Wenn der gezählte Wert des Zeitgebers 1 den im Einschaltdauersollwertregister 106 gespeicherten Einschaltdauersollwert Da erreicht, gibt der Komparator 105 ein Gleichheitssignal C2 an den Rücksetzanschluß der PWM- Ausgangsschaltung 109 aus. Mit der abfallenden Flanke des Gleichheitssignals C2 bewirkt die PWM-Ausgangsschaltung 109, daß das PWM-Ausgangssignal auf Tiefpegel geht. Wenn danach der gezählte Wert des Zeitgebers 101 den im Zyklussollwertregister 103 gespeicherten Zyklussollwert Ca erreicht, gibt der Komparator 102 ein Gleichheitssignal C1 an den Zeitgeber 101, den Übertragungscontroller 108 und die PWM-Ausgangsschaltung 109 aus. Mit der fallenden Flanke des Gleichheitssignals C1 wird der Zeitgeber 101 auf null zurückgesetzt, und dann wieder gestartet, um zu zählen, und das PWM-Ausgangssignal der PWM- Ausgangsschaltung 109 geht auf Hochpegel. Gleichzeitig gibt der Übertragungscontroller 108 das Übertragungserlaubnissignal aus, so daß der nächste Zyklussollwert vom Folgezyklussollwertregister 104 zum Zyklussollwertregister 103 übertragen wird und der nächste Einchaltdauersollwert vom Folgeeinschaltdauersollwertregister 107 zum Einschaltdauersollwertregister 106 übertragen wird. Auf diese Weise wird der zweite Zyklus gestartet.

Der Zeitgeber 101 und die Komparatoren 102 und 105 arbeiten auf die gleiche Weise wie im ersten Zyklus. Das heißt, wenn der gezählte Wert des Zeitgebers 101 den im Einschaltdauersollwertregister 106 gespeicherten Einschaltdauersollwert Db erreicht, gibt der Komparator 105 ein Gleichheitssignal C2 an den Rücksetzanschluß der PWM- Ausgangsschaltung 109 aus. Mit der abfallenden Flanke des Gleichheitssignals C2 bewirkt die PWM-Ausgangsschaltung 109, daß das PWM-Ausgangssignal auf Tiefpegel geht. Wenn danach der gezählte Wert des Zeitgebers 101 den im Zyklussollwertregister 103 gespeicherten Zyklussollwert Cb erreicht, gibt der Komparator 102 ein Gleichheitssignal C1 an den Zeitgeber 101, den Übertragungscontroller 108 und die PWM-Ausgangsschaltung 109 aus. Mit der abfallenden Flanke des Gleichheitssignals C1 wird der Zeitgeber 101 auf null zurückgesetzt und dann erneut gestartet, um zu zählen, und das PWM-Ausgangssignal der PWM- Ausgangsschaltung 109 geht auf Hochpegel.

Hier wird nun angenommen, daß der Schreibvorgang Nr. 3 im zweiten Zyklus und der Schreibvorgang Nr. 4 nach dem zweiten Zyklus durchgeführt wird. Das heißt, die CPU 12 führt den Schreibvorgang Nr. 3 durch, bevor der gezählte Wert TMR des Zeitgebers 101 den Zyklussollwert Cb erreicht, und führt den Schreibvorgang Nr. 4 durch, nachdem der gezählte Wert TMR des Zeitgebers 101 den Zyklussollwert Cb erreicht hat. Dabei wird der nächste Zyklussollwert Cc in das Folgezyklussollwertregister 104 geschrieben, wenn der Schreibvorgang Nr. 3 durchgeführt wird. Der Inhalt des Folgeeinschaltdauersollwertregisters 107 bleibt jedoch erhalten. Das heißt, der nächste Einschaltdauersollwert Db ist dort gespeichert.

In einem solchen Fall wird das Schreibprotokollflag im Übertragungscontroller 108 gesetzt, wenn der Schreibvorgang Nr. 3 durchgeführt wird, und der gesetzte Zustand des Schreibprotokollflags bleibt erhalten, bis der Schreibvorgang Nr. 4 erfolgt. Wie oben beschrieben, gibt in dem Fall, wo das Schreibprotokollflag im gesetzten Zustand ist, der Übertragungscontroller 108 das Übertragungserlaubnissignal auch dann nicht aus, wenn das Gleichheitssignal C1 vom Komparator 102 kommend empfangen wird. Deshalb wird der Inhalt des Zyklussollwertregisters 103 und des Einschaltdauersollwertregisters 106 nicht geändert. Das heißt, der Zyklus und die Einschaltdauer des dritten Zyklus sind die gleichen wie die des zweiten Zyklus, wie in Fig. 2 gezeigt.

Im dritten Zyklus wird der nächste Einschaltdauersollwert mit dem Schreibsignal W2 in das Folgeeinschaltdauersollwertregister 107 geschrieben (Schreibvorgang Nr. 4). Wenn der gezählte Wert des Zeitgebers 101 den im Zyklussollwertregister 103 gespeicherten Zyklussollwert Cb erreicht, gibt der Komparator 102 ein Gleichheitssignal C1 an den Zeitgeber 101, den Übertragungscontroller 108 und die PWM-Ausgangsschaltung 109 aus. Mit der abfallenden Flanke des Gleichheitssignals C1 wird der Zeitgeber 101 auf null zurückgesetzt und dann erneut gestartet, um zu zählen, und das PWM-Ausgangssignal der PWM- Ausgangsschaltung 109 geht auf Hochpegel. Gleichzeitig gibt der Übertragungscontroller 108 das Übertragungserlaubnissignal aus, da das Schreibprotokollsignal zurückgesetzt worden ist. Dadurch wird der nächste Zyklussollwert Cc vom Folgezyklussollwertregister 104 zum Zyklussollwertregister 103 übertragen, und der nächste Einschaltdauersollwert Dc vom Folgeeinschaltdauersollwertregister 107 zum Einschaltdauersollwertregister 106 übertragen. Auf diese Weise wird der vierte Zyklus gestartet.

Wie oben beschrieben, verhindert das Schreibprotokollflag, das vom Schreibsignal W1 gesetzt wird und danach vom Schreibsignal W2 zurückgesetzt wird, einen unerwünschten Zyklus und eine unerwünschte Einschaltdauer des PWM-Ausgangssignals auch dann, wenn die Zeitbeziehung zwischen den Schreibsignalen W1, W2 und dem Gleichheitssignal C1 verschieden ist. In Fig. 2 werden der Zyklus und die Einschaltdauer des zweiten Zyklus im dritten Zyklus wiederholt.

Wie im dritten Zyklus gemäß Fig. 2 gezeigt, wird das Schreibprotokollflag, das den zurückgesetzten Zustand anzeigt, nicht geändert, wenn nur das Schreibsignal W2 empfangen wird. Dabei kann nur die Einschaltdauer des PWM-Ausgangssignals geändert werden, indem der nächste Einschaltdauersollwert in das Folgeeinschaltdauersollwertregister 107 geschrieben wird. Das heißt, der Zyklus und die Einschaltdauer des PWM- Ausgangssignals können beliebig bemessen werden, indem der Zyklus- und der Einschaltdauersollwert und der Ausgangstakt der Schreibsignale W1 und W2 geändert wird.

Wie oben beschrieben, arbeitet der Übertragungscontroller 108 deartig, daß das Übertragungserlaubnissignal ausgegeben wird, wenn das Betriebserlaubsnissignal zurückgesetzt ist oder wenn das Gleichheitssignal C1 in dem Falle ausgegeben wird, wo das Schreibprotokollsignal zurückgesetzt ist. Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 3 gezeigt.

Gemäß Fig. 3 kann die CPU 12 ein Übertragungsaufforderungssignal in einem beliebigen Takt an den Übertragungscontroller 108 ausgeben. Der Übertragungscontroller 108 ist so ausgeführt, daß das Übertragungserlaubnissignal als Antwort auf das Übertragungsaufforderungssignal von der CPU 12 ausgegeben wird. Daher kann das Übertragungserlaubnissignal ausgegeben werden, selbst wenn das Schreibprotokollsignal gesetzt ist. Unter Steuerung der CPU 12 kann ein gewünschter Zyklus und eine gewünschte Einschaltdauer des PWM-Ausgangssignals erreicht werden. Die andere Konfiguration und die anderen Vorgänge sind die gleichen wie in Fig. 1, und daher wird auf deren Beschreibung hier verzichtet.

Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung überwacht der Übertragungscontroller 108 immer das Vorhandensein und Nichtvorhandensein des Schreibvorgangs des Folgezyklus- und Einschaltdauersollwertes und steuert die Übertragung des Folgezyklus- und Einschaltdauersollwertes zum Zyklus- und Einschaltdauerregister 103 und 106. Daher kann die CPU zuverlässig einen gewünschten Zyklus und eine gewünschte Einschaltdauer des PWM-Ausgangssignals als Sollwert vorgeben, ohne den Zeitgeber zu überwachen, was zu einer geringeren Arbeitsbelastung der CPU führt.

In dem Fall, wo das PWM-Signal so ausgeführt ist, daß folgendes gilt: Zyklus = A und Einschaltdauer = B für einen ersten Zyklus und Zyklus = C und Einschaltdauer = D für einen zweiten Zyklus, wie in Fig. 4 gezeigt, verhindert der PWM- Signalgenerator 10 die Ausgabe eines unerwünschten PWM- Signals, z. B. Zyklus = A und Einschaltdauer = B für den ersten Zyklus, und Zyklus = A und Einschaltdauer = D für den zweiten Zyklus, wie in Fig. 5 gezeigt. Das heißt, das Schreibprotokollflag, das vom Schreibsignal W1 gesetzt wird und danach vom Schreibsignal W2 zurückgesetzt wird, verhindert einen solchen unerwünschten Zyklus und eine unerwünschte Einschaltdauer des PWM-Ausgangssignals.

Da das Schreibprotokollflag, das den zurückgesetzten Zustand anzeigt, nicht geändert wird, wenn nur das Schreibsignal W2 empfangen wird, kann nur die Einschaltdauer des PWM-Ausgangssignals geändert werden, indem ein nächster Einschaltdauersollwert in das Folgeeinschaltdauersollwertregister 107 geschrieben wird. Das heißt, der beabsichtigte Zyklus und die beabsichtigte Einschaltdauer des PWM-Ausgangssignals können ausgegeben werden, wenn der Zyklus- und Einschaltdauersollwert und der Ausgangstakt der Schreibsignale W1 und W2 vorgegeben sind.

Die Erfindung ist anwendbar auf eine Steuerung eines Wechselrichters, der für eine Motorsteuerung in einer Klimatisierungseinrichtung, einem Elektrofahrzeug und dgl. verwendet wird. Insbesondere ist der erfindungsgemäße PWM- Signalgenerator für einen Ein-Chip-Mikrocomputer geeignet, der in einer Klimatisierungseinrichtung oder dgl. vorhanden ist, um die Drehzahl eines Motors in Echtzeit zu steuern.

Claims

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Pulsdauermodulation- (PWM-)Signals in Abhängigkeit von einer Folge von Kombinationen aus Zyklussollwert und Einschaltdauersollwert, die von einem Controller kommend empfangen werden, mit:
einem ersten Zyklussollwertvorgabespeicher zum Speichern eines Zyklussollwertes, der gemäß einem Zyklusschreibsteuersignal geschrieben wird;
einem zweiten Zyklussollwertvorgabespeicher zum Speichern eines aktuellen Zyklussollwertes, der vom ersten Zyklussollwertvorgabespeicher gemäß einem Übertragungserlaubnissignal übertragen wird;
einem ersten Einschaltdauerfestlegungsspeicher zum Speichern des Einschaltdauersollwertes, der gemäß einem Einschaltdauerschreibsteuersignal geschrieben wird;
einem zweiten Einschaltdauersollwertvorgabespeicher zum Speichern eines aktuellen Einschaltdauersollwertes, der vom ersten Einschaltdauersollwertvorgabespeicher gemäß dem Übertragungserlaubnissignal übertragen wird;
einem Zeitgeber zum Zählen gemäß einem vorbestimmten Taktsignal, um einen gezählten Wert zu erzeugen;
einem Zykluskomparator zum Vergleichen des gezählten Wertes mit dem aktuellen Zyklussollwert, um ein Zyklusübereinstimmungssignal zu erzeugen, wenn der gezählte Wert den aktuellen Zyklussollwert erreicht, wobei das Zyklusübereinstimmungssignal bewirkt, daß der Zeitgeber auf null zurückgesetzt wird;
einem Einschaltdauerkomparator zum Vergleichen des gezählten Wertes mit dem aktuellen Einschaltdauersollwert, um ein Einschaltdauerübereinstimmungssignal zu erzeugen, wenn der gezählte Wert den aktuellen Einschaltdauersollwert erreicht; und
einem Ausgangsteil zum Setzen des PWM-Signals, wenn das Zyklusübereinstimmungssignal erzeugt wird, und zum Rücksetzen des PWM-Signals, wenn das Einschaltdauerübereinstimmungssignal erzeugt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn mindestens eines, nämlich der Zyklus und/oder die Einschaltdauer des PWM- Signals in einem folgenden Zyklus geändert wird, mindestens ein entsprechendes, nämlich das Zyklusschreibsteuersignal und/oder das Einschaltdauerschreibsteuersignal vom Controller kommend empfangen wird, bis das Zyklusübereinstimmungssignal erzeugt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit:
einem Übertragungscontroller zum Erzeugen eines Übertragungserlaubnissignals auf der Grundlage des Zyklusübereinstimmungssignals, des Zyklusschreibsteuersignals, des Einschaltdauerschreibsteuersignals und eines Betriebszustands des Zeitgebers.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Übertragungscontroller das Übertragungserlaubnissignal überträgt, wenn das Zyklusübereinstimmungssignal in einem Intervall erzeugt wird, nachdem das Einschaltdauerschreibsteuersignal erzeugt worden ist und bevor das Zyklusschreibsteuersignal erzeugt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Übertragungscontroller ein Schreibprotokollflag setzt, wenn das Zyklusschreibsteuersignal erzeugt wird, und das Schreibprotokollsignal zurücksetzt, wenn das Einschaltdauerschreibsteuersignal erzeugt wird, wobei das Übertragungserlaubnissignal erzeugt wird, wenn das Zyklusübereinstimmungssignal erzeugt wird und das Schreibprotokollflag im zurückgesetzten Zustand ist, und das Übertragungserlaubnissignal nicht erzeugt wird, wenn das Zyklusübereinstimmungssignal erzeugt wird und das Schreibprotokollsignal im gesetzten Zustand ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit:
einem Übertragungscontroller zum Erzeugen des Übertragungserlaubnissignals, wenn ein Übertragungsaufforderungssignal vom Controller kommend empfangen wird.

7. Verfahren zum Erzeugen eines Pulsdauermodulations- (PWM-)Signals in Abhängigkeit von einer Folge von Kombinationen aus Zyklussollwert und Einschaltdauersollwert, die von einem Controller kommend empfangen werden, mit den Schritten:

a) Speichern des Zyklussollwertes, der gemäß einem Zyklusschreibsteuersignal geschrieben ist, in einem ersten Zyklussollwertvorgabespeicher;
b) Speichern eines aktuellen Zyklussollwertes, der vom ersten Zyklussollwertvorgabespeicher entsprechend einem Übertragungserlaubnissignal übertragen wird, in einem zweiten Zyklussollwertvorgabespeicher;
c) Speichern des Einschaltdauersollwertes, der gemäß einem Einschaltdauerschreibsteuersignal geschrieben wird, in einem ersten Einschaltdauersollwertvorgabespeicher;
d) Speichern eines aktuellen Einschaltdauersollwertes, der vom ersten Einschaltdauersollwertvorgabespeicher gemäß dem Übertragungszulassungssignal übertragen wird, in einem zweiten Einschaltdauersollwertvorgabespeicher;
e) Zählen gemäß einem vorbestimmten Taktsignal, um einen gezählten Wert zu erzeugen;
f) Vergleichen des gezählten Wertes mit dem aktuellen Zyklussollwert, um ein Zyklusübereinstimmungssignal zu erzeugen, wenn der gezählte Wert den aktuellen Zyklussollwert erreicht, wobei das Zyklusübereinstimmungssignal bewirkt, daß der gezählte Wert auf null zurückgesetzt wird;
g) Vergleichen des gezählten Wertes mit dem aktuellen Einschaltdauersollwert, um ein Einschaltdauerübereinstimmungssignal zu erzeugen, wenn der gezählte Wert den aktuellen Einschaltdauersollwert erreicht; und
h) Setzen des PWM-Signals, wenn das Zyklusübereinstimmungssignal erzeugt ist, und Rücksetzen des PWM-Signals, wenn das Einschaltdauerübereinstimmungssignal erzeugt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei in den Schritten (a) und (c) mindestens eines, nämlich das Zyklusschreibsteuersignal und/oder das Einschaltdauerschreibsteuersignal vom Controller kommend empfangen wird, bis das Zyklusübereinstimmungssignal erzeugt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, ferner mit dem Schritt:

a) Erzeugen des Übertragungserlaubnissignals auf der Grundlage des Zyklusübereinstimmungssignals, des Zyklusschreibsteuersignals, des Einschaltdauerschreibsteuersignals und eines Betriebszustands des Zeitgebers.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei im Schritt (i) das Übertragungserlaubnissignal erzeugt wird, wenn das Zyklusübereinstimmungssignal in einem Intervall erzeugt wird, nachdem das Einschaltdauerschreibsteuersignal erzeugt worden ist und bevor das Zyklusschreibsteuersignal erzeugt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Schritt (i) die Schritte aufweist:
Setzen eines Schreibprotokollflags, wenn das Zyklusschreibsteuersignal erzeugt wird;
Rücksetzen des Schreibprotokollflags, wenn das Einschaltdauerschreibsteuersignal erzeugt wird,
wobei das Übertragungserlaubnissignal erzeugt wird, wenn das Zyklusübereinstimmungssignal erzeugt wird und das Schreibprotokollflag im zurückgesetzten Zustand ist, und das Übertragungserlaubnissignal nicht erzeugt wird, wenn das Zyklusübereinstimmungssignal erzeugt wird und das Schreibprotokollflag im gesetzten Zustand ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, ferner mit dem Schritt:
Erzeugen des Übertragungserlaubnissignals, wenn ein Übertragungsaufforderungssignal vom Controller kommend empfangen wird.