專利名稱：提供數字脈寬調制的系統和方法
技術領域：
一般說來，本發明涉及開關電源電路，更具體地說，涉及開關電源電路中使用的脈寬調制系統。
背景技術：
開關電源電路廣泛用于將一種輸入的AC或DC電壓或電流變換為一種不同的AC或DC電壓或電流輸出。典型情況下，這類電路包括一個或多個開關器件(如MOSFET)和無源組件(如電感器、電容器)，以便將來自輸入源的能量轉換為輸出。眾所周知，使用一種脈寬調制器件，可以按照所需的頻率使開關器件導通和關斷。脈寬調制器件通過改變開關器件上應用的占空比，調節開關電源電路傳送的輸出電壓、電流或功率。
這些脈寬調制器件提供了一種雖然簡單然而有效的工具，以相對精確的持續期間和占空比提供脈寬調制信號，所以已經在數不勝數的應用中得到使用，比如電壓調節模塊、DC/DC變換器和其他電子器件。為了簡化連同數字控制系統的集成，已經開發了數字控制的脈寬調制系統。這些數字控制的脈寬調制系統已經以幾種形式實施，包括由一只高頻時鐘供應的計數器、帶有一個多路復用器同時帶有若干查閱表的環形振蕩器。
隨著脈寬調制信號的所需分辨率持續提高，現有的數字控制脈寬調制系統在許多方面都已經證明不盡人意。例如，數字控制脈寬調制系統提供的高分辨率脈寬調制信號，可能包括波形不連續點，可能導致噪音和振蕩器的次諧波。提高的分辨率通常也對應于極高的振蕩器頻率，可能超過一千兆周。
考慮到上述情況，相信需要改進脈寬調制系統，克服現有脈寬調制系統的上述障礙和不足。更具體地說，需要在開關電源電路中使用的高分辨率脈寬調制系統。
發明內容
本發明針對一種脈寬調制系統，它配置為接收一個控制信號，并且提供一種具有預定平均占空比的高分辨率脈寬調制信號。
本脈寬調制系統包括一個計時電路、一個抖動電路和一個信號發生器。計時電路配置為向脈寬調制系統提供一種或多種計時信號。在計時電路的每個計時周期期間，每種計時信號都能夠按照一個預定的序列，提供一個計時脈沖。抖動電路配置為接收控制信號，并且提供一個修正的控制信號。信號發生器配置為收到修正的控制信號和多個計時信號之后，提供帶有一種占空比的脈寬調制信號，在多個計時周期進行平均時，該占空比近似等于預定的平均占空比。
例如，假若控制信號包括一個(m+n)位的二進制字，那么脈寬調制系統可以配置為提供的帶有預定平均占空比的脈寬調制信號，實質上具有2-(m+n)的分辨率。計時電路配置為提供2m個計時信號，抖動電路配置為使控制信號抖動，使得修正的控制信號是多至2n個m位的二進制字的一個序列。信號發生器配置為接收這2m個計時信號以及修正的控制信號的2n個m位的二進制字的序列，并且提供脈寬調制信號。如果在2m個計時周期的最大長度上，對脈寬調制信號的占空比進行平均，那么平均占空比就近似等于預定的平均占空比。抖動電路和信號發生器的結合，可以提供可能的最高抖動頻率，使得本系統避免了脈寬調制系統頻譜中的低頻分量。結果，本發明極為適合使電源應用，比如開關電源電路，降低輸出中的低頻噪音。
連同附圖來考慮以下的說明，本發明的其他方面和特征將變得顯而易見。
附圖簡要說明
圖1是一幅示范性框圖，展示了依據本發明的一個實施例；
圖2A展示了一種計時電路的一個實施例，用于提供計時信號；圖2B是一幅展示性時序圖，其中包括圖2A的計時電路提供的內部計時信號；圖3展示了一種抖動電路的一個示范性實施例，用于圖1的脈寬調制系統；圖4A展示了一種信號發生器的一個示范性實施例，用于圖1的脈寬調制系統；圖4B是一幅展示性時序圖，其中包括圖4A的信號發生器提供的脈寬調制信號；圖5展示了圖1中信號發生器的一個示范性替代實施例；圖6展示了一種電壓調節模塊，在本發明的脈寬調制系統的一個示范性實施例中加入了它。
應當指出，這些附圖未按比例繪制，而且在全部圖件中為了便于展示，結構或功能類似的元件一般由相仿的附圖標記表示。也應當指出，這些圖件僅僅意在便于說明本發明的若干優選實施例。這些附圖并未描述本發明的所有方面，也不限制本發明的范圍。
具體實施例方式
因為當前的脈寬調制系統需要極高頻的振蕩器，易于產生噪音和振蕩器次諧波，或者兼而有之，所以能夠證明，采用先進數字控制方案的脈寬調制系統更為需要，它們也為大范圍的電子應用提供了基礎，比如電壓調節模塊和電源系統。按照本發明的一個示范性實施例，通過采用圖1所示的脈寬調制系統100，就能夠獲得這種結果。
脈寬調制系統100可以通過控制總線510接收一個控制信號520，并且通過信號端410發送一個高分辨率脈寬調制信號420。控制信號520可以包括任何類型的控制信號，而且在一個優選實施例中，控制信號520是一個數字控制信號，它包括位數為一個預定數目的一個二進制字，比如一個(m+n)位的二進制字。十進制數m和n中每一個都可以是任何的正實整數。控制信號520的(m+n)位二進制字的數位，能夠以任何方式傳送到脈寬調制系統100，包括通過一種串行或并行數據傳送。收到控制信號520之后，脈寬調制系統100就發送脈寬調制信號420。如同下面更加詳細的介紹，如果控制信號520包括(m+n)位的二進制字，脈寬調制信號420具有的平均占空比就具有2-(m+n)的一種分辨率。所以，脈寬調制信號420的平均占空比等于(m+n)位二進制字的十進制等價數除以2的(m+n)次冪所得的商，如(1)式所示。
CONTROL_SIGNAL10是控制信號520的(m+n)位二進制字的十進制等價數。例如，若是m＝2且n＝1，控制信號520可以是三位的二進制字1012。在這個實例中，因為三位的二進制字1012的等價十進制表示是510，那么脈寬調制系統100提供的最終脈寬調制信號420，其平均占空比基本上等于((5/2(2+1)·100％)，或者說62.5％。
脈寬調制系統100能夠以任何方式提供，比如利用一個或多個集成組件和/或分立元件。在圖1所示的示范性實施例中，脈寬調制系統100包括一個計時電路200、一個抖動電路300和一個信號發生器400。一般說來，抖動電路300接收和抖動一個控制信號520，以便產生一個修正的控制信號320，它要發送到信號發生器400。計時電路200產生并發送計時信號到抖動電路300和信號發生器400。收到修正的控制信號和計時信號之后，信號發生器就產生高分辨率的脈寬調制信號420。
正如以上的討論，計時電路200通過一條計時總線210，為脈寬調制系統100提供一種或多種計時信號。計時電路200提供之計時信號的類型，可以根據控制信號520確定。例如，若是控制信號520包括(m+n)位的二進制字，計時電路200就可以提供2m種計時信號D
。計時電路200的一個示范性實施例顯示在圖2A中，顯示為計時電路200’。計時電路200’包括一個環形振蕩器220，以便承載一個環形振蕩器信號。環形振蕩器220可以包括一條數字延遲線230，它包括許多延遲元件240。如圖2A所示，延遲元件240可以為非反相延遲元件。計時電路200’也可以包括或者連接到一條延遲總線或者說計時總線210，它承載著2m種計時信號D
。正如下面的討論，兩種相鄰計時信號的正負斜坡延遲了時間td。這個td延遲是由數字延遲線230的延遲元件240提供的。因為有2m種計時信號，所以優選情況下數字延遲線230包括2m-1-1個延遲元件240和一個反相延遲元件250配置在一個序列中，每個延遲元件240都配置為接收一個輸入信號245a并把這個輸入信號245a延遲td，以便產生一個輸出信號245b。然后，輸出信號245b可以通過接口塊270a和270b，發送到計時總線210作為計時信號D
，以及發送到延遲線230中的下一個延遲元件240。所以，數字延遲線230使環形振蕩器信號傳播依次通過延遲元件240，以便產生一系列的計時信號D
，其中每個計時信號都是從前一個計時信號延遲了時間td。正如下面的討論，計時電路200’的計時周期TC等于延遲線230應用之總延遲的兩倍。
計時電路200’可以包括接口塊270a和270b，為延遲線230提供低阻抗的輸出。在圖2A所示的示范性實施例中，接口塊270a為一個非反相塊，它包括若干非反相元件280a，以產生計時總線210的前一半，而接口塊270b為一個反相塊，它包括若干反相元件280b，以產生計時總線210的后一半。計時電路200’也可以包括一個反饋反相器250，使環形振蕩器220的環路閉合。優選情況下，反饋反相器250提供與延遲元件240相同的延遲td。
計時電路200’產生的計時信號D
的一個示范性實施例，顯示在圖2B的時序圖中。計時信號D
中的每一個，都是一系列的電壓或電流脈沖P，其脈寬相同。在計時電路200的每個計時周期TC期間，計時信號D
中的每一個，都按照一個預定的序列提供一個脈沖P。計時周期TC實質上是2m個延遲td。每個脈沖P的寬度實質上是2m-1-1個延遲td。因為兩個連續的計時信號的正(及負)斜坡延遲了延遲td，所以連續的計時信號D
在一個時間啟動一個脈沖P。所以，任意兩個相鄰信號前沿或者說正斜坡之間的時間就是延遲td。正如上面的討論，這個延遲由數字延遲線230提供。例如，計時信號D0在時間t＝0時提供一個脈沖P，然后計時信號D1在時間t＝td時提供一個脈沖P，依此類推，直到計時信號D0在時間2m·T時再次提供一個脈沖P。在時間2m·T時，計時電路200進入了另一個計時周期TC，計時信號D
再次提供各個脈沖P，實質上是重復以上介紹的預定序列。對每個后續的計時周期TC，計時信號D
繼續重復脈沖P的預定序列。
正如上面的討論，抖動電路300配置為接收控制信號520，如控制信號的(m+n)位字，并且提供一個修改過的控制信號320。在優選情況下，抖動電路300是一個(m+n)位到m位的抖動電路，并且配置為抖動控制信號520的(m+n)位二進制字，以形成修改過的控制信號320，使之成為多至2n個m位二進制字的一個預定系列。盡管脈寬調制系統100可以配置為運行時無須抖動電路300，使得控制信號520的(m+n)位二進制字實質上直接與信號發生器400通信，但是優選情況下脈寬調制系統100包括抖動電路300，以便使計時電路200提供的計時信號D
，從2(m+n)個減少到2m個。脈寬調制系統100提供的脈寬調制信號420，其平均占空比實質上具有2-(m+n)的分辨率。對于這種系統，修正的控制信號320的2n個m位二進制字，能夠保持實質上相同，或者以下面更加詳細介紹的方式，隨控制信號520的每個預選的(m+n)位二進制字而變化。當測量長度實質上超過2n個計時周期TC時，脈寬調制信號420的平均占空比實質上等于按照(1)式預期的占空比。
圖3顯示了抖動電路300的一個示范性實施例。抖動電路300’包括一個m位加法器電路330和一個由n位加法器電路340組成的相位累加器，以及一個延遲電路350。n位加法器電路340包括輸入操作數端A和B、輸出和端Q以及一個進位端C。n位加法器電路340通過于輸入操作數端A和B，接收兩個n位的二進制字，并且通過輸出和端Q，提供這兩個n位二進制字的n位二進制和。n位加法器電路340的進位端C根據n位二進制和，提供一個進位位。
m位加法器電路330包括若干輸入操作數端A、至少一個輸入操作數端B以及若干輸出和端Q。m位加法器電路330通過輸入操作數端A接收一個m位二進制字，通過輸入操作數端B接收至少一位長的第二個二進制字，并且通過輸出和端Q，提供該m位二進制字和第二個二進制字的一個m位二進制和。延遲電路350可以是任何類型的寄存器或者延遲電路，優選情況下是一個n位的延遲電路。延遲電路350的輸入端D可以接收一個n位二進制字，當時鐘端CLK收到一個適當的信號時，就把二進制字傳送到延遲電路350的輸出端Y。
m位加法器電路330的輸入操作數端A和n位加法器電路340的輸入操作數端A，都連接到控制總線510上。m位加法器電路330的輸入操作數端A，接收控制信號520的(m+n)位二進制字的m個最高有效位(MSB)，而n位加法器電路340的輸入操作數端A，接收(m+n)位二進制字的n個最低有效位(LSB)。n位加法器電路340的進位端C，連接到m位加法器電路330的輸入操作數端B。n位加法器電路340的輸出和端Q與輸入操作數端B，分別連接到延遲電路350的輸入端D和輸出端Y。m位加法器電路330可以通過輸出和端Q，向修正的控制總線310提供m位二進制和，作為修正的的控制信號320。
延遲電路350的時鐘端CLK可以從計時電路200接收一個計時信號Di。計時信號Di可以是圖2A所示計時信號D
中的任何一個。如果計時電路200的計時周期TC開始于計時信號D0的正脈沖斜坡，例如信號轉換到高電平狀態之時，那么優選情況下計時信號Di是計時信號D[1...2m-2]之一，以便在計時信號Di激活延遲電路350之前，使n位加法器電路340的輸出和端Q穩定。盡管計時信號Di能夠以任何方式激活延遲電路350，但是優選情況下是以計時信號Di的正斜坡激活延遲電路350。正如上面更詳細的討論，計時信號Di的正斜坡，如信號從第一種信號狀態轉換到第二種信號狀態再返回到第一種信號狀態之時，在每個計時周期TC中都會出現一次。所以，對每個計時周期TC，延遲電路350都可以向n位加法器電路340的輸入操作數端B提供n位二進制和，它是由n位加法器電路340在前一個計時周期TC期間提供的。
正如上面的討論，信號發生器400配置為，收到修正的控制信號320的m位二進制字之后，就提供脈寬調制信號420。圖4A展示了信號發生器400的一個示范性實施例。信號發生器400包括一個多路復用器電路430和一個鎖存系統440。多路復用器電路430包括若干數據輸入端A、若干選擇輸入端SEL以及一個數據輸出端Y。優選情況下，多路復用器電路430是一個2m到1的多路復用器電路，具有至少2m個數據輸入端A和m個選擇輸入端SEL，并且可以通過選擇輸入端SEL在數據輸入端A中進行選擇，以便把通過選定的數據輸入端A收到的信號，傳送到數據輸出端Y。
鎖存系統440包括一個設置端S、一個復位端R和一個輸出端Q。鎖存系統440配置為通過輸出端Q提供一個輸出信號。如果設置端S收到一個正轉換的信號，如邏輯電平從低到邏輯高的轉換，那么輸出信號可以處于高電平的第一信號狀態，如“1”。反之，如果復位端R收到一個正轉換信號，如邏輯電平從低到邏輯高的轉換，那么鎖存系統440將提供的輸出信號為第二信號狀態的邏輯低電平。
如圖4A所示，多路復用器電路430的若干數據輸入端A連接到計時總線210，以接收計時信號D
，而若干選擇輸入端SEL連接到修正的控制總線310，以接收修正的控制信號320。多路復用器電路430可以通過輸出端Y，提供一個選定的計時信號DT。選定的計時信號DT可能計時信號D
中的任何一個，并且可以通過修正的控制信號320來選擇。計時總線210也連接到鎖存系統440的設置端S上，以便使計時信號D0傳送到設置端S。多路復用器電路430的輸出端Y連接到了鎖存系統440的復位端R上，以便使選定的計時信號DT傳送到復位端R。鎖存系統440的輸出端Q通過信號端410提供脈寬調制信號420。
圖4B顯示了一個示范性時序圖，以展示脈寬調制系統100對各種預選的控制信號520的操作。正如以上的討論，構成控制信號520的二進制字，可以具有(m+n)位的任何預定數字，以便包含所請求的脈寬。在圖4B所示的實例中，m＝2且n＝1。所以，圖4B所示的控制信號520有三位，m1、m0和n0。因為控制信號520包括兩個數位m1、m0，計時電路200配置為提供四個計時信號D
，顯示為圖4B中的計時總線信號1000。抖動電路300’——如圖3中展示的示范性實施例所示——配置為使發送到延遲電路350之時鐘的計時信號Di是計時信號D0，而且延遲電路350輸出端Y最初提供一位的二進制字“1”。信號1010對應于控制信號520的m個最高有效位(MSB)，它們傳送到抖動電路300’中加法器330的A端，如圖3所示。信號1020對應于控制信號520的n個最低有效位(LSB)，它們傳送到抖動電路300’中加法器340的A端。所以，信號1020包含著所請求脈寬的小數值，并且控制著相位累加器，如加法器340和寄存器350，如圖3所示。信號1030是抖動電路300’中加法器330的Q輸出。所以，信號1030是相位累加信號，因為它是控制信號520中連續n個最低有效位模2n和。
信號1040是抖動電路300’中加法器340的C輸出。正如以上的討論，加法器340每次溢出時，都通過C輸出產生一個進位。這個信號1040的平均值為0≤{[(n個最低有效位)的值]/2n}＜1。正如以上的討論，修正的控制信號320是由抖動電路300產生的。只要加法器340的進位置位，加法器330就把控制信號320的m個最高有效位加1。所以，修正的控制信號320的平均值等于(m個最高有效位)的值+[(n個最低有效位)的值/2n]。所以，在以上實例中，這些值為0、0.5、1、1.5、2、2.5、3和3.5。正如以上的討論，脈寬調制信號420就是經過信號發生器400變換的修正的控制信號320。
脈寬調制信號420的脈寬為(修正的控制信號320)的值/2m。這個值等價于(控制信號520)的值/2m+n。在以上的實例中，平均脈寬因而為0％、12.5％、25％、37.5％、50％、62.5％、75％和87.5％。圖4B顯示了25％、62.5％和37.5％的信號。例如，對于第一個計時周期TC1和第二個計時周期TC2，控制信號520包括3位的二進制字“010”，如同4B所示。因為3位的二進制字“010”的等價十進制表示是210，按照(1)式，最終脈寬調制信號420的平均占空比預期近似為25％。在第三個計時周期TC3開始之前，控制信號520改變為3位的二進制字“101”。因為3位的二進制字“101”的等價十進制表示是510，最終脈寬調制信號420的平均占空比預期近似為62.5％。同樣，在第五個計時周期TC5和第六個計時周期TC6期間，控制信號為“011”，使得脈寬調制信號420的平均占空比近似為37.5％。
在一個替代實施例中，信號發生器400可以配置為允許脈寬調制信號420從第二信號狀態轉換到第一信號狀態，如一個正斜坡，實質上與計時信號D
中的任何一個保持一致。所以，信號發生器400可以允許一個用戶選擇或者說改變脈寬調制信號的起點。這種能力可用于以下情況必須產生幾種脈寬調制信號，每種信號相互都有相對的相移。圖5顯示了信號發生器400的一個示范性實施例，顯示為信號發生器400”，它允許脈寬調制信號420之正斜坡的延遲參考環形振蕩器220的D0計時信號。信號發生器400”包括第一多路復用器電路450、第二多路復用器電路460、存儲器系統470、加法器480和鎖存系統490。第一多路復用器電路450和第二多路復用器電路460，每個都包括若干數據輸入端A、若干選擇輸入端SEL和一個數據輸出端Y。優選情況下，存儲器系統470是一個非易失性存儲器系統，并且包括一個存儲器寄存器和若干數據端DATA。存儲器系統470配置為存放或提供相位信號475。相位信號475包括一個m位的二進制字，并且是通過存儲器系統470的若干數據端DATA提供。脈寬調制信號420的相移等于相位信號475之m位二進制字的十進制等價值除以2的m次冪所得的商，如(2)式所示。
PHASE_SIGNAL10是相位信號475的m位二進制字的十進制等價數。例如，若是m＝2，相位信號475可以是兩位的二進制字102。因為兩位的二進制字102的等價十進制表示是210，那么脈寬調制系統100提供的最終脈寬調制信號420，其相移基本上等于((2/2(2))·360°)，或者說180°。如果需要，相位信號475可以預安排為一個預定的m位二進制字，或者說可以重新安排。
加法器電路480具有若干輸入操作數端A和B以及若干輸出和端Q。加法器電路480可以通過輸入操作數端A和B接收兩個m位的二進制字，以及通過輸出和端Q提供若干m位二進制字的一個m位二進制和。鎖存系統490包括一個設置端S、一個復位端R和一個輸出端Q，并且配置為通過設置端S和復位端R接收若干輸入信號，以及通過輸出端Q提供一個輸出信號，以響應這些輸入信號。
如圖5所示，第一多路復用器電路450的數據輸入端A和第二多路復用器電路460的數據輸入端A，每個都連接到計時總線210，并且配置為接收計時信號D
。加法器電路480的輸入操作數端B連接到修正的控制總線310，并且配置為接收修正的控制信號320。存儲器系統470的若干DATA端連接到第一多路復用器電路450的若干選擇輸入端SEL，而第一多路復用器電路450的輸出端Y連接到鎖存系統490的設置端S。第一多路復用器電路450配置為通過輸出端Y提供第一選定計時信號DS。計時信號DS可以是計時信號D
中的任何一個，并且可以通過存儲器系統470提供的相位信號475進行選擇。
存儲器系統470的若干DATA端連接到加法器電路480的若干輸入操作數端A，而加法器電路480的輸出端Q連接到第二多路復用器電路460的若干選擇輸入端SEL。第二多路復用器電路460配置為通過輸出端Y提供第二選定計時信號DR。第二選定計時信號DR可以是計時信號D
中的任何一個，并且可以由一個m位二進制字和進行選擇，它是相位信號475與加法器電路480通過輸出端Q提供的修正的控制信號320相加而成。第一多路復用器電路450和第二多路復用器電路460，分別配置為把第一選定計時信號DS和第二選定計時信號DR傳送到鎖存系統490的設置端S和復位端R。鎖存系統490的輸出端Q配置為通過信號端410提供脈寬調制信號420。所以，信號發生器400”允許根據選定的相移選擇計時信號。因此，信號發生器400”能夠產生一個脈寬調制信號420，它是按照相位信號475經過相移而得。
正如以上的討論，本發明的脈寬調制系統100能夠用于大范圍的電子應用和系統，比如開關電源系統。例如，圖6顯示了依據本發明之電壓調節模塊(VRM)600的一個示范性實施例。電壓調節模塊600可以是另一個系統的一個組件，比如一個電源系統。電壓調節模塊600一個輸入級和一個輸出級，可以通過帶有一個返回端630的輸入端610和輸出端620與外部相連。一般說來，電壓調節模塊設計為把610和630端之間輸入電壓Vin轉換為620和630端之間輸出電壓Vo。電壓調節模塊600包括由開關元件Q1和Q2驅動的一個L/C低通濾波器。對于功率開關Q1和Q2，分別配備了一個非反相驅動元件640和一個反相驅動元件645，這些驅動元件都是由脈寬調制控制信號420控制或者說激活。
電壓調節模塊也包括一個輸出電壓控制器650。輸出電壓控制器650包括帶有參考輸入695的一個誤差電壓發生器690、一個模數轉換器(ADC)680、一個數字濾波器670和一個數字脈寬調制器660。ADC 680把誤差電壓發生器690產生的模擬誤差信號轉換為對應的數字信號。數字濾波器670可以根據若干系數675，定義一個濾波器傳遞函數。數字濾波器670可以對數字信號應用這個傳遞函數，以便為反饋環路提供穩定性。數字濾波器670因而輸出控制信號520。控制信號520由數字脈寬調制器660接收。然后，數字脈寬調制器660產生上述的脈寬調制信號420，以控制開關Q1和Q2。正如以上的討論，脈寬調制信號420是一個脈沖序列，其脈寬以可能的最高重復頻率抖動，如為了實現所需的占空比，抖動電路300中加法器340進位信號的重復頻率具有可能的最大頻率。結果，這個脈寬調制信號有助于在DC/DC變換器(如圖6所示)減少輸出中的低頻噪音。所以，本發明的脈寬調制器660有助于為DC/DC(或AC/DC)功率變換產生一個脈寬。
本發明容許多種修改和替代形式，通過附圖中的實例已經顯示了若干特定的實例，并且進行了詳細的介紹。不過應當理解，本發明不限于所公開的具體形式和方法，相反，本發明要覆蓋所有屬于權利要求書之實質和范圍的修改、等效形式和替代。
權利要求
1.一種控制電路，在具有至少一個開關元件的開關電源系統中，用于驅動所述至少一個開關元件，包括一個抖動電路，配置為接收由一個m+n位二進制字組成的一個控制信號，其中m和n為正整數，并且提供由一系列多至2n個m位二進制字組成的一個修正的控制信號；一個計時電路，配置為提供2m個計時信號，并且向所述抖動電路傳送所述計時信號的至少一個；以及一個信號發生器，配置為接收所述修正的控制信號和所述計時信號，并且向所述至少一個開關元件提供一個脈寬調制信號，所述脈寬調制信號配置為以實質上等于m+n位二進制字的等價十進制表示除以2m+n之商的一個平均占空比，激活所述至少一個開關元件。
2.根據權利要求1的控制電路，其特征在于，所述抖動電路配置為計算所述修正的控制信號。
3.根據權利要求2的控制電路，其特征在于，所述抖動電路包括一個n位二進制加法器電路、一個n位延遲電路和一個m位二進制加法器電路，所述n位二進制加法器電路具有用于接收所述控制信號的n個最低有效位的若干第一輸入操作數端、若干第二輸入操作數端、通過所述n位延遲電路連接到所述若干第二輸入操作數端的若干輸出和端以及一個進位端，所述n位延遲電路被所述計時信號的所述至少一個激活，所述m位二進制加法器電路具有用于接收所述控制信號的m個最高有效位的若干第一輸入操作數端、連接到所述進位端的若干第二輸入操作數端以及用于提供所述修正的控制信號的若干輸出端。
4.根據權利要求1的控制電路，其特征在于，在計時電路的每個計時周期期間，所述計時信號的所述每一個都包括一個具有預定周期的電壓脈沖，所述計時周期實質上等于所述預定周期的2m倍。
5.根據權利要求4的控制電路，其特征在于，所述計時信號按照一個預定序列提供所述電壓脈沖。
6.根據權利要求1的控制電路，其特征在于，所述計時電路包括一個環形振蕩器。
7.根據權利要求1的控制電路，其特征在于，所述計時電路包括一條延遲線和一個反相器電路，所述延遲線具有一個輸入端和一個輸出端，分別連接到所述反相器電路的一個輸出端和一個輸入端。
8.根據權利要求7的控制電路，其特征在于，所述延遲線包括2m個延遲元件。
9.根據權利要求8的控制電路，其特征在于，所述延遲元件包括緩沖區電路。
10.根據權利要求8的控制電路，其特征在于，所述延遲元件包括反相器電路。
11.根據權利要求8的控制電路，其特征在于，所述延遲元件的每一個都配置為提供一個小于或實質上等于10納秒的延遲期間。
12.根據權利要求1的控制電路，其特征在于，所述信號發生器配置為提供帶有一個相移的所述脈寬調制信號。
13.根據權利要求12的控制電路，其特征在于，所述相移是預先安排的。
14.根據權利要求12的控制電路，其特征在于，所述相移是可安排的。
15.根據權利要求1的控制電路，其特征在于，所述信號發生器包括一個鎖存系統，用于提供所述脈寬調制信號。
16.根據權利要求15的控制電路，其特征在于，所述鎖存系統配置為收到第一計時信號后提供帶有第一信號狀態的脈寬調制信號，收到第二計時信號后提供帶有第二信號狀態的脈寬調制信號。
17.根據權利要求16的控制電路，其特征在于，所述第一信號狀態與邏輯高電平關聯，而所述第二信號狀態與邏輯低電平關聯。
18.根據權利要求16的控制電路，其特征在于，所述信號發生器進一步包括一個多路復用器電路，配置為接收所述修正的控制信號以及選擇所述第二計時信號。
19.根據權利要求16的控制電路，其特征在于，所述信號發生器進一步包括一個配置為接收一個相位信號以及選擇所述第一計時信號的第一多路復用器電路，和一個配置為接收所述相位信號和所述修正的控制信號的和以及選擇所述第二計時信號的第二多路復用器電路。
20.根據權利要求19的控制電路，其特征在于，所述相位信號包括一個m位二進制字。
21.根據權利要求19的控制電路，其特征在于，所述信號發生器進一步包括一個存儲器系統，用于提供所述相位信號。
22.一種方法，用于提供若干脈寬調制信號，以便控制從一個開關電源電路的輸入源到開關電源電路的輸出源的功率流，包括接收由一個m+n位二進制字組成的一個控制信號，其中m和n為正整數；抖動所述控制信號，以便提供由一系列多至2n個m位二進制字組成的一個修正的控制信號；提供2m個計時信號；產生一個脈寬調制信號，其平均占空比實質上等于m+n位二進制字的等價十進制表示除以2m+n的商；以及使用所述脈寬調制信號，控制與開關電源電路相關聯的功率開關的操作。
23.根據權利要求22的方法，其特征在于，所述抖動所述控制信號包括計算所述修正的控制信號。
24.根據權利要求22的方法，其特征在于，所述提供所述計時信號包括在計時電路的每個計時周期期間，提供所述計時信號的每一個，作為一個具有預定周期的電壓脈沖，所述計時周期實質上等于所述預定周期的2m倍。
25.根據權利要求24的方法，其特征在于，所述提供所述計時信號包括按照一個預定序列，提供所述電壓脈沖。
26.根據權利要求22的方法，其特征在于，所述產生所述脈寬調制信號包括提供帶有一個相移的所述脈寬調制信號。
全文摘要
一種開關電源電路中使用的一種脈寬調制系統，提供高分辨率的脈寬調制信號。該脈寬調制系統配置為接收由一個m+n位二進制字組成的一個控制信號，并且以分辨率實質上為文檔編號H02M3/157GK1685592SQ200380100031
公開日2005年10月19日 申請日期2003年10月30日 優先權日2002年11月19日
發明者阿蘭·沙皮伊 申請人:大動力有限公司