[發(fā)明專利]多周期隨機(jī)數(shù)字脈寬調(diào)制電路及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810067016.9
• 申請(qǐng)日: 2008-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101304247A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張東來(lái);王騫;王毅;佟強(qiáng);姚雨迎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號(hào): H03K7/08
• 分類號(hào): H03K7/08;H02M1/08
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所
• 代理人: 胡吉科

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及脈寬調(diào)制技術(shù)，具體涉及一種多周期隨機(jī)數(shù)字脈寬調(diào)制電路及方法。

背景技術(shù)

在電力電子技術(shù)中廣泛采用固定周期的PWM(Pulse?WidthModulation)脈寬調(diào)制技術(shù)，但固定周期的PWM調(diào)制信號(hào)的工作波形是周期性方波，在開(kāi)關(guān)頻率和開(kāi)關(guān)頻率的整數(shù)倍附近含有豐富的高次諧波，這些不期望的諧波會(huì)降低整個(gè)系統(tǒng)的電磁兼容品質(zhì)，產(chǎn)生很強(qiáng)的寬帶電磁發(fā)射源，在其它的電路中產(chǎn)生較大的噪聲甚至使其它的電路無(wú)法正常工作。對(duì)于電機(jī)來(lái)說(shuō)，則容易在電機(jī)中產(chǎn)生較大的音頻噪聲和振動(dòng)。由PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)自身特點(diǎn)所決定，這種由PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)所造成的EMI(Electromagnetic?Interference)電磁干擾，無(wú)法依靠增加硬件的方法來(lái)解決。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的在開(kāi)關(guān)頻率或開(kāi)關(guān)頻率的整數(shù)倍附近，存在著較強(qiáng)的窄帶音頻噪聲，該噪聲的強(qiáng)度和頻譜特性會(huì)使系統(tǒng)以及周圍的電路中容易產(chǎn)生音頻范圍內(nèi)的噪聲干擾，使電機(jī)產(chǎn)生音頻噪聲和振動(dòng)等技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種多周期隨機(jī)數(shù)字脈寬調(diào)制電路。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的在開(kāi)關(guān)頻率或開(kāi)關(guān)頻率的整數(shù)倍附近，存在著較強(qiáng)的窄帶音頻噪聲，該噪聲的強(qiáng)度和頻譜特性會(huì)使系統(tǒng)以及周圍的電路中容易產(chǎn)生音頻范圍內(nèi)的噪聲干擾，使電機(jī)產(chǎn)生音頻噪聲和振動(dòng)等技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種多周期隨機(jī)數(shù)字脈寬調(diào)制方法。

本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：提供一種多周期隨機(jī)數(shù)字脈寬調(diào)制電路，所述多周期隨機(jī)數(shù)字脈寬調(diào)制電路包括：隨機(jī)數(shù)字脈沖寬度調(diào)制模塊、線性反饋移位寄存器模塊和多路復(fù)用器模塊，其中，所述隨機(jī)數(shù)字脈沖寬度調(diào)制模塊與所述線性反饋移位寄存器模塊連接，所述線性反饋移位寄存器模塊與所述多路復(fù)用器模塊連接。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例：所述隨機(jī)數(shù)字脈沖寬度調(diào)制模塊包括輸入部和輸出部；所述輸入部包括：異步復(fù)位輸入信號(hào)、時(shí)鐘輸入信號(hào)、序列輸入信號(hào)和占空比輸入信號(hào)；所述輸出部包括隨機(jī)脈寬調(diào)制輸出信號(hào)和移位時(shí)鐘信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例：所述線性反饋移位寄存器模塊可生成偽隨機(jī)序列，所述偽隨機(jī)序列可控制鋸齒波數(shù)字脈沖寬度調(diào)制中計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方向。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例：所述多路復(fù)用器模塊可在隨機(jī)數(shù)字脈寬調(diào)制、鋸齒波數(shù)字脈寬調(diào)制和三角波數(shù)字脈寬調(diào)制之間進(jìn)行選擇。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種多周期隨機(jī)數(shù)字脈寬調(diào)制方法，所述多周期隨機(jī)數(shù)字脈寬調(diào)制方法為將前向鋸齒波與后向鋸齒波進(jìn)行拼接在一起。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例：所述多周期隨機(jī)數(shù)字脈寬調(diào)制方法具體為：當(dāng)向上計(jì)數(shù)標(biāo)志為‘A’時(shí)，鋸齒波設(shè)定為后向的，當(dāng)向上計(jì)數(shù)標(biāo)志為‘B’時(shí)，設(shè)定鋸齒波為前向的；當(dāng)所有計(jì)數(shù)標(biāo)志都為‘A’時(shí)，所述隨機(jī)數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器變成通常的鋸齒波比較器-計(jì)數(shù)器型數(shù)字脈沖寬度調(diào)制；當(dāng)所有計(jì)數(shù)標(biāo)志都為‘B’時(shí)，所述隨機(jī)數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器變成前向的鋸齒波比較器-計(jì)數(shù)器型數(shù)字脈沖寬度調(diào)制；當(dāng)‘A’和‘B’相互交錯(cuò)時(shí)，數(shù)字脈沖寬度調(diào)制變成三角波數(shù)字脈沖寬度調(diào)制，開(kāi)關(guān)頻率降低為原來(lái)的一半；當(dāng)向上/向下計(jì)數(shù)脈沖流為任意值時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率為標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)關(guān)頻率和1/2標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)關(guān)頻率之間的一個(gè)值。

根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例：所述計(jì)數(shù)標(biāo)志‘A’為“1”或“0”，與此相對(duì)應(yīng)，所述計(jì)數(shù)標(biāo)志‘B’為“0”或“1”。

本發(fā)明的有益效果在于：可以根據(jù)需要在鋸齒波、三角波、隨機(jī)脈寬調(diào)制之間進(jìn)行選擇，具有很大的靈活性。隨機(jī)脈寬調(diào)制的實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜擴(kuò)展，有效降低DPWM的EMI傳導(dǎo)輻射水平。

附圖說(shuō)明

圖1.本發(fā)明多周期隨機(jī)數(shù)字脈寬調(diào)制電路及方法中實(shí)現(xiàn)多周期隨機(jī)數(shù)字脈寬調(diào)制的LFSR方案電路原理圖；

圖2.采用LFSR方案實(shí)現(xiàn)多周期隨機(jī)數(shù)字脈寬調(diào)制的測(cè)試波形圖；

圖3.采用傳統(tǒng)計(jì)數(shù)器-比較器方案實(shí)現(xiàn)DPWM的測(cè)試波形圖。

具體實(shí)施方式