[實用新型]PWM信號產生及其誤差校正電路

有效

• 申請號: 201921342966.8
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN210518241U
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 趙東世
• 申請（專利權）人: 矽恩微電子(廈門)有限公司
• 主分類號: H03K7/08
• 分類號: H03K7/08;H05B45/325
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

本實用新型公開了一種PWM信號產生及其誤差校正電路，包括放大器OP1，放大器OP2，比較器CMP1，比較器CMP2，PMOS場效應管M1?M16，電阻R14，電阻R_FRE，可變電阻R15?R16，電阻R17，電容C1，匹配電阻模塊電路，電流漏IDC，以及14比特計數器。與現有技術相比，本實用新型的PWM信號產生及誤差校正電路，采用變動的電阻，變動的電流產生三角波電壓的方法，對電流源的電流變化較小，對于較低頻率的PWM信號，不需要大電容，可節省版圖面積，節省芯片成本。可以實現較大PWM信號頻率范圍。而且，本實用新型中，綜合考慮兩個電壓點上PWM信號占空比，對占空比函數進行校正，可以較為精確的校正PWM信號在0％?100％范圍內所有占空比誤差。

技術領域

本實用新型涉及一種產生脈沖寬度調制信號的電路。

背景技術

脈沖寬度調制方法(簡稱PWM)廣泛應用于汽車電子領域，用于脈沖寬度調制的電壓信號我們稱為PWM信號。PWM信號可調節的參數一般有PWM頻率，以及PWM占空比。

汽車尾部的燈，如用高效率節能的LED燈作信號燈，通常有兩種工作狀態，剎車模式和尾燈模式。一般采用帶有恒流源的芯片給LED提供穩定可靠的電流，LED作為芯片的負載。當司機踩剎車時，LED燈工作在剎車模式，LED燈的電流一般為直流電流，電流較大，用于警示其他車輛的司機減速。當司機不踩剎車時，LED燈工作在尾燈模式，電流較小，一般通過PWM調光的方式把LED的電流降低一些。

PWM調節LED電流，一般有兩種方式。

第一種方法：恒流源芯片外部PWM信號控制方法，簡稱外部PWM控制方法。如圖1，MCU輸出PWM控制信號，接入到恒流源芯片的使能端，用于控制LED電流。PWM信號為高電平時，恒流源輸出電流。PWM信號為低電平時，恒流源不輸出電流。MCU通過調節高電平所占的時間比例即占空比，來控制LED的平均電流，進而調節LED的亮度。MCU也可以調節PWM的頻率。

第二種方法：恒流源芯片內部PWM信號控制方法，簡稱內部PWM控制方法。如圖2，此方法不需要MCU，恒流源芯片內部集成PWM信號產生器電路。恒流源芯片有相應的模式控制引腳，用于選擇恒流源輸出電流是剎車模式，即恒定電流輸出，還是尾燈模式，PWM脈沖電流輸出。若選擇尾燈模式，即PWM脈沖電流輸出。PWM脈沖電流的占空比由芯片的一個特定的輸入引腳(占空比設置引腳)的設置電壓決定，PWM脈沖電流的頻率由芯片的另一個特定引腳(頻率比設置引腳)連接到地的電阻值決定。

現有的內部PWM控制方法大致有兩種：

第一種內部PWM控制方法如圖3所示，其芯片內部集成PWM信號產生器電路，其內部PWM信號產生時序如圖4所示：

電流源電流I給電容C充電，電容C電壓不斷升高，當電容C電壓高于V_MAX時，場效應管NMOS1開啟時電容C兩端的電荷放電，電容C電壓復位為0V。

當設置較低的頻率時，此電路方案，PWM信號的頻率由電容C和電流I決定。當PWM頻率較低時，需要較大的電容。

例如：PWM頻率為F＝200Hz，設置I＝1uA，V_MAX＝3V,則：得出1670pF的電容會占用很大的版圖面積，成本較高。而且，1uA電流較小，不同芯片間的誤差較大。

第二種內部PWM控制方法如圖5所示，此方案中，RF和RDC為芯片外部電阻元件。R_F設置PWM的頻率，R_DC設置PWM的占空比。

采用一個8bit ADC，把R_DC的電壓轉化為8比特數字信號，結合R_F控制的時鐘CLK產生一個計數器。計數器的計數值同8比特ADC，和256相比較，產生PWM信號。

R_F越大，CLK頻率越低，PWM的頻率越低；