[發明專利]應用于脈寬調變系統的自動頻率調變電路及自動頻率調變方法

在審

• 申請號: 202010541292.5
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN112104344A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 賴季霆;林信翔;洪志任
• 申請（專利權）人: 瑞鼎科技股份有限公司
• 主分類號: H03K7/08
• 分類號: H03K7/08
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 張立晶;林琳

本發明公開了一種應用于脈寬調變系統的自動頻率調變電路及自動頻率調變方法，其以效率統計結果作為頻率調變的參考。自動頻率調變電路包含振蕩器單元、導通時間產生單元、頻率調整單元及頻率選擇單元。振蕩器單元用以接收參考電流并產生時鐘信號。導通時間產生單元耦接振蕩器單元，用以接收參考電壓與振蕩器單元的第一電壓并產生導通時間信號。頻率調整單元耦接導通時間產生單元，用以接收導通時間信號與脈寬調變信號并產生頻率調整信號。頻率選擇單元耦接頻率調整單元，用以根據頻率調整信號自動調整原始頻率，以產生調整后頻率。

技術領域

本發明與頻率調變有關，尤其是關于一種應用于脈寬調變(Pulse-WidthModulation，PWM)系統的自動頻率調變電路及自動頻率調變方法。

背景技術

請參照圖1及圖2，圖1及圖2分別為現有技術中的脈寬調變(PWM)信號與脈頻調變(Pulse-Frequency Modulation，PFM)信號的波形示意圖。

一般而言，脈寬調變(PWM)架構在一般抽載電流的效率上表現較佳，但其控制回路較復雜，且其在輕載時的效率反而不如脈頻調變(PFM)架構；至于脈頻調變(PFM)架構雖然電路較簡單且功耗較少，但其架構的限制導致其在重載時的效率表現不佳。

因此，目前普遍的操作方式是混合使用脈寬調變(PWM)回路與脈頻調變(PFM)回路，通過偵測負載電流判斷負載的輕重，在重載時選用脈寬調變(PWM)回路運作，而在輕載時則改用脈頻調變(PFM)回路運作，由以達到效率最大化的效果。

就脈寬調變(PWM)模式與脈頻調變(PFM)模式之間的切換而言，傳統上常見的作法是偵測脈寬調變(PWM)回路中的誤差放大器(Error Amplifier)的輸出端電壓作為負載電流的取樣信號，當輸出端電壓低于預設的參考電壓時，即由脈寬調變(PWM)模式切換為脈頻調變(PFM)模式。

然而，在實際應用中，上述傳統的偵測方法可能會因為某些特殊情況而導致誤判。舉例而言，當應用于發光二極管驅動器(LED driver)時，若其調光(Dimming)頻率過低，則在停止模式切換的期間內會造成誤差放大器的輸出端電壓下降，導致脈寬調變(PWM)模式與脈頻調變(PFM)模式之間的切換判斷有誤而出現誤切換的現象，亟待改善。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種應用于脈寬調變系統的自動頻率調變電路及自動頻率調變方法，以有效解決現有技術所遭遇到的上述問題。

依據本發明的一具體實施例為一種自動頻率調變電路。于此實施例中，自動頻率調變電路應用于脈寬調變系統，其以效率統計結果作為頻率調變的參考。自動頻率調變電路包含振蕩器單元、導通時間產生單元、頻率調整單元及頻率選擇單元。振蕩器單元用以接收參考電流并產生時鐘信號。導通時間產生單元耦接振蕩器單元，用以接收參考電壓與振蕩器單元的第一電壓并產生導通時間信號。頻率調整單元耦接導通時間產生單元，用以接收導通時間信號與脈寬調變信號并產生頻率調整信號。頻率選擇單元耦接頻率調整單元，用以根據頻率調整信號自動調整原始頻率，以產生調整后頻率。

于一實施例中，自動頻率調變電路還包含集成電路匯流排(I2C)，耦接頻率選擇單元，用以提供原始頻率至頻率選擇單元。

于一實施例中，自動頻率調變電路還包含參考電流產生單元，耦接于頻率選擇單元與振蕩器單元之間，用以接收頻率選擇單元所輸出的調整后頻率并產生參考電流至振蕩器單元。

于一實施例中，自動頻率調變電路還包含參考電壓產生單元，耦接于頻率選擇單元與導通時間產生單元之間，用以接收頻率選擇單元所輸出的調整后頻率并產生參考電壓至導通時間產生單元。

于一實施例中，導通時間產生單元根據第一電壓產生第二電壓后，再根據第二電壓與參考電壓產生導通時間信號。

于一實施例中，頻率調整單元根據導通時間信號與脈寬調變信號的相位偵測結果產生頻率調整信號。