[發(fā)明專利]用于改變反相器的輸出PWM控制的設(shè)備和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011097250.3
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN114430242A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹偉;毛歡;高翔;王德昌
• 申請（專利權(quán)）人: 恩智浦美國有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M1/088;H02J50/12
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

本文公開提供對至少包括第一開關(guān)(S3)和第二開關(guān)(S1)的反相器的改變的數(shù)字輸出脈寬調(diào)制SPWM，例如正弦脈寬調(diào)制SPWM控制的設(shè)備和方法。所述方法包括：以系統(tǒng)調(diào)制頻率生成第一二元控制信號(PWM3A)；以M倍的較高載波頻率生成第二二元控制信號(PWM1A)；其中生成所述第二二元控制信號包括：提供具有K倍較高復位頻率的周期性計數(shù)器；計算M個斷開時刻；對于每個斷開時刻，確定對應斷開計數(shù)器值和對應計數(shù)器序列值；將每個斷開計數(shù)器值存儲在對應于相應計數(shù)器序列的相應存儲器位置中且將虛擬值存儲在其余存儲器位置中；以及依序且周期性地將所述存儲器位置的內(nèi)容傳送到至少一個PWM值寄存器(620)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于控制反相器的設(shè)備和方法。明確地說，本公開涉及用于可用于例如無線充電等應用中的此類反相器的脈寬調(diào)制(PWM)控制。

背景技術(shù)

反相器將DC電力轉(zhuǎn)換為AC電力。其應用范圍很廣泛。用于此類反相器的控制器通常使用以比輸出頻率高得多的頻率操作的脈寬調(diào)制(PWM)。PWM的一個變體為所謂的正弦PWM(SPWM)，其中脈沖的寬度在輸出的周期內(nèi)以正弦方式改變。脈寬還可能需要隨著電感器上的負載改變而“實時地”調(diào)整。當然，可能不需要AC電力是純正弦的，而是可以呈馬蹄形，也就是正弦AC的低諧波含量近似，其中電壓峰值平滑反相，或呈梯形波形，也就是正弦AC的直線近似；以下描述將參考SPWM，但是本公開擴展到變化的輸出PWM的其它波形。

在一些應用中，AC頻率可能相對較高-在此上下文中，可能為數(shù)百kHz至幾MHz。此類應用的例子為無線充電，其中AC電力通常借助于電感耦合從充電器側(cè)的初級線圈傳送到充電側(cè)的次級線圈。在此類無線充電應用中，AC電力的頻率，在本文中也稱為系統(tǒng)調(diào)制頻率，可能高達1或2MHz。

高頻率對于SPWM控制，且尤其對于數(shù)字SPWM控制引入挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開的第一方面，提供一種提供對至少包括第一開關(guān)和第二開關(guān)的反相器的改變的數(shù)字輸出脈寬調(diào)制PWM控制的方法，所述方法包括：以系統(tǒng)調(diào)制頻率生成第一二元控制信號；生成載波頻率為所述系統(tǒng)調(diào)制頻率的整數(shù)M倍且具有周期性改變的占空比的第二二元控制信號；其中生成所述第二二元控制信號包括：提供復位頻率為所述調(diào)制頻率的整數(shù)K倍的周期性計數(shù)器；在第一模塊中計算所述第二控制信號的多個即M個斷開時刻；對于所述斷開時刻中的每一個，確定對應斷開計數(shù)器值和對應計數(shù)器序列值；在第二模塊中提供K個存儲器位置；將每個斷開計數(shù)器值存儲在對應于相應計數(shù)器序列的相應存儲器位置中；將虛擬值存儲在其余存儲器位置中的每一個中；以及依序且周期性地將所述存儲器位置的內(nèi)容傳送到至少一個PWM值寄存器；所述方法進一步包括，對于對應于所述系統(tǒng)調(diào)制頻率的周期的一半：將所述第一二元控制信號提供到所述第一開關(guān)；以及通過讀取所述至少一個PWM值寄存器而將所述第二二元控制信號提供到所述第二開關(guān)。

由此，可有可能減小確定斷開控制反相器的一個或多個電力開關(guān)的正確時刻所需的處理時間或努力。

在一個或多個實施例中，提供至少K個存儲器位置包括提供2K個存儲器位置；且所述方法進一步包括：在所述第一模塊中計算所述第二控制信號的多個即M個接通時刻；在所述第二模塊中提供另外K個存儲器位置；對于所述接通時刻中的每一個，確定對應接通計數(shù)器值和對應計數(shù)器序列值，以及將每個接通計數(shù)器值存儲在對應于相應計數(shù)器序列的相應存儲器位置中。由此，可有可能減小確定接通控制反相器的一個或多個電力開關(guān)的正確時刻所需的處理時間或努力。

在一個或多個實施例中，所述K個存儲器位置為直接存儲器存取DMA模塊的部分，或所述2K個存儲器位置為直接存儲器存取DMA模塊的部分。通過使用DMA模塊，可有可能進一步提高處理效率。

在一個或多個實施例中，所述改變的輸出PWM為正弦PWM。此可為特別適用的，因為大部分AC波形為正弦或大致正弦。然而，在其它實施例中，AC波形的改變的輸出可不同，例如但不限于梯形或三角形。