术语和定义
引用
//www.xmece.com/configurable-mixed-signal。
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作者:伊万Vaskiv
介绍
本应用笔记描述三个PWM设计半导体的变异使用对话框yabo国际娱乐GreenPAK集成电路:
- “0 - 100% PWM”是PWM信号发生器的可能性控制信号的责任周期全范围从0到100%,由内部或外部控制信号(例如:信号从外部销、I2C信号,从一个比较器,等等)。
- “可编程限制PWM”修改“0 - 100% PWM”可设置的最大和最小PWM的责任周期的极限。I2C的限制可以改变。
- “锯齿波调制”是一个PWM发生器可设置的最大和最小限制的PWM的责任周期和生成一个锯齿波PWM调制。
它是如何工作的?
让我们开始从一个简化的设计。下面的设计只是一个控制PWM占空比的PWM发生器与上下按钮。
PWM的责任周期是由CNT3和CNT5输出脉冲之间的转变。CNT3计数器数据应该等于CNT5计数器数据。DFF3由CNT5脉冲的前沿,低脉冲CNT3重置。CNT3输出反向,所以积极信号是低(见图2)。
改变PWM占空比的值,我们需要添加一个时钟CNT5(增加PWM占空比)或CNT3(减少PWM占空比)。它可以通过外部按钮改变CNT3之间的延迟,CNT5输出。一个时钟使1步转移(1步转变= (1 / (CNT5(或CNT3)计数器数据+ 1))* 100%)。DFF2和DFF4是用来避免额外的时钟时可出现一个按钮生成一个逻辑低。
图3显示了设计一个线性PWM占空比变化。也有可能控制责任周期变化的速度和控制这种变化的方向。
这里,CNT1生成一个时钟信号。当“/ DOWN_CTRL”销高,信号去CNT5 CLK输入通过3-bit LUT2(工作周期增加)。当“/ DOWN_CTRL”销低,信号去CNT3 CLK输入通过3-bit LUT4(工作周期减少)。
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2-L3只是一个缓冲区。这个是用来保证0%的关税周期。在某些情况下,设计将与0%的关税周期没有2-L3缓冲区。然而,如果CNT5小于CNT3的传播时间,它会导致短脉冲出现在输出。所以2-L3确保一个清洁工作周期时的输出应该是0%。
的变化率PWM的责任周期取决于CNT1时期。PWM完整的斜坡时间从0%到100%的责任周期可以使用下面的公式计算:
T_PWM_RAMP = CNT5计数器数据* CNT1时期
“0 - 100% PWM”
的一部分“0 - 100% PWM”设计上面描述。这是一个线性的PWM,工作周期改变了从0到100%,由外部控制信号。工作周期变化的速率通过I2C可以改变。
按钮“保存”是保持责任周期不变。这个按钮重置CNT1。CNT1由高水平复位信号,使输出高。
按钮“重置为低”用于重置占空比为0%。
DFF4和DFF6提供责任周期的上限,以避免溢出。这两个DFFs测量两个信号之间的转变,CNT3和CNT5的输出。当转移= 1.5 OSC0时钟周期,这些DFFs检测CNT1重置。因此,工作周期不会改变而/ DOWN_CTRL信号高企。CNT1重置时,其输出高,产生一个时钟信号和RC OSC信号不是由3-bit倒了LUT2。你可以看到它图7和图8。当这种转变成为1.5时钟周期,最大责任周期DFF3的输出是:
max。工作周期= CNT5计数器数据/ (CNT5计数器数据+ 1)。
在我们的例子中:
255/256 = 99.6%
通道1(黄/顶线)- DFF3出来
D0——CNT5
D1 - CNT3
D2 - CNT1
D3 - 3-bit LUT2出来
D4 - 3-bit LUT4出来
D5——DFF4
D6 - DFF8
DFF8和DFF10提供责任周期的下限,以避免溢出。这两个DFFs测量两个信号之间的转变,CNT3 CNT5。当这种转变等于半个时钟周期的OSC0这些DFFs检测CNT1重置。因此,工作周期不会改变而/ DOWN_CTRL信号保持低。当CNT1复位输出高,产生一个时钟信号和RC OSC信号不是由3-bit倒了LUT4。你可以看到它图9,图10,图11。最低责任周期:
最低工作周期= 0%。
通道1(黄/顶线)- DFF3出来
D0——CNT5
D1 - CNT3
D2 - CNT1
D3 - 3-bit LUT2出来
D4 - 3-bit LUT4出来
D5——DFF4
D6 - DFF8
2-L1和门闩2是用来创建一个工作周期的100%。当信号是在最大的责任周期的输出DFF6走高,2-L1的输出。因此,设计的工作周期可以改变从0%到100%的责任周期。
“可编程限制PWM”
控制PWM的最大和最小限制,DFF4和DFF10“0 - 100% PWM”设计应该延迟块(DLY4和DLY6)所取代。
图12显示了设计的功能可编程PWM占空比的极限。改变工作周期的极限可以改变DLY4计数器数据(上限责任周期的值)和DLY6计数器数据(责任周期的下限值)通过I2C。责任周期的上限和下限可以使用以下公式计算:
上限= (1 - ((DLY4计数器数据+ 2)/ (CNT5计数器数据+ 1)))* 100%
下限= ((DLY6计数器数据+ 1)/ (CNT5计数器数据+ 1)* 100%
“可编程限制PWM”设计文件PWM的例子是将20%至50%的关税周期范围内。
这个设计的最小可能的工作周期是0.78%,最大可能的工作周期是98.82%。
通道1(黄/顶线)-销# 17 (PWM_OUT)
通道2(浅蓝色/二线)-销# 5(重置为低)
通道3(红色/第三行)-销# 3(持有)
第四频道(蓝色/底线)-销# 4 (/ DOWN_CTRL)
因此,这种设计可以用作PWM发生器与PWM占空比的定义限制的可能性,PWM占空比变化的速度,其方向。它都可以通过I2C接口。同时,有可能改变PWM频率在所有设计提出了应用程序报告。
“三角调制”
“三角调制”是一种设计生成PWM信号的周期性改变根据三角形原理,和可配置的责任周期的限制(例如23 - 87%,75 - 90%,在我们的案例中是30 - 70%)。同时,调制速率可以控制通过I2C一样在前面的设计。
DFF10用来改变一个方向周期性的变化。
有可能获得PWM信号占空比改变根据锯齿原则。为此我们应该设置上限值和下限值是对称的50%工作周期(例如:20 - 80%,35 - 65%),因此,我们得到一个锯齿波输出的PWM 2-L0在设定的范围内。
同时,有可能添加一个“保存”按钮,“重置”按钮的设计。
所有其他的功能设计是一样的在前面的设计。
结论
脉宽调制是许多电子设备中常用。PWM的主要优点是效率高,通过极低的功率损耗的开关设备。开关时几乎没有电流,当它和权力被转移到负载上,几乎没有正确选择开关电压降。功率损耗、电压和电流的乘积,接近最小化在这两种情况下。
这些设计可以用来控制电子设备的电源,特别是惯性负载,如汽车,保持恒定的转速刷马达,太阳能黄油充电器,驱动发光二极管,和许多其他用途。