专利名称：具有调整工作周期的脉冲宽度调变架构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种脉冲宽度调变架构，特别涉及的是一种具有调整 工作周期的脉冲宽度调变架构。
脉宽调变(Pulse width modulation，简称PWM )是利用微处理器的数字输出 来对模拟电路进行控制的 一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通讯到功 率控制与变换的许多领域中。
现有的脉冲宽度调变(Pulse width modulation,以下简称PWM)电路，请参 阅图1、图2、图3A所示，其是应用在一风扇马达装置(图中未示)上，PWM电 路是包括一直流电源供应装置110、 一分压电阻装置120、 一比较装置130与一 信号产生装置140，其中所述的直流电源供应装置110为一可变直流电压源Vin (如2~5伏特)，且用以提供电压源给分压电阻装置120,而所述的分压电阻 装置120分别设有一第一电阻组件R7与一第二电阻组件R8，且所述的第一电 阻组件R7与所述的第二电阻组件R8相耦接，其间设有一第一节点电压Vr，其 中分压电阻装置120的电压值也会随着直流电源供应装置110所提供的电压值 而改变；而信号产生装置140是可为一三角波产生器141,且可用以产生一三角 波信号，三角波信号中的高电位VH与低电位VL为固定的，且不受直流电源供 应装置110的电压值的变化而改变；所述的比较装置130是可为一比较器131， 且用以接收信号产生装置140与分压电阻装置120所传送的信号啦支比较，并输 出 一脉宽调变信号(Pulse width modulation signal)，当可变直流电压源Vin提供 电压源(如2 5伏特)给分压电阻装置120时，使分压电阻装置120通过分压 定理公式计算出传送至比较装置130的电压信号，同时，信号产生装置140的 三角波信号也传送至比较装置130后，使得比较装置130对电压信号与三角波 信号做比较并输出脉宽调变信号以驱动风扇马达装置(图中未示)动作；由图2中 可看到现有的电压转速曲线图内的电压转速曲线Tl为一个有转折点P不平顺的
背景技术曲线。
请参阅图3A、图3B、图3C所示，为现有的应用电路图，此时已知三角波 产生器141的高电位VH与低电位VL设为2伏特与l伏特，第一电阻组件R7 设为IOK奥姆，若PWM的工作周期为50% ,可变直流电压源Vin为2伏特时， 则第 一节点电压Vr依下列公式计算
经由上述计算可得第一节点电压Vr为1.5伏特，而第二电阻组件R8为30K 奥姆，若PWM的工作周期为100% ,可变直流电压源Vin为5伏特时，则第一
节
50% = ^= = 1,5喷錄)
附-FI 2-1
点电压Vr依下列公式计算 Fr = Ww x ~~^^ Fr = 5 x ^^~~Fr = 3.75F(汰錄)
因而可知在可变直流电压源Vin为5伏特的第一节点电压Vr为3.75伏特， 假若，当第一节点电压Vr为2伏特恰可接触到高电位VH，而此时的可变直流 电压源Vin依下列公式计算
依据上述计算的数据可绘出曲线图，图中在工作周期50%与可变直流电压
^ = x ~^ - 2 = W" x ~~^~~ => W" = 2.67F(汰特)
源Vin为2伏特相对应点刚好为周期-电压曲线Dl上升的起始点，而周期-电 压曲线Dl持续上升触碰到在可变直流电压源Vin为2.67伏特时，则周期-电 压曲线Dl持平的移动至可变直流电压源Vin为5伏特位置，如此可知周期 - 电 压曲线图是呈现一非平滑(顺)的曲线。
综上所述，现有的PWM电路具有下列几点缺点
1. PWM电路的周期-电压曲线图为一非平滑(顺)的曲线，使PWM电路不够稳定。
2. PWM电路的电压转速曲线图为一非平滑(顺)曲线，使PWM电路不稳定。
是以，要如何解决上述现有的问题与缺陷，即为本案的实用新型设计人与 从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。
本实用新型设计人有鉴于上述缺陷，搜集相关资料，经由多方评估与考虑, 并以从事在此行业累积的多年经验，经由不断试作与修改，始设计出此种具有 调整工作周期的脉冲宽度调变架构的新型专利。
发明内容
本实用新型的主要目的，在于提供一种具有调整工作周期的脉沖宽度调变 架构，用以克服上述缺陷。
为上述的目的，本实用新型是一种具有调整工作周期的脉冲宽度调变架构， 所述的脉冲宽度调变架构包括一直流电源供应单元是用以提供电压源并产生一 电压信号； 一信号产生单元，是用以产生波形信号； 一分压电阻单元，是可设 定所述的信号产生单元的电压准位； 一基准电压单元，是可由外部电路与内部 电路设定电压值，且不受所述的直流电源供应单元改变供应电压值而改变；与 一比较单元，是接收所迷的信号产生单元与所述的基准电压单元的信号做比较 并输出 一 比较信号，当所述的直流电源供应单元的电压信号传送给所述的分压 电阻单元时，所述的分压电阻单元将接收所述的电压信号并设定电压准位后， 再传送至所述的信号产生单元，使所述的信号产生单元产生的波形信号根据所 述的电压信号调整电压准位，而所述的比较单元依照接收所述的信号产生单元 与所述的基准电压单元的信号做比较，并输出比较信号驱使 一 风扇马达动作， 以使所述的脉冲宽度调变的周期-电压达到较线性平滑(顺)的状态。
与现有技术比较本实用新型的有益效果在于，使所述的脉冲宽度调变的输 出信号具有呈较线性平滑(顺)的效果。
图1是现有的脉冲宽度调变电路的电路方块示意图； 图2是现有的脉冲宽度调变电路的电压转速曲线图； 图3A是现有的脉冲宽度调变电路的应用电路图； 图3B是现有的脉冲宽度调变电路的应用波型曲线图； 图3C是现有的脉冲宽度调变电路的周期-电压曲线图4是本实用新型的电路方块示意图； 图5是本实用新型的电压转速曲线图； 图6A是本实用新型的应用电路图； 图6B是本实用新型的应用波形曲线图；与 图6C是本实用新型的周期-电压曲线图。
附图标记说明310-直流电源供应单元；R3-第三电阻组件；320 -分压 电阻单元；R4-第四电阻组件；330-比较单元；VH-第一节点电压；331 -比 较器；VL-第二节点电压；340-信号产生单元；Vbase -第三节点电压；341 -三角波产生器；R5-第五电阻组件；350 -基准电压单元；R6-第六电阻组件； 351-电压调整器；G-接地端；Vin-可变电压源；T2-电压转速曲线；Rl -第一电阻组件；D2-周期-电压曲线；R2-第二电阻组件。
具体实施方式
以下结合附图，对本新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。 本实用新型是一种具有调整工作周期的脉冲宽度调变架构，其是应用在一 风扇马达(图中未示)上，请参阅第4、 5所示，在本实用新型的一较佳实施例中， 所述的脉沖宽度调变(Pulse width modulation,以下简称PWM)架构是包括一直流 电源供应单元310、 一分压电阻单元320、 一比较单元330、 一信号产生单元340 与一基准电压单元350,其中所述的直流电源供应单元310是用以提供电压源并 产生一电压信号，而所述的分压电阻单元320是可设定所述的信号产生单元340 的电压准位，且所述的信号产生单元340是用以产生 一 三角波信号或锯断波信 号，并所述的基准电压单元350是由外部电路或内部电路设定电压值，且不受 所述的直流电源供应单元310改变供应电压源而改变，所述的比较单元330是 用以接收所述的信号产生单元340与所述的基准电压单元350的信号，做比较 并输出 一 比较信号，其中所述的比较信号是可为 一脉宽调变信号(Pulse width modulation signal),当所述的直流电源供应单元310的电压信号传送至所述的分 压电阻单元320时，使所述的分压电阻单元320接收电压信号并设定电压准位 后，再传送至所述的信号产生单元340，令所述的信号产生单元340的三角波信 号或锯断波信号根据电压信号调整电压准位，所述的比较单元330则依接收所 述的信号产生单元340与所述的基准电压单元350的信号做比较后，并输出脉
宽调变信号驱使风扇马达动作，以达到输出的信号具有呈较线性平滑(顺)的效
果；由图5中可看到本实用新型的电压转速曲线T2也明显较现有的电压转速曲 线Tl来的平顺无转折点P的问题，意即电压转速曲线T2是呈较一线性平滑(顺) 的曲线，使所述的脉冲宽度调变的电压转速曲线达到较线性平滑(顺)的状态。
请参阅图6A所示，为本实用新型的较佳实施例的应用电路图，所述的直流 电源供应单元310为一可变电压源Vin，而所述的分压电阻单元320内分别设有 一第一电阻组件R1、 一第二电阻组件R2、 一第三电阻组件R3与一第四电阻组 件R4，其中所述的第一电阻组件Rl的一端与所述的可变电压源Vin、所述的第 三电阻组件R3的 一端相耦接，其另端则与所述的第二电阻组件R2的一端相耦 接，且所述的第二电阻组件R2的另 一端与 一接地端G相接，而所述的第四电阻 组件R4的 一端与所述的第三电阻组件R3的另 一端相耦接，其另端与所述的接 地端G相接；其中所述的第 一 电阻组件Rl与所述的第二电阻组件R2相耦接间 具有一第一节点电压VH，所述的第三电阻组件R3与所述的第四电阻组件R4 相耦接间具有一第二节点电压VL。
所述的信号产生单元340为一三角波产生器341,所述的三角波产生器341 分别与所述的第一节点电压VH、所述的第二节点电压VL相耦接，其中所述的 第一节点电压VH与所述的第二节点电压VL是可设定所述的三角波产生器341 的高电位与低电位；所述的基准电压单元350分别设有一电压调整器 351 (VOLTAGE REGULATOR), —第五电阻组件R5与一第六电阻组件R6,其 中所述的电压调整器351与所述的可变电压源Vin、所述的第五电阻组件R5的 一端相耦接，而所述的第六电阻组件R6的一端与所述的第五电阻组件R5的另 端相耦接，其另端与接地端G相接，且所述的第五电阻组件R5与所述的第六电 阻组件R6相耦接间具有一第三节点电压Vbase;所述的比较单元330为一比较 器331,所迷的比较器331与所述的三角波产生器341、所述的第三节点电压 Vbase相耦接。
另外，上述中的第一电阻组件Rl、第二电阻组件R2、第三电阻组件R3、
第四电阻组件R4、第五电阻组件R5与第六电阻组件R6可为线绕电阻、金属膜
电阻、合金膜电阻、氧化金属模电阻器、碳膜电阻、碳质固态电阻、水泥电阻 等其中之一。
通过上述的结构、组成设计，兹就本实用新型的使用作动情形说明如下
请参阅图6A、图6B、图6C所示，此时已知所述的第三节点电压Vbase设 为0.5伏特，所述的第一电阻组件Rl与所述的第三电阻组件R3分别设为10K 殴姆，若工作周期为100%,可变电压源Vin为5伏特时，所述的第二节点电压 VL需等于0.5伏特，则第四电阻组件R4通过分压定理公式可计算出
/ 4 / 4
F丄二 F/" x ^-^ 。 0.5 = 5 x-- i 4 = 1.02〖Q(欧姆)
由上述计算后，可得第四电阻组件R4为1.02K奥姆；若工作周期50%，可 变电压源Vin为2伏特时，则此时的第一节点电压VH与第二节点电压VL、第 二电阻组件R2可通过分压定理公式与工作周期公式计算得知
PZ = W" x ,尺4 、 。 F丄=2 x ~~_ :=> J/丄=0.185F(汰特)
50% = ( ) ^ 05 =(附-0.5) ^附=隨5K(汰錄)
—-0.185)
附二 W" x ~~^0.815 = 2 x-=> / 2 = 6.8Q(欧姆)
经由上述计算结果可知第一节点电压VH为0.815伏特，而所述的第二节点 电压VL为0.185伏特、第二电阻组件R2为6.88K欧姆，此时，在工作周期100%, 可变电压源Vin为5伏特时的第 一节点电压VH未得知，因此须通过分压定理 公式计算
FH 二 W打x , 、 ^> FH = 5 x ~~~~ ^ KH = 2.04F(沃特)
(i l + i 2) 離+ 6.8
因而得知可变电压源Vin为5伏特的第一节点电压VH为2.04伏特；依据 上述所算出的数据可绘出曲线图，图中在工作周期50%与可变电压源Vin为2 伏特相对应点为周期-电压曲线D2上升的起始点，此时所述的周期-电压曲线 D2持续上升到可变电压源Vin为5伏特的位置，可知此周期-电压曲线D2得 到一平顺的曲线，故较现有的周期-电压曲线Dl没有转折点，因此，使所述的 脉冲宽度调变的输出信号具有呈较线性平滑(顺)的效果。
以上说明对本新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人
员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许 多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种具有调整工作周期的脉冲宽度调变架构，其特征在于其包括一直流电源供应单元，用以提供电压源并产生一电压信号；一分压电阻单元，其与所述的直流电源供应单元，用以接收所述的直流电源供应单元传送电压信号，设定所述的信号产生单元的电压准位；一信号产生单元，其与所述的分压电阻单元相连接，用以产生波形信号；一基准电压单元，其由外部电路与内部电路设定电压值；一比较单元，其分别与所述的信号产生单元和所述的基准电压单元相连接，用以接收所述的信号产生单元与所述的基准电压单元的信号做比较并输出一比较信号。
2. 根据权利要求1所述的具有调整工作周期的脉冲宽度调变架构，其特征在 于所述的直流电源供应单元为一可变电压源。
3. 根据权利要求1所述的具有调整工作周期的脉冲宽度调变架构，其特征在 于所述的分压电阻单元内设有一第一电阻组件、 一第二电阻组件、 一第三电 阻组件与一第四电阻组件。
4. 根据权利要求1所述的具有调整工作周期的脉冲宽度调变架构，其特征在 于所述的信号产生单元为一三角波产生器。
5. 根据权利要求1所述的具有调整工作周期的脉冲宽度调变架构，其特征在 于所述的比较单元为一比较器。
6. 根据权利要求1所述的具有调整工作周期的脉冲宽度调变架构，其特征在 于所述的基准电压单元分别设有一电压调整器、 一第五电阻组件与一第六电 阻组件。
7. 根据权利要求3所述的具有调整工作周期的脉冲宽度调变架构，其特征在 于所述的第一电阻组件、第二电阻组件、第三电阻组件与第四电阻组件为线 绕电阻、金属膜电阻、合金膜电阻、氧化金属模电阻器、碳膜电阻、碳质固态 电阻或水泥电阻其中之一。
8. 根据权利要求6所述的具有调整工作周期的脉冲宽度调变架构，其特征在 于所述的第五电阻组件与第六电阻组件为线绕电阻、金属膜电阻、合金膜电 阻、氧化金属模电阻器、碳膜电阻、碳质固态电阻或水泥电阻其中之一.
专利摘要本实用新型是一种具有调整工作周期的脉冲宽度调变架构，所述的脉冲宽度调变架构包括一直流电源供应单元、一信号产生单元、一分压电阻单元、一基准电压单元与一比较单元，当所述的直流电源供应单元提供一电压信号给所述的分压电阻单元时，所述的分压电阻单元将接收所述的电压信号并设定电压准位后，再传送至所述的信号产生单元，使所述的信号产生单元产生的一波形信号根据所述的电压信号调整电压准位，则所述的比较单元依照接收所述的信号产生单元与所述的基准电压单元的信号做比较，并输出一比较信号驱使一风扇马达动作，以达到输出的信号具有呈较线性平滑(顺)的效果。
文档编号H03K4/00GK201197114SQ20082000410
公开日2009年2月18日 申请日期2008年1月31日 优先权日2008年1月31日
发明者黎清胜 申请人:茂达电子股份有限公司