紧凑型占空调制器的制作方法

本发明的各个方面主要涉及、尤其是涉及脉宽调制(PWM)，更确切地说是带有可变占空因数的脉宽调制。

背景技术：

许多电子设备使用脉宽调制(PWM)信号控制或调节它们的输出。通过改变信号频率和/或占空比，可以调制PWM信号。这种调制经常使用复杂的算法，并且需要在器件芯片上占据很大空间的复杂电路。

双相电子设备具有分为两个相位的指定PWM时间。根据设计目的，划分的时间可以重叠或不重叠。例如，对于(半)桥式转换器来说，特定的开关必须不重叠，防止顶部和底部开关之间发生不必要的短接。一个LLC转换器在初级端具有一个半桥式结构，顶部和底部开关平均分享其开关时间。也就是说，每个开关具有其开关时间50％的占空比。而且，双整流器(例如肖特基二极管或同步整流器)在LLC转换器的次极端，遵循主开关频率，以交替的方式整流，而且它们的运行时间相等。

然而，当开关接通或断开时，具有接通或断开延时，这包括上升或下降时间以及传播延时。因此，如果开关具有相同的50％占空比，次级整流器无法在换相过程中在短时间内立即帮助接通。因此，它们每个的最大占空比应低于50％。

在电路中，次极端整流器与初级端电路同步并接收来自初级端的周期和占空信息，要调制初级端和次极端的开关接通/断开并不困难。然而，如果次极端无法从初级端获得占空信息的话，由于当初级端整流器开关接通或断开时，次极端调制器开关无法获知，所以就必须调制占空比。因此，为了确保足够的死区时间，以避免在同一时间接通这两个开关，就必须监控PWM频率以及占空信息，产生合适的接通时间。

次极端无法接收来自初级端的占空信息的电路示例，包括常用于低功率应用(小于100W)的反激式电路。对于较高功率(例如100-200W)的应用，可以使用LLC电路，例如使用开关电源(SMPS)用于电视机、显示器、个人电脑等类似电器。在LLC电路中，通常需要知道何时断开LLC次极端的开关。为此，次极端必须接收初级端开关频率和占空比的相关信息。然而，由于初级端和次极端被变压器隔开，没有其他器件的话，次极端无法接收初级端的开关频率或占空比。而且，在LLC应用中，谐振开关频率会发生变化。此外，在大多数应用中，LLC电路的谐振频率会根据运行环境发生剧烈变化。在这种应用中，使用传统的占空调制，很难增加合适的延时或提前时间，来应对LLC中的这种变化。文中所述“延时”是指在预期事件后发生的动作，“提前”是指在预期事件前发生的动作。

图1A表示一种传统的占空调制器100，具有斜坡信号产生器102、放大器104以及比较器106。斜坡信号产生器102根据具有时钟频率f的时钟信号，产生三角形或锯齿形Vramp波形，如图1B所示。放大器104为输入信号Vin提供增益，产生比较信号Vcomp。比较器将Vramp和Vcomp作比较，产生输出信号Vout。在本示例中，如果Vramp大于Vcomp，则Vout“升高”，如果Vcomp大于Vramp，则Vout“降低”。

这种类型的传统占空调制器可以将输入电压信号Vin转换成时域占空信息。对于成功的电压-时间转换来说，时钟频率f应恒定。然而，如果用于触发斜坡信号Vramp的时钟频率f是PWM信号，PWM频率变化的话，则输出占空无法稳定。图2表示占空如何随着频率变化。如果频率f变化，由于斜坡信号Vramp的斜率是固定的，那么Ramp产生器产生峰值高度不同的斜坡信号，例如Vpp_1、Vpp_m、Vpp_h。然而，如果Vcomp的级别也是固定的，那么输出信号Vout的占空比发生改变。由于从频率到电压的变化需要额外的电路，例如锁相环路(PLL)，因此很难将用于占空的Vcomp级别变成稳定的。

技术实现要素：

依据本发明的各个方面，提出了一种占空调制器(DM)可以归为减少了输入占空比的占空减少调制器(DRM)，增加输入占空比的占空展宽调制器(DSM)，或可以两者兼备的全占空调制器(FDM)。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种占空调制器装置，其特点是，包括：一个分频器，接收具有输入频率的输入信号，产生频率小于输入频率的分频信号；

开关逻辑，接收输入信号和分频信号，并产生开关信号；

一个延迟调制器，接收开关信号，并产生延迟调制器输出信号，当第一节点电压高于第二节点电压时，延迟调制器输出信号高电位，反之低电位；并且

一个异或(XOR)门，接收延迟调制器输出信号和分频信号，作为其输入端，产生占空调制输出，当其中一个输入端低电位，另一个高电位时，占空调制输出高电位，反之低电位，其中占空调制输出的占空比取决于第一节点电压的斜率与第二节点电压的斜率之比。

当所述输入信号和分频信号都低电位时，第一节点电压的值低电位，当输入信号和分频信号都高电位时，第一节点电压升高，其斜率为第一斜率，当输入信号和分频信号的其中之一高电位，另一个低电位时，第一节点电压降低，其斜率为第二斜率。

当所述输入信号低电位，分频信号高电位时，第二节点电压的值低电位，当输入信号高电位，分频信号低电位时，第二节点电压升高，其斜率为第一斜率，当输入信号和分频信号都高电位，或都低电位时，第二节点电压降低，其斜率为第二斜率。

配置所述开关逻辑，产生第一、第二、第三和第四开关信号，其中当所述输入信号和分频信号高电位时，第一开关信号高电位，反之低电位，其中当所述输入信号高电位，分频信号低电位时，第二开关信号高电位，反之低电位，其中当分频信号高电位，输入信号低电位时，第三开关信号高电位，反之低电位，当输入信号和分频信号都低电位时，第四开关信号高电位，反之低电位。

配置所述延迟调制器，接收第一、第二、第三和第四开关信号，其中当第一、第二和第三开关信号低电位，第四开关信号高电位时，第一节点电压的值低电位，当第一开关信号高电位，第二、第三和第四开关信号低电位时，第一节点电压升高，其斜率为第一斜率，当第一、第二和第四开关信号低电位，第三开关信号高电位时，第一节点电压降低，其斜率为第二斜率，并且

其中当第一、第二和第四开关低电位，第三开关信号高电位时，第二节点电压的值低电位，当第一、第三和第四开关信号低电位，第二开关信号高电位时，第二节点电压升高，其斜率为第一斜率，当第一、第二和第三开关信号低电位，第四开关信号高电位时，第二节点电压降低，其斜率为第二斜率。

所述的延迟调制器包括配置一个比较器，接收第一和第二节点电压，作为输入端，产生延迟调制器输出端。

所述的延迟调制器包括第一和第二开关，由第一开关信号控制，以致于当第二开关断开时，第一开关闭合，反之亦然，第三和第四开关由第二开关信号控制，以致于当第四开关断开时，第三开关闭合，反之亦然，第五开关由第三开关信号控制，第六开关由第四开关信号控制。

所述的第一开关电耦合到第二开关，第一和第二开关之间的结电耦合到第一节点，其中第三开关电耦合到第四开关，第三和第四开关之间的结电耦合到第二节点。

所述的第五开关和第一电容器耦合并联在第二节点和接地端之间，第六开关和第二电容器耦合并联在第二节点和接地端之间。

该装置还包括配置一个第一电流源，在公共电压和第一开关之间提供第一电流，配置第二电流源，在公共电压和第三开关之间提供第二电流，配置第三电流源，在第二开关和接地端之间提供第三电流，配置第四电流源，在第四开关和接地端之间提供第四电流。

所述的第一和第二电流都等于第一电流值，第三和第四电流等于每个第二电流值，其中输出信号的占空比取决于第一电流值和第二电流值之比。

将所述的装置配置成占空减少调制器，其占空调制输出比大于或等于零，同时小于或等于输入信号的占空比。

将所述装置配置成占空展宽调制器，其占空调制输出之比大于或等于输入信号的占空比，小于或等于1。

该装置还包括配置一个逆变器，将输入到分频器上的输入信号反相。

该装置还包括配置一个额外的逆变器，将来自XOR门的占空调制输出反相。

配置所述装置，作为占空减少调制器(DRM)或作为占空展宽调制器(DSM)选择性地运行，DRM中占空调制输出之比大于或等于零，小于或等于输入信号的占空比，DSM中占空调制输出至大于或等于输入信号的占空比，小于或等于零。

该装置还包括配置一个第一逆变器，接收和反相输入信号，产生反相输入信号，配置输入多路调制器，接收输入信号和反相输入信号，其中配置输入多路调制器，选择性地将输入信号或反向输入信号耦合到分频器。

所述的开关逻辑包括配置一个占空减少调制器(DRM)逻辑，产生DRM开关信号，配置一个占空展宽调制器(DSM)，产生DSM开关信号。

该装置还包括配置一个或多个开关多路调制器，当输入多路调制器将输入信号耦合到分频器时，选择性地将DRM开关信号耦合到延迟调制器，其中配置一个或多个开关多路调制器，当输入多路调制器将反相输入信号耦合到分频器时，DSM开关信号耦合到延迟调制器。

该装置还包括配置一个第二逆变器，接收和反相来自XOR门的占空调制输出，产生反相占空调制输出，配置输出多路调制器，接收占空调制输出和反相占空调制输出。

配置输出多路调制器，当输入多路调制器将输入信号耦合到分频器时，输出来自XOR门的占空调制输出，其中配置输出多路调制器，当输入多路调制器将反相输入信号耦合到分频器时，输出反相占空调制输出。

所述输入多路调制器、一个或多个开关多路调制器以及输出调制器响应一个公共选择信号。

附图说明

图1A表示传统的占空调制器的示意图。

图1B表示在图1A所示传统的占空调制器中，依据不同的电压级别，表示不同占空比的时间图。

图2表示在图1A所示类型的传统的占空调制器中，因频率变化导致占空比变化的时间图。

图3A表示依据本发明的一个方面，一种占空减少调制器(DRM)的示意图。

图3B表示依据本发明的一个方面，一种延迟调制器的框图。

图4所示的时间图表示在图3A和图3B中不同节点处的波形。

图5A表示依据本发明的一个方面，一种占空展宽调制器(DSM)的框图。

图5B所示的时间图表示在图5A中不同节点处的波形。

图6A所示的时间图表示依据本发明的各个方面，改变输入频率时稳定的占空比。

图6B表示依据本发明的各个方面，DRM和DSM中，占空比和I2/I1比之间的关系图。

图7A表示依据本发明的一个方面，带有占空减少调制器的最大占空调制的时间图。

图7B表示依据本发明的一个方面，带有占空减少调制器的最小占空调制的时间图。

图8A表示依据本发明的一个方面，带有占空展宽调制器的最大占空调制的时间图。

图8B表示依据本发明的一个方面，带有占空占空调制器的最小占空调制的时间图。

图9表示依据本发明的各个方面，利用多路调制器(MUX)引入DRM和DSM的全占空调制器的框图。

具体实施方式

尽管为了解释说明，以下详细说明包含了许多具体细节，但是本领域的技术人员应明确以下细节的各种变化和修正都属于本发明的范围。因此，提出以下本发明的典型实施例，并没有使所声明的方面损失任何普遍性，也没有提出任何局限。

在以下详细说明中，参照附图，表示本发明可以实施的典型实施例。就这一点而言，根据图中所示方向，使用“顶部”、“底部”、“正面”、“背面”、“向前”、“向后”等方向术语。由于本发明实施例的零部件，可以位于各种不同方向上，因此所用的方向术语仅用于解释说明，不用于局限。应明确，无需偏离本发明的范围，就能实现其他实施例，做出结构或逻辑上的变化。因此，以下详细说明不用于局限，本发明的范围应由所附的权利要求书限定。

本发明的各个方面涉及一种占空调制器(DM)，其中PWM占空比的调制可以独立于操作开关频率。

本发明的各个方面包括一种非常紧凑的稳定设备，可以从0％到100％调制PWM占空比，不用考虑任何频率。

依据某些实施例，即使发生很大的操作频率变化，也可以轻松增加或修正延迟。特定的实施例可以适用于同步整流器，用于调制接通时间延迟和断开时间引线。

依据本发明的各个方面，提出了一种占空调制器(DM)可以归为减少了输入占空比的占空减少调制器(DRM)，增加输入占空比的占空展宽调制器(DSM)，或可以两者兼备的全占空调制器(FDM)。

图3A表示依据本发明的一个方面，一种DRM 300的示例。配置DRM，减少脉宽调制(PWM)输入信号301的占空比，输入信号301的具有输入频率in(fsw)。DRM 300通常包括分频器302、开关逻辑304、延迟调制器306和异或(XOR)门308。配置分频器302，接收输入信号301，产生分频信号303，其特征频率in(hfsw)小于输入频率。作为示例，但不作为局限，分频信号303的频率可以是输入频率in(fsw)的一半。图4所示的第一个和第二个时间图表示输入信号301和分频信号303分别对应这种情况的相对时间示例，配置开关逻辑304，接收输入信号301和分频信号303，产生开关信号，耦合到延迟调制器306。开关逻辑304起2位解码器的作用，带有2个输入端和4个输出端，设计跟随图4中的sw11、sw12、sw13和sw14共4个开关信号。作为示例，但不作为局限，利用2位解码器，可以轻松配置开关逻辑，2位解码器包括转换器、与、或等逻辑门。在可选实施例中，开关逻辑304和/或延迟调制器306的功能可以在微控制器上的软件中配置，不过这可能更加昂贵。

配置延迟调制器306，接收开关信号，产生延迟调制器输出信号305，当第一节点电压va1高于第二节点电压vb1时，输出信号305的值vc1高电位，反之低电位。依据本发明的各个方面，当输入信号301和分频信号303都低电位时，第一节点电压va1的值低电位。当输入信号和分频信号都高电位时，第一节点电压va1随第一斜坡升高，当输入信号和分频信号其中之一高电位，另一个低电位时，第一节点电压va1随第二斜坡降低。当输入信号301低电位，分频信号303高电位时，第二节点电压vb1的值低电位。当输入信号301高电位，分频信号303低电位时，第二节点电压vb1随第一斜坡升高，当输入信号和分频信号都高电位或当两者都低电位时，第二节点电压vb1随第二斜坡降低。

配置异或XOR门308，接收延迟调制器输出信号305和分频信号303作为其输入端，制备占空调制输出端307，当XOR门的其中一个输入低电位，另一个高电位时，其值out1高电位，反之低电位。占空调制输出端307的占空比取决于第一斜坡和第二斜坡之比。

在图3A所示框图中的示例以及图4所示的时间图中，输入PWM信号301采用50％占空和开关频率fsw。分频器304将输入PWM频率除以2。分频后的输入信号303随着输入信号301的上升沿，触发周期是输入信号触发周期的两倍。

依据一个实施例，配置开关逻辑，产生第一、第二、第三和第四DRM开关信号sw11、sw12、sw13、sw14。如图4所示，当输入信号301和分频信号303高电位时，第一开关信号sw11高电位，反之低电位。当输入信号301高电位，分频信号303低电位时，第二开关信号sw12高电位，反之低电位。当分频信号303高电位，输入信号301低电位时，第三开关信号sw13高电位，反之低电位。当分频信号303和输入信号301都低电位时，第四开关信号sw14高电位，反之低电位。

配置延迟调制器306，接收第一开关信号sw11、第二开关信号sw12、第三开关信号sw13以及第四开关信号sw14。如图4所示，还可以进一步配置延迟调制器306，使得当第一、第二和第三开关信号低电位，第四开关信号高电位时，第一节点电压va1的值低电位，当第一开关信号sw11高电位，第二、第三和第四开关信号低电位时，第一节点电压va1随第一斜坡升高，当第一、第二和第四开关信号低电位，第三开关信号sw13高电位时，第一节点电压va1随第二斜坡降低。

如图4所示，还可以进一步配置延迟调制器306，使得当第一、第二和第四开关信号低电位，第三开关信号sw13高电位时，第二节点电压vb1的值低电位，当第一、第三和第四开关信号低电位，第二开关信号sw12高电位时，第二节点电压vb1随第一斜坡升高，当第一、第二和第三开关信号低电位，第四开关信号sw14高电位时，第二节点电压vb1随第二斜坡降低。

有许多不同的方式可以配置延迟调制器306，制备所需的延迟调制器输出信号305。作为示例，但不作为局限，延迟调制器306包括一个比较器310，如图3B所示。配置比较器，接收第一和第二节点电压va1、vb1，作为输入端，产生延迟调制器输出端305。

有许多不同的方式可以配置延迟调制器306，制备所需的节点电压va1、vb1。作为示例，但不作为局限，如图3B所示，延迟调制器306包括第一和第二开关s1a、s1b，由第一开关信号sw11控制，当第二开关s1b打开时，第一开关s1a闭合，反之亦然。延迟调制器306还包括第三和第四开关s2a、s2b，由第二开关信号sw12控制，当第四开关s2b打开时，第三开关s2a闭合，反之亦然。延迟调制器306还包括一个第五开关s3，由第三开关信号sw13控制，以及一个第六开关s4，由第四开关信号sw14控制。

如图3B所示，第一开关s1a可以电耦合到第二开关s1b，并且第一和第二开关之间的结可以电耦合到第一节点va。与之类似，第三开关s2a可以电耦合到第四开关s2b，第三和第四开关之间的结可以电耦合到第二节点vb。第五开关s3和第一电容器C1b可以耦合并联在第二节点vb和接地端之间，第六开关s4和第二电容器C1a可以耦合并联在第一节点va和接地端之间。比较器310比较电容器以及节点va和vb的电压级别。电容器具有相同的电容值。

配置第一电流源I1a，在公共电压源Vcc和第一开关s1a之间提供第一电流，类似地配置第二电流源I1b，在公共电压源Vcc和第三开关s2a之间提供第二电流。配置第三电流源I2a，在第二开关s1b和接地端之间提供第三电流，配置第四电流源I2b，在第四开关s2b和接地端之间提供第四电流。第一和第二电流都等于第一电流值I1，第三和第四电流等于第二电流值I2。本领域的技术人员会喜欢这种结构，占空调制的输出端307的占空比取决于第一电流值I1与第二电流值I2的比值。

参见图3B和图4，由图可知，延迟调制器306具有双边对称结构。由开关逻辑304产生的输入信号sw11、sw12、sw13和sw14，控制开关s1a、s1b、s2a、s3、s4，给电容器C1a、C1b充电或放电。开关逻辑304产生的sw11、sw12、sw13和sw14的输入信号使电容器C1a、C1b充电或放电。充电电流I1(＝I1a＝I1b)和放电电流I2(＝I2a＝I2b)的电流比，决定了占空调制输出端307的占空比。

由图3B可知，电容器C1a、C1b充电的速度取决于I1，它们放电的速度取决于I2。如果I1是固定的话，则每个节点的上升斜率会保持恒定，但是如果I2是可变的，则它们的下降斜率也会随之变化。因此，如果I2增大的话，则比较器310的输出端vc1的断开时间增大，使得断开时间延时Ton_dn也增大。与之类似，如果I2降低的话，则输出端vc1的断开时间和断开时间延时Ton_dn都降低。

图4表示图3A和图3B中每个节点的波形。如上所述，这些波形取决于I1和I2之比。通常来说，I2必须不大于I1或小于0。当I2增大时，占空调制输出端307的接通时间减少。确切地说，图4所示的时间图从上到下所示的波形表示输入信号301、分频信号303、来自开关逻辑304的开关信号sw11、sw12、sw13、sw14，用于延迟调制器306的节点电压va1、vb1，来自XOR门的延迟调制器输出端305和占空调制输出端307。为了举例说明，并不用于局限，图4表示一种DRM结构的波形，其中I2＝0.8*I1。

从图3B和图4可知，DRM 300运行时的多种特性非常出色。确切地说，当第五开关s3接通(例如sw13升高)时，第二节点电压vb1(实线)快速降低。当第一开关信号sw11降低时，第一节点电压va1(虚线)开始缓慢放电。输入信号301升高，第二开关信号sw12升高。然后，第二节点电压vb1开始增大，其速度由I1b决定。当va1＝vb1时，vc1从低切换到高或者从高切换到低。由图可知，va1和vb1是相同的波形，相位相反180度。当延迟调制器输出端305(vc1)和分频输入信号303不一样时，XOR门308的输出端高电位，当两者相同时，XOR门308的输出端低电位。

要注意的是，DRM 300的一个时钟周期之后，固定的稳态占空比操作开始。换言之，需要一个时钟周期，才能创建所需的接通时间减Ton_dn。

图5A和图5B表示依据本发明的一个实施例，占空展宽调制器(DSM)500的一个示例。DSM 500与图3A所示的DRM 300非常类似。然而，除了上述分频器302、逻辑电路304’、延迟调制器306以及专用或(XOR)门308之外，DSM 500还包括两个逆变器门502、504。第一个逆变器门耦合到分频器302的输入端，第二个逆变器门耦合到XOR门308的输出端。DRM 500中的延迟调制器306的结构可以与图3B所示的延迟调制器306的结构相同。

在图5A和图5B所示的示例中，输入PWM信号301的特征在于输入开关频率(fsw)和50％占空比，第一个逆变器502将输入PWM信号301逆变。分频器302接收产生的逆变输入信号301’，产生分频逆变信号303’，其频率(hfsw)为开关频率(fsw)的一半。分频逆变信号303’沿输入信号301的下降沿，被输入信号的两倍周期触发。(未逆变的)输入信号301和逆变分频输入信号303’成为DSM逻辑电路304’的输入端，产生四个DSM开关信号sw21、sw22、sw23和sw24，作为输入端，耦合到延迟调制器306。延迟调制器产生延迟调制器输出信号305’，其值vc2流至XOR门308，沿分频逆变信号303’作为输入端。第二个逆变器504将XOR门308产生的输出端307’反相，产生最终的输出端307’。虽然延迟调制器306可以与图3A所示相同，图5A所示的逻辑电路304’可以与图3B所示的DRM逻辑电路304有些类似，但是延迟调制器306的开关信号不同于DRM 300中的DRM开关信号。

通过图3所示的逻辑开关304，利用稍有不同的2位解码器(可以包括逆变器、与、或等逻辑门)，配置开关逻辑304’。在可选实施例中，开关逻辑304’和/或延迟调制器306的功能可以在微控制器的软件中配置，尽管这样可能更加昂贵。

图5B所示的时间图表示以下信号的波形，包括输入信号301、分频输入端303’、DSM开关信号sw21、sw22、sw23和sw24、节点电压va2、vb2以及图5A所示的DSM的比较器输出端vc2。这些波形取决于I1和I2之比，再次加上I1a＝I1b＝I1和I2a＝I2b＝I2，如上所述。I2不大于I1或小于0。较大的I2是较长的接通时间加上Ton_dn。为了举例说明，不用于局限，I1和I2之间的关系是I2＝0.8*I1。

在图5B中，电容器充电和放电的速度取决于I1和I2。如果I1是固定的话，则每个节点的上升斜率会保持恒定，但是如果I2是可变的，则它们的下降斜率也会随之变化。因此，如果I2增大的话，则比较器310的输出端vc2的接通时间增大，使得接通时间延时Ton_dn也增大，如果I2降低的话，则两者都降低。

本发明的各个方面可用于PWM频率不固定的应用。图6A所示的时间图表示即使输入频率发生变化，占空比如何保持稳定。由图6A可知，当PWM频率降低(即脉冲周期增大)时，开关信号相应地变化。因此，电容器C1a、C1b在脉冲周期内固定的相对相位处，开始充电和放电。由于增加后的脉冲周期，电容器C1a、C1b的充电时间延长，节点电压va、vb也相应地增大。然而，由于这些电压取决于I2/I1电流比，比较器输出电压vc随着独立于脉冲频率的相同占空切换，。仅改变I2/I1电流比就能改变占空。

图6B表示占空和I2/I1比之间的关系，DRM 300中的占空在0％至50％的范围内可以调制，DSM 500中的占空比可以在50％至100％的范围内变化。

图7A-7B表示DRM 300可以减少多少占空。如图7A所示，如果I2a＝I2b＝I2与I1a＝I1b＝I1相同，则发生最大占空调制。在本例中，如果I1＝I2，则输入PWM占空比可以从50％调制到0％。在图7B中，如果I2a＝I2b＝0A，则发生最小占空调制，也就是说如果没有放电电流，在本例中，输入占空比为50％，没有减少。

图8A-8B表示DSM 500可以减少多少占空。如图8A所示，如果I2a＝I2b＝I2与I1a＝I1b＝I2相同，则发生最大占空调制。在本例中，如果I1＝I2，则输入PWM占空比可以从50％调制到100％。在图8B中，如果I2a＝I2b＝0A，则发生最小占空调制，也就是说如果没有放电电流，在本例中，输入占空比为50％，没有减少。

根据DRM中I2和I1之比，方程式1表示占空时间减少的关系，方程式2为占空方程。

根据DSM中I2和I1之比，方程式3表示占空时间减少的关系，方程式4为占空方程。

本发明的各个方面包括占空调制器配置，具有图3A所示类型的DRM以及图5A所示类型的DSM的特点。作为示例，但不作为局限，图9表示一种全占空调制器(FDM)900，其中利用多路调制器，将DRM和DSM的功能合并，根据选择信号“sel”，选取DRM功能或DSM功能。

确切地说，FDM 900包括分频器302、DRM逻辑电路304、延迟调制器306以及XOR门308。参见图3A和图3B，按照上述内容配置这些零件。另外，FDM 900包括逆变器502、504以及DSM逻辑电路304’，参见图5A和图5B，按照上述内容配置DSM逻辑电路304’。确切地说，DRM逻辑电路304产生DRM开关信号sw11、sw12、sw13、sw14，DSM逻辑电路304’产生DSM开关信号sw21、sw22、sw23、sw24，如上所述。FDM 900还包括一个或多个开关多路调制器，根据公共选择信号sel，在DRM和DSM操作之间选择。配置一个或多个开关多路调制器，当输入多路调制器将输入信号耦合到分频器时，选择性地将DRM开关信号耦合到延迟调制器，其中配置一个或多个开关多路调制器，当输入多路调制器将逆变输入信号耦合到分频器时，将DSM开关信号耦合到延迟调制器。

在本例中，多路调制器包括输入多路调制器902、一个或多个开关多路调制器904、906、908、910以及输出多路调制器912。本领域的技术人员使用的和通常理解的多路调制器(或多路复用器)是一种选择两个或多个模拟或数字输入信号中的一个，并将所选择的输入传输到一个单线线路中。与模拟电路304、304’类似，利用开关或逆变器、与门、或门等逻辑门的适当结构，配置多路调制器902、904、906、908、910、912。还可选择，在软件中，例如使用微处理器，配置多路调制器的功能，尽管这样可能更加昂贵。

配置输入多路调制器902，选择性地将输入信号301(输入1)或逆变输入信号301’(输入2)从第一个逆变器501耦合到分频器302。配置一个或多个开关多路调制器，当输入多路调制器902将输入信号301耦合到分频器302时，选择性地将DRM开关信号sw11、sw12、sw13、sw14耦合到延迟调制器306。另外，配置一个或多个开关多路调制器，当输入多路调制器902将逆变输入信号301’耦合到分频器302时，选择性地将DSM开关信号sw21、sw22、sw23、sw24耦合到延迟调制器306。

在本例中，配置四个开关多路调制器904、906、908和910，选择DSM或DRM信号sw11或sw21、sw12或sw22、sw13或sw23和sw14或sw24，分别作为输入1或输入2。将所选的输入开关信号耦合到延迟调制器306，作为输出端，在图9中分别用sw1、sw2、sw3和sw4表示。延迟调制器还接收上述控制占空比的电流I1、I2。

输出多路调制器912接收来自XOR308的占空调制输出307，作为输入1，接收来自第二个逆变器504的逆变占空调制输出端307”，作为输入2。配置输出多路调制器912，当输入多路调制器902将输入信号301耦合到分频器302时，选择性地输出来自XOR门308的占空调制输出307，作为最终输出907。也配置输出多路调制器912，当输入多路调制器902将输入信号301’耦合到分频器302时，选择性地输出逆变占空调制输出307，作为最终输出907。

配置多路调制器902、904、906、908、910、912，使FDM 900可以根据选择信号sel，选择用作DRM或者DSM。作为示例，但不作为局限，根据多路调制器逻辑，每个多路调制器902、904、906、908、910、912都可以工作，当选择信号sel为高时，多路调制器的输出端为输入1，当选择信号sel为低时，多路调制器的输出端为输入2。

本发明的各个方面提出了一种简单、便宜的装置，允许可选择PWM占空比，通过接通和断开时间的调制，使得当PWM频率变化时，PWM占空比保持稳定。例如，这种装置可以用于LLC转换器的同步整流器。要注意的是，本发明的各个方面并不局限于上述实施例。作为示例，但不作为局限，可以在一个单独的硬件元件中，配置两个或多个分频器302、DRM逻辑304、DSM逻辑304’、延迟调制器306、XOR门308、转换器502、504以及多路整流器902、904、906、908、910、912的功能。作为示例，但不作为局限，可以在软件中配置一个或多个分频器302、DRM逻辑304、DSM逻辑304’、延迟调制器306、XOR门308、转换器502、504以及多路整流器902、904、906、908、910、912的功能。

尽管以上是本发明的较佳实施例的完整说明，但是也有可能使用各种可选、修正和等效方案。因此，本发明的范围不应局限于以上说明，而应由所附的权利要求书及其全部等效内容决定。任何可选件(无论首选与否)，都可与其他任何可选件(无论首选与否)组合。在以下权利要求中，除非特别声明，否则不定冠词“一个”或“一种”都指下文内容中的一个或多个项目的数量。除非在指定的权利要求中用“意思是”特别指出，否则所附的权利要求书应认为是包括意义及功能的限制。