(57)【要約】デジタル制御式ランプ生成器は、定電流源と、定電流源と出力ノードとの間に結合されている第１の制御可能なスイッチと、出力ノードと結合されているコンデンサと、出力ノードと結合されている第２の制御可能なスイッチと、第２の制御可能なスイッチと結合されている定電流シンクと、制御ユニットとを有する。制御ユニットは、第１の動作モードにおいて、第１および第２の制御可能なスイッチのための制御信号を選択し、第１の制御可能なスイッチを通して該コンデンサを充電することによって立ち上がり波形を生成することと、第２の制御可能なスイッチを通してコンデンサを放電することによって立ち下がり波形を生成することとを行うように構成され、制御信号は、時間ベースの制御信号および電圧ベースの制御信号の群から選択されることができる。種々の他の制御モードが、提供され得る。
2017511639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル制御式ランプ生成器であって、
定電流源と、
前記定電流源と出力ノードとの間に結合されている第１の制御可能なスイッチと、
前記出力ノードと結合されているコンデンサと、
前記出力ノードと結合されている第２の制御可能なスイッチと、
前記第２の制御可能なスイッチと結合されている定電流シンクと、
制御ユニットと
を備え、
前記制御ユニットは、第１の動作モードにおいて、前記第１および第２の制御可能なスイッチのための制御信号を選択し、前記第１の制御可能なスイッチを通して前記コンデンサを充電することによって立ち上がり波形を生成することと、前記第２の制御可能なスイッチを通して前記コンデンサを放電することによって立ち下がり波形を生成することとを行うように構成され、前記制御信号は、時間ベースの制御信号および電圧ベースの制御信号の群から選択されることができる、デジタル制御式ランプ生成器。
【請求項２】
それぞれの入力制御信号を選択するための第１および第２のマルチプレクサをさらに備えている、請求項１に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項３】
前記制御ユニットは、状態機械を備え、前記状態機械は、前記入力制御信号を受信し、前記制御ユニットの中にプログラムされた動作モードに応じて、前記制御信号を前記第１および第２のスイッチに提供する、請求項２に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項４】
所定のパルス幅を有する制御信号を提供するための少なくとも１つのワンショットユニットをさらに備えている、請求項２に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項５】
前記出力ノードおよび第１の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第１のコンパレータをさらに備えている、請求項１に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項６】
前記出力ノードおよび第２の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第２のコンパレータをさらに備えている、請求項５に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項７】
前記制御可能な第１および第２の閾値基準電圧は、それぞれ、第１および第２のデジタル／アナログコンバータによって生成される、請求項６に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項８】
前記第１の閾値基準電圧は、波形の最小電圧を決定する、請求項５に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項９】
前記第１の閾値基準電圧は、波形の最大電圧を決定する、請求項５に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項１０】
前記定電流源は、デジタル的に制御可能な定電流源であり、および／または前記定電流シンクは、デジタル的に制御可能な定電流シンクである、請求項１に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項１１】
請求項１に記載のデジタル制御式ランプ生成器を備えているマイクロコントローラ。
【請求項１２】
前記コンデンサを介して前記出力ノードと結合されている基準電圧と、
前記コンデンサと並列に接続されている第３の制御可能なスイッチと
をさらに備え、
第２の動作モードにおいて、前記制御ユニットは、前記第３および第２の制御可能なスイッチのための制御信号を選択し、前記第３の制御可能なスイッチを通して前記コンデンサを充電することによって立ち上がり波形を生成することと、前記第２の制御可能なスイッチを通して前記コンデンサを放電することによって立ち下がり波形を生成することとを行うように構成され、前記制御信号は、時間または電圧ベースの制御信号のうちの１つであるように選択されることができる、請求項１に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項１３】
それぞれの入力制御信号を選択するための第１および第２のマルチプレクサをさらに備えている、請求項２に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項１４】
前記制御ユニットは、状態機械を備え、前記状態機械は、前記入力制御信号を受信し、前記制御ユニットの中にプログラムされた動作モードに応じて、前記制御信号を前記第１および第２のスイッチに提供する、請求項１３に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項１５】
所定のパルス幅を有する制御信号を提供するための少なくとも１つのワンショットユニットをさらに備えている、請求項１３に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項１６】
前記出力ノードおよび第１の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第１のコンパレータをさらに備えている、請求項１２に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項１７】
前記出力ノードおよび第２の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第２のコンパレータをさらに備えている、請求項１６に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項１８】
前記制御可能な第１および第２の閾値基準電圧は、それぞれ、第１および第２のデジタル／アナログコンバータによって生成される、請求項１７に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項１９】
前記第１の閾値基準電圧は、波形の最小電圧を決定する、請求項１６に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項２０】
前記第１の閾値基準電圧は、波形の最大電圧を決定する、請求項１６に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項２１】
前記基準電圧は、デジタル的に制御可能な基準電圧モジュールによって提供される、請求項１２に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項２２】
前記第１のスイッチは、前記第１の電圧基準によって制御され、前記第２のスイッチは、前記第２の電圧基準によって制御される、請求項１２に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項２３】
前記第１のスイッチは、前記第１の電圧基準によって制御され、前記第２のスイッチは、所定の時間信号によって制御される、請求項１２に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項２４】
前記第１のスイッチは、第１の所定の時間信号によって制御され、前記第２のスイッチは、第２の所定の時間信号によって制御される、請求項１２に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項２５】
請求項１２に記載のデジタル制御式ランプ生成器を備えているマイクロコントローラ。
【請求項２６】
第３の動作モードにおいて、前記制御ユニットは、前記第３および第１の制御可能なスイッチのための制御信号を選択し、前記第１の制御可能なスイッチを通して前記コンデンサを充電することによって立ち上がり波形を生成することと、前記第３の制御可能なスイッチを通して前記コンデンサを放電することによって立ち下がり波形を生成することとを行うように構成され、前記制御信号は、時間または電圧ベースの制御信号のうちの１つであるように選択されることができる、請求項２に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項２７】
それぞれの入力制御信号を選択するための第１および第２のマルチプレクサをさらに備えている、請求項２６に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項２８】
前記制御ユニットは、状態機械を備え、前記状態機械は、前記入力制御信号を受信し、前記制御ユニットの中にプログラムされた動作モードに応じて、前記制御信号を前記第１および第２のスイッチに提供する、請求項２７に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項２９】
所定のパルス幅を有する制御信号を提供するための少なくとも１つのワンショットユニットをさらに備えている、請求項２７に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項３０】
前記出力ノードおよび第１の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第１のコンパレータをさらに備えている、請求項２６に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項３１】
前記出力ノードおよび第２の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第２のコンパレータをさらに備えている、請求項３０に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項３２】
前記制御可能な第１および第２の閾値基準電圧は、それぞれ、第１および第２のデジタル／アナログコンバータによって生成される、請求項３１に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項３３】
前記第１の閾値基準電圧は、波形の最小電圧を決定する、請求項３０に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項３４】
前記第１の閾値基準電圧は、波形の最大電圧を決定する、請求項３０に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項３５】
前記基準電圧は、デジタル的に制御可能な基準電圧モジュールによって提供される、請求項２６に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項３６】
前記第１のスイッチは、前記第１の電圧基準によって制御され、前記第２のスイッチは、前記第２の電圧基準によって制御される、請求項２６に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項３７】
前記第１のスイッチは、前記第１の電圧基準によって制御され、前記第２のスイッチは、所定の時間信号によって制御される、請求項２６に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項３８】
前記第１のスイッチは、第１の所定の時間信号によって制御され、前記第２のスイッチは、第２の所定の時間信号によって制御される、請求項２６に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項３９】
請求項２６に記載のデジタル制御式ランプ生成器を備えているマイクロコントローラ。
【請求項４０】
デジタル制御式ランプ生成器であって、
出力ノードと結合されているコンデンサと、
前記コンデンサを介して前記出力ノードと結合されている基準電圧と、
前記コンデンサと並列に接続されている第１の制御可能なスイッチと、
前記出力ノードと結合されている第２の制御可能なスイッチと、
前記第２の制御可能なスイッチと結合されている定電流シンクと、
制御ユニットと
を備え、
前記制御ユニットは、第１の動作モードにおいて、前記第１および第２の制御可能なスイッチのための制御信号を選択し、前記第１の制御可能なスイッチを通して前記コンデンサを充電することによって立ち上がり波形を生成することと、前記第２の制御可能なスイッチを通して前記コンデンサを放電することによって立ち下がり波形を生成することとを行うように構成され、前記制御信号は、時間または電圧ベースの制御信号のうちの１つであるように選択されることができる、デジタル制御式ランプ生成器。
【請求項４１】
定電流源と、
前記定電流源と前記出力ノードとの間に結合されている第３の制御可能なスイッチと
をさらに備え、
第２の動作モードにおいて、前記制御ユニットは、前記第３および第２の制御可能なスイッチのための制御信号を選択し、前記第３の制御可能なスイッチを通して前記コンデンサを充電することによって立ち上がり波形を生成することと、前記第２の制御可能なスイッチを通して前記コンデンサを放電することによって立ち下がり波形を生成することとを行うように構成され、前記制御信号は、時間ベースの制御信号および電圧ベースの制御信号の群から選択されることができる、請求項４０に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項４２】
第３の動作モードにおいて、前記制御ユニットは、前記第１および第３の制御可能なスイッチのための制御信号を選択し、前記第３の制御可能なスイッチを通して前記コンデンサを充電することによって立ち上がり波形を生成することと、前記第１の制御可能なスイッチを通して前記コンデンサを放電することによって立ち下がり波形を生成することとを行うように構成され、前記制御信号は、時間または電圧ベースの制御信号のうちの１つであるように選択されることができる、請求項４１に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項４３】
前記出力ノードおよび第１の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第１のコンパレータをさらに備えている、請求項４１に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項４４】
前記出力ノードおよび第２の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第２のコンパレータをさらに備えている、請求項４３に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項４５】
前記制御可能な第１および第２の閾値基準電圧は、それぞれ、第１および第２のデジタル／アナログコンバータによって生成される、請求項４４に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項４６】
それぞれの入力制御信号を選択するための第１および第２のマルチプレクサをさらに備えている、請求項４１に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項４７】
前記制御ユニットは、状態機械を備え、前記状態機械は、前記入力制御信号を受信し、前記制御ユニットの中にプログラムされた動作モードに応じて、前記制御信号を前記第１、第２、および第３のスイッチに提供する、請求項４６に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項４８】
所定のパルス幅を有する制御信号を提供するための少なくとも１つのワンショットユニットをさらに備えている、請求項４７に記載のデジタル制御式ランプ生成器。
【請求項４９】
複数の波形を生成する方法であって、
コンデンサを第１の閾値まで充電することと、
前記コンデンサを第２の閾値まで放電することと
を含み、
前記第１および第２の閾値は、時間ベースの閾値および電圧ベースの閾値から成る群から選択されることができる、方法。
【請求項５０】
電圧ベースの閾値は、前記コンデンサと結合されるコンパレータによって決定される、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記閾値は、デジタル／アナログコンバータによって設定される、請求項４９に記載の方法。
【請求項５２】
前記時間ベースの閾値は、パルス幅変調信号を選択することによって決定される、請求項４９に記載の方法。
【請求項５３】
前記コンデンサは、定電流源によって線形に充電される、請求項４９に記載の方法。
【請求項５４】
前記コンデンサは、定電流シンクによって線形に放電される、請求項４９に記載の方法。
【請求項５５】
前記コンデンサは、レジスタ、好ましくは、スイッチの固有のレジスタを通して充電される、請求項４９に記載の方法。
【請求項５６】
前記コンデンサは、レジスタ、好ましくは、スイッチの固有のレジスタを通して放電される、請求項４９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮出願第６１／９８０，３４６号（２０１４年４月１６日出願）の利益を主張し、上記出願は、その全体が本明細書に引用される。
【０００２】
（技術分野）
本開示は、ランプ信号の生成に関し、特に、ランプ信号を生成するように構成される、モジュールに関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの用途は、そのパラメータがプログラム制御下で変更されることができる、鋸歯または三角波形を要求し、例えば、スイッチモード電力供給源が挙げられる。マイクロコントローラを使用する用途において、そのような波形を提供するために、追加の回路がそのような波形を生成可能である必要がある。これは、それぞれの用途のコストおよびサイズを増加させるため、非常に望ましくない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
電圧レベルおよび／または経過時間に基づいて、出力波形を生成する方法を提供する必要性がある。
【０００５】
ある実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器は、定電流源と、定電流源と出力ノードとの間に結合されている第１の制御可能なスイッチと、出力ノードと結合されているコンデンサと、出力ノードと結合されている第２の制御可能なスイッチと、第２の制御可能なスイッチと結合されている定電流シンクと、第１の動作モードにおいて、第１および第２の制御可能なスイッチのための制御信号を選択し、第１の制御可能なスイッチを通して該コンデンサを充電することによって立ち上がり波形を生成することと、第２の制御可能なスイッチを通してコンデンサを放電することによって立ち下がり波形を生成することとを行うように構成され、制御信号は、時間ベースの制御信号および電圧ベースの制御信号の群から選択されることができる、制御ユニットとを備え得る。
【０００６】
さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、それぞれの入力制御信号を選択するための第１および第２のマルチプレクサを備え得る。さらなる実施形態によると、制御ユニットは、該入力制御信号を受信し、該制御ユニットの中にプログラムされた動作モードに応じて、該制御信号を該第１および第２のスイッチに提供する、状態機械を備え得る。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、所定のパルス幅を有する制御信号を提供するための少なくとも１つのワンショットユニットを備え得る。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、該出力ノードおよび第１の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第１のコンパレータを備え得る。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、該出力ノードおよび第２の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第２のコンパレータを備え得る。さらなる実施形態によると、制御可能な第１および第２の閾値基準電圧は、それぞれ、第１および第２のデジタル／アナログコンバータによって生成され得る。さらなる実施形態によると、第１の閾値基準電圧は、波形の最小電圧を決定し得る。さらなる実施形態によると、第１の閾値基準電圧は、波形の最大電圧を決定し得る。さらなる実施形態によると、定電流源は、デジタル的に制御可能な定電流源であり、および／または定電流シンクは、デジタル的に制御可能な定電流シンクであり得る。
【０００７】
さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、コンデンサを介して該出力ノードと結合されている基準電圧と、該コンデンサと並列に接続されている第３の制御可能なスイッチとを備え得、第２の動作モードにおいて、制御ユニットは、第３および第２の制御可能なスイッチのための制御信号を選択し、第３の制御可能なスイッチを通して該コンデンサを充電することによって立ち上がり波形を生成することと、第２の制御可能なスイッチを通してコンデンサを放電することによって立ち下がり波形を生成することとを行うように構成され、制御信号は、時間または電圧ベースの制御信号のうちの１つであるように選択されることができる。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、それぞれの入力制御信号を選択するための第１および第２のマルチプレクサを備え得る。さらなる実施形態によると、制御ユニットは、該入力制御信号を受信し、該制御ユニットの中にプログラムされた動作モードに応じて、該制御信号を該第１および第２のスイッチに提供する、状態機械を備え得る。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、所定のパルス幅を有する制御信号を提供するための少なくとも１つのワンショットユニットを備え得る。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、該出力ノードおよび第１の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第１のコンパレータを備え得る。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、該出力ノードおよび第２の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第２のコンパレータを備え得る。さらなる実施形態によると、制御可能な第１および第２の閾値基準電圧は、それぞれ、第１および第２のデジタル／アナログコンバータによって生成され得る。さらなる実施形態によると、第１の閾値基準電圧は、波形の最小電圧を決定し得る。さらなる実施形態によると、第１の閾値基準電圧は、波形の最大電圧を決定し得る。さらなる実施形態によると、基準電圧は、デジタル的に制御可能な基準電圧モジュールによって提供され得る。さらなる実施形態によると、第１のスイッチは、第１の電圧基準によって制御され、第２のスイッチは、第２の電圧基準によって制御され得る。さらなる実施形態によると、第１のスイッチは、第１の電圧基準によって制御されることができ、第２のスイッチは、所定の時間信号によって制御される。さらなる実施形態によると、第１のスイッチは、第１の所定の時間信号によって制御されることができ、第２のスイッチは、第２の所定の時間信号によって制御される。
【０００８】
さらなる実施形態によると、第３の動作モードにおいて、制御ユニットは、第３および第１の制御可能なスイッチのための制御信号を選択し、第１の制御可能なスイッチを通して該コンデンサを充電することによって立ち上がり波形を生成することと、第３の制御可能なスイッチを通してコンデンサを放電することによって立ち下がり波形を生成することとを行うように構成されることができ、制御信号は、時間または電圧ベースの制御信号のうちの１つであるように選択されることができる。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、それぞれの入力制御信号を選択するための第１および第２のマルチプレクサを備え得る。さらなる実施形態によると、制御ユニットは、該入力制御信号を受信し、該制御ユニットの中にプログラムされた動作モードに応じて、該制御信号を該第１および第２のスイッチに提供する、状態機械を備え得る。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、所定のパルス幅を有する制御信号を提供するための少なくとも１つのワンショットユニットを備え得る。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、該出力ノードおよび第１の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第１のコンパレータを備え得る。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、該出力ノードおよび第２の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第２のコンパレータを備え得る。さらなる実施形態によると、制御可能な第１および第２の閾値基準電圧は、それぞれ、第１および第２のデジタル／アナログコンバータによって生成されることができる。さらなる実施形態によると、第１の閾値基準電圧は、波形の最小電圧を決定し得る。さらなる実施形態によると、第１の閾値基準電圧は、波形の最大電圧を決定し得る。さらなる実施形態によると、基準電圧は、デジタル的に制御可能な基準電圧モジュールによって提供されることができる。さらなる実施形態によると、第１のスイッチは、第１の電圧基準によって制御されることができ、第２のスイッチは、第２の電圧基準によって制御される。さらなる実施形態によると、第１のスイッチは、第１の電圧基準によって制御されることができ、第２のスイッチは、所定の時間信号によって制御される。さらなる実施形態によると、第１のスイッチは、第１の所定の時間信号によって制御されることができ、第２のスイッチは、第２の所定の時間信号によって制御される。
【０００９】
さらに別の実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器は、出力ノードと結合されているコンデンサと、コンデンサを介して該出力ノードと結合されている基準電圧と、該コンデンサと並列に接続されている第１の制御可能なスイッチと、出力ノードと結合されている第２の制御可能なスイッチと、第２の制御可能なスイッチと結合されている定電流シンクと、第１の動作モードにおいて、第１および第２の制御可能なスイッチのための制御信号を選択し、第１の制御可能なスイッチを通して該コンデンサを充電することによって立ち上がり波形を生成することと、第２の制御可能なスイッチを通してコンデンサを放電することによって立ち下がり波形を生成することとを行うように構成され、制御信号は、時間または電圧ベースの制御信号のうちの１つであるように選択されることができる、制御ユニットとを備え得る。
【００１０】
さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、定電流源と、定電流源と出力ノードとの間に結合されている第３の制御可能なスイッチとを備え得、第２の動作モードにおいて、制御ユニットは、第３および第２の制御可能なスイッチのための制御信号を選択し、第３の制御可能なスイッチを通して該コンデンサを充電することによって立ち上がり波形を生成することと、第２の制御可能なスイッチを通してコンデンサを放電することによって立ち下がり波形を生成することとを行うように構成され、制御信号は、時間ベースの制御信号および電圧ベースの制御信号の群から選択されることができる。
【００１１】
さらなる実施形態によると、第３の動作モードにおいて、制御ユニットは、第１および第３の制御可能なスイッチのための制御信号を選択し、第３の制御可能なスイッチを通して該コンデンサを充電することによって立ち上がり波形を生成することと、第１の制御可能なスイッチを通してコンデンサを放電することによって立ち下がり波形を生成することとを行うように構成され得、制御信号は、時間または電圧ベースの制御信号のうちの１つであるように選択されることができる。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、該出力ノードおよび第１の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第１のコンパレータを備え得る。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、該出力ノードおよび第２の制御可能な閾値基準電圧と結合されている第２のコンパレータを備え得る。さらなる実施形態によると、制御可能な第１および第２の閾値基準電圧は、それぞれ、第１および第２のデジタル／アナログコンバータによって生成されることができる。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、それぞれの入力制御信号を選択するための第１および第２のマルチプレクサを備え得る。さらなる実施形態によると、制御ユニットは、該入力制御信号を受信し、該制御ユニットの中にプログラムされた動作モードに応じて、該制御信号を該第１、第２、および第３のスイッチに提供する、状態機械を備え得る。さらなる実施形態によると、デジタル制御式ランプ生成器はさらに、所定のパルス幅を有する制御信号を提供するための少なくとも１つのワンショットユニットを備え得る。
【００１２】
別の実施形態によると、マイクロコントローラは、前述の説明されるデジタル制御式ランプ生成器のいずれかを備え得る。
【００１３】
さらに別の実施形態によると、複数の波形を生成する方法は、コンデンサを第１の閾値まで充電することと、コンデンサを第２の閾値まで放電することであって、第１および第２の閾値は、時間ベースの閾値および電圧ベースの閾値から成る群から選択されることができる、こととを含み得る。
【００１４】
本方法のさらなる実施形態によると、電圧ベースの閾値は、コンデンサと結合されるコンパレータによって決定されることができる。本方法のさらなる実施形態によると、閾値は、デジタル／アナログコンバータによって設定されることができる。本方法のさらなる実施形態によると、時間ベースの閾値は、パルス幅変調信号を選択することによって決定されることができる。本方法のさらなる実施形態によると、コンデンサは、定電流源によって線形に充電されることができる。本方法のさらなる実施形態によると、コンデンサは、定電流シンクによって線形に放電されることができる。本方法のさらなる実施形態によると、コンデンサは、レジスタ、好ましくは、スイッチの固有のレジスタを通して充電されることができる。本方法のさらなる実施形態によると、コンデンサは、レジスタ、好ましくは、スイッチの固有のレジスタを通して放電されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、ランプ生成モジュールの第１の実施形態を示す。
【００１６】
【図２】図２は、第１のランプ生成タイミング図を示す。
【００１７】
【図３】図３は、第２のランプ生成タイミング図を示す。
【００１８】
【図４】図４は、モジュールブロック図を示す。
【００１９】
【図５】図５は、ランプ生成モジュールの第２の実施形態を示す。
【図６】図６は、スイッチ２２０および２６０が動作時の第１のタイミング図を示す
【００２０】
【図７】図７は、スイッチ２５０および２２０が動作時の第１のタイミング図を示す。
【００２１】
【図８】図８は、ランプ生成器のアナログ部分のより一般的回路図を示す。
【００２２】
【図９】図９は、デジタルコントローラ部分を示す。
【００２３】
【図１０】図１０は、傾き補償を示す、第３のタイミング図を示す。
【００２４】
【図１１】図１１は、スイッチ２２０および２６０が動作時の別のタイミング図を示す。
【００２５】
【図１２】図１２は、スイッチ２２０および２５０が動作時の別のタイミング図を示す。
【００２６】
【図１３】図１３は、スイッチ２２０および２５０が動作時のさらに別のタイミング図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
種々の実施形態によると、デジタルインターフェースは、出力電圧を逓増および／または逓減させるために、内部電流源／シンクを制御するために利用されることができる。
【００２８】
図１は、ある実施形態による、ランプ生成モジュール（ｒａｍｐ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｇ  ｍｏｄｕｌｅ）１００の概略回路図を示す。パルス幅変調器（ＰＷＭ）１１０は、第１のマルチプレクサ１２０にフィードされる出力信号を生成する。ＰＷＭ１１０はまた、フィードバック信号をスロープランプ生成器モジュール２００およびコンパレータ１６０から受信し得る。スロープランプ生成器モジュール２００の出力信号はまた、第２のマルチプレクサ１３０にフィードされる。マルチプレクサ１２０および１３０の出力信号は、スロープランプ制御ユニット１４０にフィードされ、スロープランプ制御ユニット１４０は、いくつかの実施形態によると、状態機械によって形成され得る。制御ユニット１４０はさらに、以下により詳細に説明されるように、種々のスイッチのためのそれぞれの制御信号を提供するワンショットユニットを含み得る。制御ユニット１４０はさらに、制御パラメータを設定するための複数の特殊機能レジスタ１４５と結合されるか、またはそれを備え得る。制御ユニット１４０は、スロープランプ生成器モジュール２００の機能を制御し、例えば、図１に示されるように、生成器２００内のいくつかのスイッチを制御し得る。生成器モジュール２００は、基準電圧を基準モジュール１５０から受信し、これは、バッファ２３０を通してコンデンサ２４０の第１の端子にフェードされ、コンデンサ２４０の第２の端子は、モジュール２００の出力を通して、別のバッファ１８０およびコンパレータ１６０の反転入力と接続される。第１の制御可能なスイッチ２５０は、コンデンサ２４０と並列に接続され、コンデンサを放電させる。電流源２１０は、第２のスイッチ２２０を通してコンデンサ２４０の第２の端子と結合されることができるように提供される。第３の制御可能なスイッチ２６０は、コンデンサ２４０の第２の端子と電流シンク２７０を接続する。電流源２１０および電流シンク２７０は、例えば、特殊機能レジスタを通して、プログラム可能であるように設計され得る。生成器モジュール２００はさらに、コンパレータ２８０を備え、その非反転入力は、コンデンサ２４０の第２の端子と接続され、その反転入力は、基準電圧を受信し、基準電圧は、例えば、プログラム可能デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）１８０によって設定されることができる。コンパレータ２８０の出力は、エッジ検出器２９０に接続され、エッジ検出器２９０の出力は、ＸＯＲゲート２９５の第１の入力と結合され、ＸＯＲゲート２９５を通して、コンパレータ２８０の出力信号は、プログラム可能に反転されることができる。コンパレータ１６０は、その非反転入力において、別の基準電圧を受信し、この基準電圧は、再び、別のＤＡＣ１７０によって生成されることができる。コンパレータ１６０の出力は、マルチプレクサ１２０の別の入力と結合される。マルチプレクサ１２０および１３０は、複数の点によって示されるように、種々の入力信号の選択を提供する。
【００２９】
種々の実施形態による、ランプ発生機能は、内蔵電流源／シンク２１０、２７０を採用し、アナログスイッチ２２０、２５０、および２６０の同期制御に頼り、モジュールの出力電圧を逓増させ、次いで、続いて逓減させることによって、確立されることができる。初期化されると、出力電圧は、電流源２２０がコンパレータ２８０によって決定される標的電圧またはタイムアウトのいずれかに到達するまで、プログラム可能な率でコンデンサ２４０を充電し、その時点で定電流源２１０がスイッチ２２０を介して係合解除されることによって、線形に逓増される。同時に、電流シンク２７０は、スイッチ２６０を介して利用され、再びコンパレータ２８０によって決定され得る標的電圧に到達するまで、またはタイムアウトに到達するまで、同様にプログラム可能な率で出力電圧を線形に逓減させ得る。プロセスは、次いで、図２、３、６、７、または１０−１３に示されるように、鋸歯状もしくは三角波形を生成するように繰り返され得る。スイッチ２２０およびスイッチ２６０の同期は、いくつかの実装によるモジュールのランプ発生機能の動作に重要であり得ることに留意されたい。図２に示されるように、基準電圧モジュール１５０によって生成される電圧およびＤＡＣ１８０によって生成される電圧が、点線で示される。
【００３０】
電流を制御するために、複数のＰＷＭ信号が提供され得、複数のＰＷＭ信号は、図１に示されるようなスイッチ２２０および２６０に対する切り替え信号を選択するために、第１および第２のマルチプレクサ１２０および１３０にフィードされる。
【００３１】
回路全体は、図１に示されるように実装される場合、異なる動作モードで動作させられ、異なるタイプの波形を生成し、異なる基準を使用して、上り勾配と下り勾配との間で切り替えることができる。しかしながら、当業者は、そのようなモジュールの回路が、より少ないまたはより多い波形、例えば、１つのみのタイプの波形を生成するように低減または簡略化されることができることを認識するであろう。したがって、スイッチ、電流源２１０およびシンク２７０のプログラム可能性、ＤＡＣ１７０の提供等の全てが、必要でないこともあり、いくつかの要素は、省略される、または固定要素によって置換されることができる。
【００３２】
例えば、いくつかの実施形態または動作モードによると、スイッチ２５０は、その本来の抵抗を通してモジュールの出力電圧を徐々に放電させるために、スイッチ２６０の代わりに使用され得る。これは、図３に示されるような波状出力電圧を生成する。スイッチ２５０（およびスイッチ２６０）の制御１４０は、ワンショットパルス生成器を具備し得るため、その最小閉鎖時間は、ワンショットパルス持続時間によって保証される。再び、スイッチ２５０およびスイッチ２６０の同期は、いくつかの実施形態による、このランプ発生機能の動作に重要であり得る。
【００３３】
例えば、図１に示されるような、種々の実施形態による、モジュール１００またはその変形例は、とりわけ、例えば、ピーク電流モード電力供給のための傾き補償または電圧モード電力供給のためのランプ生成器のために使用され得る。種々の実施形態による、そのようなモジュールは、ユーザが、例えば、無限分解能を伴うアナログＰＷＭを実装することを可能にする。オンボードまたは外部のコンパレータおよび動作増幅器と組み合わせられると、これは、ユーザが、高速制御システムを比較的に安価な８ビットマイクロコントローラ上に実装することを可能にし、これは、そうでなければ、ハイエンドデジタル信号プロセッサＤＳＰを用いてのみ可能となるであろう。さらに、そのようなモジュールは、中心整列ＰＷＭをサポートする。
【００３４】
本出願人によって製造されるＰＩＣ１６Ｆ１７８６等の高速電力供給源のための従来のマイクロコントローラは、１つの外部ランプ生成器と、１つのコンデンサと、１つのレジスタと、１つのトランジスタと、２つのピンとを要求する。これは、高ピーク電流を伴う電力供給源のインダクタに起因して、雑音のあるシステムをもたらす。当然ながら、必要に応じて、いくつかの外部構成要素を使用することが非常に望ましい。したがって、種々の実施形態による、生成器モジュールは、波形発生のために必要な全構成要素を統合するように提供されることができる。
【００３５】
全３つのスイッチ２２０、２５０、および２６０を含むシステムは、前述のように、種々の動作モードを有し得、各動作モードでは、３つのスイッチ２２０、２５０、および２６０のうちの２つが選択され得、スイッチは、時間ベースまたはレベルベースで制御されることができ、ＰＷＭ信号または恒久的オン信号は、それぞれのスイッチを動作させるために使用される。前述のように、状態機械または制御ユニット１４０および関連付けられた制御レジスタ１４５は、正しい制御信号列を選択／制御するように実装されることができる。図１および以下の図に示される種々の実施形態ならびに関連付けられたタイミング図は、種々の動作モードが可能であり、デバイスが、例えば、マイクロコントローラ内の周辺デバイスとして実装された場合、プログラム制御下で選択されることができることを示す。
【００３６】
種々の実施形態によると、例えば、図１に示されるような統合されたソリューションは、傾斜率制御のためのプログラム可能源容量を有する、アナログ電流源／シンク２１０／２７０とともに提供されることができる。立ち下がり率制御のためのプログラム可能シンク容量もまた、使用され得、プロセス較正可能であることができる。さらに、デジタルコントローラによってトリガ入力をスイッチ制御信号に変換することによって、アナログ出力電圧は、逓増および／または逓減されることができる。立ち上がり／立ち下がりトリガ入力は、電圧レベルおよび／または時間に基づくことができる。スイッチ制御出力は、制御ユニットまたは状態機械１４０によって提供される。コントローラは、保証された最小立ち下がり時間のために、１つ以上の内蔵ワンショットユニットを有し、例えば、図１および図４に示されるような極性制御およびエッジ対レベル制御を伴う、ＣＰＵインターフェースを備え得る。
【００３７】
図４は、制御ユニット１４０の実施形態を示す。ＣＰＵインターフェースおよびレジスタユニット４１０が、提供され、これは、例えば、複数のメモリマップ式特殊機能レジスタを備え、柔軟なプログラム能力を可能にする。論理ゲート４２０−４５０は、ユニット１４０内に提供されるスイッチ制御ユニット４６０内に統合される状態機械に対する開始およびリセット信号を提供し得る。本実施形態では、状態機械４６０は、スイッチ２２０、２５０、および２６０のための制御信号を生成するために使用される。この内部制御ユニット４６０はさらに、ワンショットユニット４７０を備え、第１および第３のスイッチ２５０および２６０のための制御可能なワンショットパルスを生成し得る。
【００３８】
図５は、図１に類似する、別の実施形態を示す。ここでは、スロープランプ生成器モジュール５１０は、コンパレータおよび関連付けられた回路を備えないが、それ以外の点では、図１に示されるものと同じである。代わりに、コンパレータ５２０が、例えば、すでに存在するアナログコンパレータ５２０によって、外部から提供される。図６のタイミング図は、図２に示されるものに類似する波形を示す。この目的を達成するために、モジュール５００は、再び、レベルベースである立ち上がりを設定するための第２のスイッチ２２０と、時間ベースである立ち下がりを設定する第３のスイッチ２６０とを使用する。故に、図７は、図３に類似する第２のタイプの波形のタイミング図を示し、第１および第２のスイッチ２５０および２２０が、使用され、立ち上がり時間は、再び、レベルベースのスイッチ２２０によって設定され、立ち下がりは、時間ベースのスイッチ２５０によって設定される。
【００３９】
図８は、種々の実施形態による、生成器モジュール２００のアナログ部分のより詳細なブロック図を示す。ここでは、プログラム可能／構成可能バイアス生成器８１０、８３０は、それぞれのＭＯＳＦＥＴ８２０、８４０を制御し、電流源２１０および電流シンク２７０を形成する。図８は、それぞれ、電流源２１０および電流シンク２７０のための個々のイネーブルラインｃｆｇ＿ｉｓｒｃ１＿ｅｎおよびｃｆｇ＿ｉｓｒｃ２＿ｅｎを示す。さらに、共通較正ラインｃｆｇ＿ｉｃａｌ［３：０］および電流選択ラインｉｓｒｃ＿ｓｅｌ［４：０］も、提供される。それぞれの源およびシンク電流をデジタル的に設定するための他の手段が、提供され得る。
【００４０】
図９は、スロープランプ制御ユニット２００の別の実施形態を示す。図４に関する類似要素は、類似参照記号を伴う。図４のブロック図に加え、図９は、それぞれ、ＡＮＤゲート４３０および４５０の出力と結合される、２つのワンショットモジュール９１０および９３０を示す。２つのマルチプレクサ９２０および９４０が、提供され、それぞれ、ワンショットモジュール９１０および９３０の出力信号を選択するか、またはそれらをバイパスすることを可能にする。同様に、単一ワンショットユニット９７０が、制御ユニット４６０内に提供され、関連付けられたマルチプレクサ９５０は、これまたはバイパス信号を選択することを可能にする。マルチプレクサ９５０からの単一出力信号は、次いで、分散ユニット９６０に自動転送され、分散ユニット９６０は、３つのスイッチ２２０、２５０、または２６０のうちの１つのためのそれぞれの制御ラインを選択する。
【００４１】
図１０は、種々の実施形態に開示されるように、周辺機器によって生成され得る、第３のタイプの波形を描写するタイミング図を示す。ここでは、傾き補償が、行われる。本波形は、短絡コンデンサを基準電圧まで充電するための第１のスイッチ２２０と、コンデンサ２４０を線形に放電させるための第３のスイッチとによって生成される。
【００４２】
図１１は、ＤＡＣ１８０を使用して、立ち上がり傾斜の上限を設定し、第２のスイッチ２２０を制御する一方、下限が、第３のスイッチ２６０のためのスイッチ制御信号の時間によって決定される、波形のタイミング図を示す。したがって、図６と対照的に、最大出力電圧は、図６における三角形パターンの最小電圧とは対照的に、図１１におけるコンパレータ２８０によって制御される。
【００４３】
図１２は、スイッチ２２０および２６０が両方とも時間ベースで動作させられる、タイミング図を示す。したがって、コンパレータ２８０は、この動作モードでは、使用されない。
【００４４】
図１３は、スイッチ２２０および２６０が両方ともレベルベースで動作させられる、タイミング図を示す。本実施形態では、コンパレータ２８０および１６０は両方とも、レベルＤＡＣＨおよびＤＡＣＬで図１３に示されるような上限および下限閾値を設定するために使用される。
【００４５】
生成される必要がある信号のタイプおよび制御される様式に応じて、コンパレータは必要でないことも、１つまたは２つのコンパレータが必要であることもある。図１は、生成器モジュール２００が１つのコンパレータ２８０を備えている実施例を示す。したがって、マイクロコントローラは、生成器モジュール２００の出力に接続するように内部から切り替えられることができる、内部から利用可能な単一コンパレータ１６０を伴うコンパレータモジュールを有し得る。したがって、そのような実施形態は、時間ベースまたは電圧ベースの信号発生を可能にする種々の生成モードにおいて波形モジュールを動作させるために、コンパレータが使用されないか、１つまたは２つのコンパレータが使用される、動作を可能にする。
【００４６】
さらに、内蔵コンパレータ２８０が、種々の実施形態によると、提供され、電圧レベルが、電圧傾斜の方向における変化に対する基準として使用されるとき、アナログスイッチ２２０、２５０、２６０の制御を補助することができる。いくつかの実施形態および所望の機能性に従って、本機能のコアは、以下を要求し得る。
・源２１０および／またはシンク２７０がプログラム可能電流源／シンクであること
・スイッチ２２０
・電圧源と直列のオンチップコンデンサ２４０（随意）
・コンデンサを横断するスイッチ２５０（随意）
・プログラム可能電流シンク２７０（随意）、および／または
・スイッチ２７０（随意）
【００４７】
要約すると、種々の実施形態による立ち上がり−立ち下がり波形生成は、例えば、前述の要素、種々の使用のための３つの異なる波形タイプ、レベルまたはエッジベースのトリガ、および独立立ち上がり／立ち下がり入力トリガ源を使用して、プログラム制御下、ユーザプログラム可能立ち上がり／立ち下がり率を提供する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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