JPH08205523A - 電源制御回路 - Google Patents

電源制御回路

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JPH08205523A
JPH08205523A JP3311395A JP3311395A JPH08205523A JP H08205523 A JPH08205523 A JP H08205523A JP 3311395 A JP3311395 A JP 3311395A JP 3311395 A JP3311395 A JP 3311395A JP H08205523 A JPH08205523 A JP H08205523A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用するトランスや制御手法を変更する場合
にも、最適な制御を容易に実行できる電源制御回路を提
供する。 【構成】 一個又は複数のデジタルPWM回路6を備
え、当該PWM回路6は、PWMのオン幅、オフ幅の制
御をPWM信号一周期生成毎に一回、コンパレータ1の
比較結果に応じて最小単位幅で変更するように動作する
ことを特徴とし、少なくとも前記PWM回路6のうち1
ヶのPWM回路6はオン幅、オフ幅の制御をCPU3で
も実施可能で該CPU3は、コンパレータ1の出力を判
定し、その結果に応じて演算し、上記PWMの制御を可
能とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に複写機、プリンタ
等に具備された高圧電源やシリーズ電源の制御に適用さ
れる電源制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の電源制御回路、即ち、電
源回路の制御出力側の電圧をフィルタで介し取り出した
電圧と所定電圧とを比較するコンパレータと、該コンパ
レータの出力信号に基づいてPWM信号のパルス幅を増
減する電源制御部(デジタルPWM回路)と、該電源制
御部からのPWM信号に応じて前記制御出力及び出力電
圧を増減する前記電源回路とを有し、これらがループ状
に接続されて構成されている電源回路にあっては、共振
型フライバックトランスの制御をディジタル回路で構成
したパルス幅変調(Pulse Width Modu
lation;PWM)回路で実行していたため、パル
ス幅の増減の制御はハード回路で一意的に決めていた。
また、専用回路としてPWM信号のパルス幅コントロー
ルも、4パルス出力毎回にパルス幅を1回変更するよう
な仕様となっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例は、共振型フライバックトランスのフライバッ
ク制御に適する制御条件であり、この同じ条件でフォワ
ード制御を実行しようとしても、出力電圧のデューティ
(DUTY)の変化に対する変化の条件が、フォワード
制御やシリーズ制御に対して大きく異なり、最適な制御
が実行できないという問題点があった。
【0004】また、使用するトランスや回路を変更する
ことによって、最適制御条件が崩れるという問題点があ
った。このことは、制御回路全体を1チップIC(集積
回路)に内蔵する場合、特に問題となる。
【0005】実際、トランスを変更すると、トランスに
合わせてスイッチング周波数を変更する必要が生じる。
そのためパルス幅変調回路の周波数を変更することによ
り、最適制御条件が崩れるという問題点があった。ま
た、制御されている電源からシリーズ制御等を用いて新
たな電源を作るときには、両者の制御状態に応じ、制御
を適宜変更する必要がある。
【0006】本発明は上述した従来の技術の有するこの
ような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、負荷条件や、使用するトランス、またそ
の駆動方式の変更にもかかわらず、最適な制御を実行で
きる電源制御回路を安価に提供しようとするものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電源制御回路は、一個または複数のデジタル
PWM回路を備え、該PWM回路は、PWMのオン幅、
オフ幅の制御をPWM信号一周期生成毎に一回、コンパ
レータの比較結果に応じて最小単位幅で変更するように
動作することを特徴とし、少なくとも前記PWM回路の
うち1ヶのPWM回路はオン幅オフ幅の制御をCPUで
も実施可能で、該CPUは、コンパレータ出力を判定
し、その結果に応じて演算し、上記PWMの制御を可能
としたことを特徴とするものである。
【0008】また、上記PWM回路は、PWMのオン
幅、オフ幅の増加、減少の制御機能およびオン幅、オフ
幅の増加、減少の停止機能を有し、前記追加機能が、P
WMのオン幅、オフ幅の最小単位の変更より優先される
ことが望ましい。
【0009】また、上記CPUは、他の電源制御情報を
も加えて制御することが望ましい。
【0010】更に前記PWM回路は、アダーの演算で生
成されることを特徴とし、CPUはその生成されるPW
M信号の周期とデューティーMAX値を決めるレジスタ
値を書換え可能で、その周期データは、特定の値のみを
用いることで特定の周波数の周波数固定のPWM信号を
得られるように構成することが望ましい。
【0011】
【作用】一個または複数のデジタルPWM回路を備え、
該PWM回路は、PWMのオン幅、オフ幅の制御をPW
M信号一周期生成毎に一回、コンパレータの比較結果に
応じて最小単位幅で変更するように動作することによ
り、制御が単純となり回路も小さくできる。また、PW
M回路のうち少なくとも1ヶのPWM回路はオン幅、オ
フ幅の制御をCPUでも実施可能で、該CPUは、コン
パレータ出力を判定し、その結果に応じて演算し、上記
PWMの制御が可能なので、負荷や回路条件の変更に
も、最適制御を実施可能である。
【0012】更に、上記PWM回路は、PWMのオン
幅、オフ幅の増加、減少の制御機能およびオン幅、オフ
幅の増加、減少の停止機能を有し、前記追加機能が、P
WMのオン幅、オフ幅の最小単位の変更より優先される
ことにより、自由な制御条件の変更がより一層容易とな
る。
【0013】また、CPUが他の電源制御情報をも加え
て電源制御することができるため、ソフトのプログラム
により、電源制御条件を自由に決めることができる。
【0014】又、変更可能な周波数を限定することによ
り周期変更可能な複数のPWM回路を安価に構成でき
る。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
【0016】(第1実施例)まず、本発明の第1実施例
を図1乃至図12に基づき説明する。図1は、本発明の
第1実施例に係る電源制御回路の構成を示すブロック図
であり、同図中、1はコンパレータで、その出力端子2
がCPU(中央演算処理装置)3の入力端子4に接続さ
れている。CPU3の第1出力端子5は、ディジタルの
パルス幅変調(PWM)回路6のU(アップ)/D(ダ
ウン)制御信号入力端子7に接続されている。また、C
PU3の第2出力端子8は、PWM回路6のタイムホー
ルド信号入力端子9に接続されている。また、CPU3
の割り込み入力端子10は、PWM回路6のPWM出力
端子11に接続されている。
【0017】PWM回路6のPWM信号出力端子11
は、また電源回路12のPWM信号入力端子13に接続
されている。電源回路12の電源出力端子14は、フィ
ルター回路15の信号入力端子16に接続されている。
フィルター回路15の信号出力端子17は、コンパレー
タ1の(+)信号入力端子18に接続されている。コン
パレータ1の(−)信号入力端子19は、ディジタル信
号をアナログ信号に変換するD/A変換器20の(+)
電位のアナログ信号出力端子21に接続されている。D
/A変換器20のディジタル信号入力端子22は、CP
U3の8ビットの出力端子23にバスライン24を介し
て接続されている。D/A変換器20の基準電圧端子2
5は接地されている。また、26はアナログスイッチ
で、一方の入出力端子がコンパレータ1の出力端子2に
接続され、他方の入出力端子が、端子7に接続されてい
る。また、コントロールゲートは信号線27を通じてC
PU3の信号制御端子に接続されている。また、PWM
回路6の内部レジスタのデータを設定するために、デー
タバス35がCPU3とPWM6回路間に接続さっれて
いる。また、信号ライン28を通して、選択するレジス
タのアドレス信号とそのレジスタのフラグ信号がCPU
3からPWM回路6に送出される構成になっている。
【0018】次に上記構成の本実施例に係る電源制御回
路の動作を説明する。
【0019】今、PWM回路6は、タイムホールド信号
入力端子9がL(Low)レベルの条件でそのU/D制
御信号入力端子7がH(High)レベルであれば、P
WM信号の1周期に1回、その信号を回路内にとりこみ
(例えば、PWM信号のたち下がりタイミングで)、P
WM回路6のPWM信号出力端子11から出力されるP
WM信号のHレベルのパルス幅は最小単位幅の単位で短
くなるように、また、Lレベルのパルス幅は最小幅の単
位で長くなるように制御される。また、U/D制御信号
入力端子7がLレベルであれば、PWM信号の1周期に
1回、その信号を回路内に取り込み(例えば、PWM信
号の立ち下がりのタイミングで)、PWM回路6のPW
M信号出力端子11から出力されるPWM信号のHレベ
ルのパルス幅が最小単位幅の単位で長くなるように、ま
たLレベルのパルス幅は最小幅単位で短くなるように制
御される。
【0020】同様にPWM回路6のタイムホールド信号
入力端子9がHレベルであれば、PWM回路6のPWM
信号出力端子11から出力されるPWM信号のパルス幅
が変化しないように制御される。なお、タイムホールド
信号入力端子9がLレベルであれば、PWM回路6のP
WM信号出力端子11から出力されるPWM信号のHレ
ベル及びLレベルのパルス幅は、前記のように、U/D
制御信号入力端子7に入力されるU/D制御信号に応じ
て、出力される1パルス毎に最小単位幅の単位で変化す
るように制御される。
【0021】電源回路12は、その外部よりPWM信号
入力端子13に入力されるPWM信号のHレベルのパル
スが増加すると、電源出力端子14の電圧Voutが共
に増加し、また、PWM信号入力端子13に入力される
PWM信号のHレベルのパルスが減少すると、電源出力
端子14の電圧Voutが共に減少するように構成され
ている回路である。なお、CPU3を制御に用いないと
きには、CPU3は、出力端子8をLに設定し、出力端
子5をHインピーダンス状態にセットした上で、信号線
27をHとしてアナログスイッチ26をオンとすること
によって、出力端子2が入力端子7に直接接続され、P
WM信号はコンパレータの出力値に応じて(PWM信号
の立ち下がり毎にその値をPWM回路6は回路内にとり
こみ)最小幅単位でそのL,Hレベルのパルス幅が変化
するよう出力される。
【0022】実際、多くのフォワード制御、フライバッ
ク制御は、CPUを制御に用いないこのモードで問題な
く効果的に図1の回路で動作する。
【0023】次にCPU3を制御に利用する動作につい
て、図2のフローチャートを用いて説明する。
【0024】まず、CPU3はステップS200で回路
をイニシャライズし、必要なレジスタ等のデータ設定を
行う。具体的には、D/A変換器20の制御用デジタル
データ及びPWM回路6の周期設定レジスタ及びDUT
Y MAXレジスタである。次にCPU3はステップS
201において割り込み信号受付状態で待機する。この
割り込みは、CPU3のタイマ割り込みでも良いし、P
WM回路6のPWM信号出力端子11から出力されるP
WM信号をCPU3の割り込み入力端子10に割り込む
入力信号としても良い。図1では、PWM回路6のPW
M信号出力端子11から出力されるPWM信号をCPU
3の割り込み入力端子10に入力する例を示している
(この場合、PWM信号のたち上がり信号を割り込み信
号と考える。)。
【0025】CPU3は、割り込み信号を受け付ける
と、次のステップS202でU/D情報を入力端子4か
ら読み込み、それをレジスタにセットする。その時CP
U3は、必要なだけのレジスタを用意しており、順次読
み取ったU/D情報を異なるレジスタにセットして行
く。
【0026】次にCPU3は、次のステップS203で
PWM信号パルスのカウントと演算、または情報の検出
を行う。このステップS203でCPU3は、割り込み
毎に、その割り込み回数をレジスタに蓄積し、制御対象
のパルス数の判定用情報として用いる。タイマ割り込み
の場合は、タイマの設定時間をPWM周期で割る等の演
算を行った結果を用いることも可能である。
【0027】次にCPU3は、次のステップS204で
U/D情報の反転やU/D停止フラグ等の情報を、該C
PU3がU/D情報をサンプリングするたびに判定し、
それを検出(勿論、演算を用いて抽出したその他の制御
情報でも良い)し、制御情報を交換する必要があるか否
かを判定する。制御情報を交換する必要がなければ前記
ステップS201の割り込み信号受付待機状態へ戻り、
制御情報を交換する必要があれば次のステップS205
でCPU3は、制御情報交換処理を実行する。その後C
PU3は、必要があれば次のステップS206でレジス
タをイニシャライズする。勿論、それ以前の情報を用い
たければ、一部のデータを保存しておくことは問題はな
い。その後、前記ステップS201の割り込み信号受付
待機状態へ戻る。
【0028】次にCPU3の実際の制御動作について、
共振型フライバック・トランスを用いた場合を例にし
て、図3のフローチャートを用いて説明する。
【0029】まず、CPU3はステップS301であら
かじめ必要なレジスタ(例えば、D/A変換器20のデ
ジタルデータ、PWM回路6の周期設定レジスタ、最大
のデューティーを規定するDUTY MAXレジスタ)
をイニシャライズし、必要なデータ設定を行う。引き続
きPWM回路6の動作をスタートさせる。そして、ステ
ップS302でU/D停止フラグをLとして、タイムホ
ールド信号をLとするよう設定する。そして、ステップ
S303でPWM信号の立ち上がり信号による割り込み
回数を設定するU/Dカウントレジスタをクリアー(0
に設定)した後、ステップS304でPWM信号の割り
込みを検出し、ステップS305でU/D情報をPWM
回路6内にとりこみ、同時に4回の割り込みをステップ
S306のレジスタ更新シーケンスを用いて、U/Dカ
ウントレジスタ値を1アップしながらステップS307
で判定する。そして、ステップS307でU/Dカウン
トレジスタが「3」の時、4回目の割り込みを検出した
ならば、ステップS308に進み、今回サンプリングし
た情報が、4回前から今回サンプリングしたものと比較
して、すべてと同じであれば、ステップS303に戻
り、異なれば、ステップS309に進み、U/D停止フ
ラグをHにする。このことによってPWM回路6のパル
ス幅の増減制御が可能となり、ステップS310で前記
ステップS305においてU/Dレジスタに取り込んだ
U/D情報によるパルス幅の最小単位幅の増減制御が実
行される。そして、その制御の終了後、ステップS31
1でU/D停止フラグを再びLに設定した後、前記ステ
ップS303に戻る。
【0030】このようなフライバックトランスを用いた
電源制御の場合の具体的タイムチャートを図4に示す。
同図における(1)のU/D情報が
〔0〕のとき、
(2)のPWM信号の波形は、PWM信号が4発出力さ
れる毎に1回の割合でH側のONパルスが、dt分増加
し、L側のパルスがdt分減少するように制御されてい
る。すなわち、U/Dフラグを、CPU3は割り込み信
号が入る度にその情報を、コンパレータ出力からサンプ
リングし、(3)の4ビットのU/Dフラグに順次設定
してゆき、このフラグには常に、現在から4回前の割り
込み時までにサンプリングしたデータがサンプリングの
都度、更新され蓄積されている。
【0031】割り込みレジスタの値が0〜3のときは、
U/D停止フラグはLにセットされており、PWM信号
のパルス幅の増減制御は許可されていない。そして割り
込みレジスタが3のとき割り込み回数の4回目を検出す
ると、CPU3は(3)の4ビットのU/Dフラグの値
を読みにいき、一つのフラグ値でも他と異なるものがあ
れば、(それがP点における制御条件である。)ステッ
プS303に戻り、PWMの信号の増減制御なしに上記
制御を繰り返す。それに対し、すべてのフラグ値が同じ
であれば、割り込みの次のタイミングで(5)のU/D
停止フラグをHにセットする。
【0032】そのため、PWM信号のたち下がり信号タ
イミングに同期して前記U/Dフラグ値を参照してPW
M信号のパルス幅の増減制御が行なわれる。
【0033】そして、次のPWM信号による割り込みの
前に割込みレジスタ4がリセットされ0となり、(5)
のU/D停止フラグがLに再びセットされステップS3
03に戻り、上記制御を繰り返す。
【0034】次に本実施例に係るオン幅、オフ幅の増加
減少機能を有し、その停止機能がオン幅、オフ幅の増加
減少機能より優先され、またPWM周波数、DUTY
MAXを変更可能なPWM回路に関し、PWM回路6に
ついて図5〜図7を用いて詳述する。図5〜図7は、2
チャンネル構成のPWM回路6(本実施例においては、
この1チャンネルのPWMを利用するものとする)の内
部構成を示すブロック図であり、図5において、30は
PWM信号周期DUTY決定回路でCPU3からは、バ
ス40、バッファ39、バス33を通じて、必要なレジ
スタにデータを書ける構造となっている。31,32は
内部バスで、それぞれ図6のアダー34の異なった組の
入力端子に接続され、該アダー34の出力端子は内部バ
ス35を介してPWM1ラッチ36、PWM2ラッチ3
7の入力端子及びバッファ(第1B.F.)38の入力
端子に接続している。そして、このバッファ38の出力
端子がバス33に接続されている。このバス33は、図
5のバッファ(B.F.)39を通じてCPUバス40
に接続されている。図6のPWM1ラッチ36及びPW
M2ラッチ37の出力端子は、それぞれバス41,42
を介してバッファ(CLK1B.F.)43、バッファ
(CLK2B.F.)44を通じてバス45に接続され
ていると同時に、バッファ46,47を通じてバス31
に接続されている。
【0035】図7において、48はフリーランカウンタ
で、そのカウント値出力端子は、バス49を介して図7
のディジタルコンパレータ50の一方の組の入力端子に
接続されている。このディジタルコンパレータ50の他
方の組の入力端子は、図6のバス45に接続されてい
る。
【0036】図7において、51,52は同期型Tフリ
ップフロップ(以下、TFFと記述する)で、トグル動
作を行う。各TFF51,52の出力端子Qは、それぞ
れPWM1・OUT端子、PWM2・OUT端子に接続
されている。また、各TFF51,52のCLOCK
(クロック)入力端子Cは、TSETバー信号線に接続
され、データ入力端子Tは、それぞれ第1,第2の2入
力ANDゲート53,54の出力端子に接続されてい
る。2入力ANDゲート53,54の入力端子の1つ
は、共にディジタルコンパレータ50の一致比較結果出
力端子に接続されている。第1,第2の2入力ANDゲ
ート53,54の残りの入力端子は、それぞれSUM1
O、SUM2O信号線に接続されている。
【0037】図6において、55,56はDラッチで、
そのデータ入力端子Dは、アダー34のキャリー出力端
子Cに接続されている。また、Dラッチ55,56のラ
ッチ信号入力端子Lは、それぞれ2入力ANDゲート5
7,58の出力端子に接続されている。2入力ANDゲ
ート57,58のそれぞれの一方の入力端子には、アダ
ー34のCLOCK(クロック)入力端子に加わるTS
ET信号線が接続されていて、他方の入力端子には、そ
れぞれPM1OFS,PM2OFSの信号線が接続され
ている。第1,第2のDラッチ55,56の出力端子Q
は、それぞれ図5のPWM信号周期DUTY決定回路3
0に接続されている(具体的には、図8のDラッチ55
の出力端子Qの出力と表記されている信号線に相当する
部分に接続されている。)。
【0038】図6において、コンパレータ結果を取り込
む第1の入力端子59はDFF60のデータ入力端子D
に接続されている。該DFF60の出力端子Qバーが2
入力ANDゲート61の一方の入力端子に、出力端子Q
が2入力ANDゲート62の一方の入力端子にそれぞれ
接続されている。また、2入力ANDゲート61,62
の他方の入力端子は、共にPM1ONS信号線に接続さ
れている。コンパレータ結果を取り込む2入力ANDゲ
ート61,62の出力端子は、それぞれORゲート6
3,64の一方の入力端子に接続されている。コンパレ
ータ結果を取り込む第2の入力端子65は、第2のDF
F66のデータ入力端子Dに接続され、該第2のDFF
66の出力端子Qバーが2入力ANDゲート67の一方
の入力端子に、出力端子Qが2入力ANDゲート68の
一方の入力端子にそれぞれ接続されている。また、2入
力ANDゲート67,68の他方の入力端子は、共にP
M2ONS信号線に接続されている。また、2入力AN
Dゲート67,68の出力端子は、それぞれORゲート
63,64の一方の入力端子に接続されている。ORゲ
ート63,64の出力端子は、それぞれバッファ(B.
F.)70、バッファ(B.F.)69の制御信号入力
端子に接続されている。
【0039】図6において、PWM1ラッチ36,PW
M2ラッチ37の制御信号入力端子は、それぞれ2入力
ANDゲート72,71の出力端子に接続されている。
また、2入力ANDゲート71,72の一方の入力端子
は、共にTSET信号線に接続されている。2入力AN
Dゲート71,72の他方の入力端子は、それぞれCH
G2,CHG1信号線に接続されている。また、バッフ
ァ43,44,46,47のゲートには、それぞれSU
M1O,SUM2O,CHG1,CHG2信号線が接続
されている。図5のバッファ38,39のゲートには、
それぞれDラッチ73の出力端子Q及び出力端子Qバー
が接続されている。Dラッチ73は、図1のCPU3の
フラグであり、そのラッチ入力端子LにCPU3から、
アドレス線35が接続されアドレス信号が入力され、デ
ータ入力端子DにフラグへのセットデータがCPU3か
らセットできるように信号線28が接続されている。
【0040】図7において、74は上述の各信号線のタ
イミング信号を生成するタイミング信号生成回路であ
り、インバータ75、2分周回路76及びディレー回路
77等を、その内部基本クロック、φ/2、TSET,
TSETバーを生成するために有している。78はタイ
ミング信号生成回路74の基本クロック信号入力端子
で、2分周回路76の入力端子とディレー回路77の入
力端子とにそれぞれ接続されている。ディレー回路77
の出力端子がTSET信号線に接続されていると同時
に、インバータ75の入力端子に接続されている。2分
周回路76の出力端子は、フリーランカウンタ48のク
ロック信号入力端子に接続されており、さらに、TSE
T,TSETバー以外のタイミング生成回路の生成する
信号のベースクロックとなっている。また、インバータ
75の出力端子がTSETバー信号線に接続されてい
る。また、タイミング信号生成回路74は、各種タイミ
ング信号を生成するのに必要なTFF51,52の出力
端子Qからの出力信号が入力する入力端子を持ってい
る。尚、ディレー回路77が生成可能なディレー時間
は、0からφの半周期以下の時間とする。図5に示すよ
うに、PWM周期DUTY決定回路30には、U/DS
TOP端子79が接続されている。これは、図8におけ
るU/DSTOP1端子79に相当し、複合ゲート93
の3入力ANDの1入力に接続している。
【0041】図6において、バッファ69,70の出力
端子は、図5のバス31に接続されている。また、バッ
ファ69,70の入力端子には、ラッチ100,101
の出力端子が接続され、これらのラッチ100,101
の入力端子は、図5のバス33に接続されている。
【0042】図8は、PWM周期DUTY決定回路30
のチャンネル1の構成を示すブロック図である(PWM
周期DUTY決定回路30のチャンネル2の構成は、チ
ャンネル1と同一であり、信号名の添字を1→2に変更
すること及び、Dラッチ55の出力端子Qの出力をDラ
ッチ56の出力端子Qの出力とすることによって、チャ
ンネル2のPWM周期DUTY決定回路となる)。同図
において、80はPWM信号のデューティを設定するた
めの8ビットのDUTY設定レジスタ、81はPWM信
号の周期を設定するための4ビットの周期設定レジスタ
で、そのクロック端子CLOCKには、イニシャル時に
周期(周波数)データを設定するための制御信号CPU
SET1が入力される。82は前記デューティの最大値
(MAX)のリミッタ値を設定するための5ビットのD
UTYMAX値設定レジスタで、そのクロック端子CL
OCKには、イニシャル時にDUTYMAXデータを設
定するための制御信号MAXSET1が入力される。8
3はDUTY設定レジスタ80の設定データの出力を制
御するDUTY出力バッファ、84はDUTY設定レジ
スタ80と周期設定レジスタ81の設定データを論理合
成した“周期−DUTY”データの出力を制御する周期
−DUTY出力バッファ、85は周期設定レジスタ81
とDUTYMAX値設定レジスタ82の設定データを論
理合成した“周期−DUTYMAX”データの出力を制
御する周期−DUTYMAX出力バッファ、86はDU
TYMAX値設定レジスタ82の設定データを論理合成
した“DUTYMAX補数”データの出力を制御するD
UTYMAX補数出力バッファ、87はDUTYMAX
値設定レジスタ82の設定データを論理合成した“DU
TYMAX”データの出力を制御するDUTYMAX出
力バッファ、88は8ビットの第1インバータ、89は
5ビットの第2インバータ、90,91,92は周期設
定レジスタ81の設定値に応じて各バッファ84,8
5,86,87の上位4ビットを制御するための第1〜
第3のANDゲート群、93はイニシャル時にDUTY
データをDUTY設定レジスタ80に設定するための制
御信号ONSET1と、DUTYデータと増分データ1
00と加算または減分データ101との加算を演算した
結果を再度DUTY設定レジスタ80に設定する時のク
ロックとなる制御信号PM1ONSと基準クロック信号
TSETとPWM信号のUP/DOWNを停止するU/
DSTOP信号入力端子79の入力信号との論理積ゲー
トの出力との論理和をとり、それをDUTY設定レジス
タ80のクロック端子CLOCKに入力するための第1
の複合ゲート、94はDUTYデータと、その増分デー
タ100または減分データ101との演算時に発生する
制御信号PM1ONSと、DUTYデータと図7のフリ
ーランカウンタ48のカウント値との加算時に発生する
制御信号CHG1ONの信号がDUTY出力バッファ8
3のコントロールゲートへの入力として図6のDラッチ
55の出力端子Qからの出力が0の時に許可するか、ま
たはDUTYデータと“DUTYMAX”データとの比
較時において発生する制御信号PM1OFSが発生した
とき、DUTY出力バッファ83のコントロールゲート
にその信号の入力を許可する第2の複合ゲート、95は
“周期−DUTY”データと図7のフリーランカウンタ
48のカウント値との加算時に発生する制御信号PM1
OFOの周期−DUTY出力バッファ84のコントロー
ルゲートへの入力を図6のDラッチ55のQ出力が0の
時に許可するための第1のANDゲート、96は図6の
Dラッチ55のQ出力が1の時に制御信号PM1OFO
を周期−DUTYMAX出力バッファ85のコントロー
ルゲートに入力させ、“周期−DUTY”データに代わ
って“周期−DUTYMAX”データを図7のフリーラ
ンカウンタ48のカウント値と加算させるための第2の
ANDゲート、97は図6のDラッチ55のQ出力が1
の時に制御信号CHG1ON、またはPM1ONSをD
UTYMAX補数出力バッファ86のコントロールゲー
トに入力することを許可し、DUTYデータに代わって
“DUTYMAX”データを図7のフリーランカウンタ
48のカウント値と加算させるための第3の複合ゲー
ト、98は図6のDラッチ55の出力端子Qの出力の反
転出力を得るための第3のインバータである。
【0043】尚、各レジスタ80〜82の入力側は、図
5のバス33に、各バッファ83〜85,87の出力側
は、図5のバス32に、バッファ86の出力側は、図5
のバス31にそれぞれ接続されている。また、各素子は
以下のように接続している。インバータ88の8本の入
力端子はレジスタ80のMSBから、LSBの各ビット
の出力端子にそれぞれ接続されていて、その出力の下位
4ビットはそれぞれバッファ84の下位4ビットにそれ
ぞれ接続されている。また、上位4ビットはそれぞれ4
個の2入力ゲートで構成された2入力ゲート群90の異
なったゲートの一方の入力ゲートにもそれぞれ接続さ
れ、そのゲートの出力がそれぞれ、バッファ84の上位
4ビットに接続されている。すなわち、入力がレジスタ
80のMSBに接続された2入力ANDゲートの出力が
バッファ84のMSBの入力ゲートに接続する対応関係
をもって、順に接続している。
【0044】同様に、2入力ANDゲート90群の他方
の入力端子はレジスタ81の出力端子にそれぞれ各ビッ
ト別に接続されている。具体的には、レジスタ81のM
SBの出力がその出力がバッファ84のMSBの入力に
接続している2入力ANDゲート90の他端に接続し、
そこからLSBに向かって順に同様の関係でレジスタ8
1の出力端子は2入力ANDゲート群90の他方の入力
端子に接続されている。レジスタ81、2入力ANDゲ
ート群90、バッファ84と同等の接続関係がレジスタ
81、2入力ANDゲート群91、バッファ85およ
び、レジスタ82、2入力ANDゲート群92、バッフ
ァ87の間に成立する(2入力ANDゲート群91、9
2の他方の入力端子の接続を除き)。なお、その際のバ
ッファ85のLSBからの下位3ビットはHレベルであ
るVDDに接続されており、バッファ87のLSBから
の下位3ビットはLレベルであるVSSに接続されてい
る。なお、バッファ87のLSBから4ビット目の入力
端子は直接レジスタ82のLSBのビットに接続されて
いる。同様にレジスタ82のLSBのビットはインバー
タ89のLSBの入力端子に接続され、その出力端子
が、バッファ85、86のLSBから4ビット目の入力
端子に接続されている。2入力ANDゲート群92の他
の入力端子はそれぞれ、レジスタ82の出力端子のMS
Bから順に4ビット各々、その出力がバッファ87のM
SBに接続しているゲートから順次相互接続されてい
る。そして、2入力ANDゲート92の出力端子は、さ
らにインバータ群89の4ビットの入力端子にそれぞれ
接続し、その出力がバッファ86の上位4ビットに接続
されていると同時に2入力ANDゲート91の他方の入
力端子に接続されている。その接続関係は、レジスタ8
2のMSBからの4ビットのデータが、順に、バッファ
85、86のMSBからの4ビットの入力端子に順に同
じ関係で出力されるように接続されている。また、バッ
ファ86のLSBからの下位3ビットはHレベルである
VDDに接続されている。
【0045】次に図8の構成のPWM信号の周期DUT
Y決定回路30によって決定されるPWM出力データの
生成動作について説明する。尚、図9は、PWM信号の
周期DUTY決定回路30のバス31、バス32への出
力データが図5〜図7のPWM回路6で処理された後の
PWM信号の出力信号及び内部制御信号の動作状態を示
すタイムチャートである。
【0046】システムリセット時に、図1のCPU3よ
り図8の各レジスタ80〜82に所要のデータが信号ラ
イン28,内部バス35を用いて設定される。この時、
レジスタ81には、「0000B」、「0001B」、
「0011B」、「0111B」、「1111B」の5
種類の内の1つのデータが設定できる。PWM信号の周
期は、上記設定値が「0000B」の時、最小周期(φ
/2の15クロック分)、「1111B」の時、最大周
期(φ/2の255クロック分)となる。上記設定デー
タによって、バッファ84の下位5ビット目から上位の
どのビットまでの出力を有効にさせるかが第1のAND
ゲート群90によって決まり、この第1のANDゲート
群90を介して出力される、レジスタ80の設定データ
の第1インバータ88による反転データが、PWM信号
の“周期−DUTY”データとして当該バッファ84か
らバス32へ規定のタイミングで出力されることによ
り、図5〜図7のPWM回路6は、PWM信号の周期を
一定に保つことができる。
【0047】動作原理の詳細は後述するが、このことを
原理から簡単に説明すると、当該PWM回路はPWM出
力信号のオンタイムデータ(すなわちDUTYデータ)
と、オフタイムデータを交互に加算演算し、演算結果と
フリーランカウンタの一致比較をカウンタが1アップす
る毎に比較し、一致する度に前記演算を繰り返し、かつ
PWMの出力用TFFの出力値を反転することで、PW
M信号を生成している。さて、その際に周波数の一定な
PWMを実現するためには、CPUから、その周期を決
定する周期データを与え、デューティーデータとの差分
を計算して、オフタイムデータとして、アダーの演算に
供する必要がある。
【0048】その際、その周期とデューティーのデータ
の差の演算は、周期データとして周期設定レジスタに与
えられる有効なデータのLSBからMSBに向かって連
続する全ビットを1に限定すると、1の補数演算を非常
に簡単な回路、すなわち、第1インバータ88と2入力
ANDゲート群90で実現することができる。
【0049】例えば、レジスタ80の設定データが「0
1H」で、レジスタ81の設定データが「0000B」
であるとすると、まず、PWM信号のH期間がφ/2の
1クロック幅出力される。そして、第1インバータ88
は「01H」の反転出力として「FEH」を出力する
が、その上位4ビットは第1の2入力ANDゲート群9
0の一方の入力であるため、バッファ84から出力され
る“周期−DUTY”データは「0EH」になり、PW
M信号出力は、L期間がφ/2の14クロック幅で出力
されるモードとなる。このようにレジスタ81において
設定された周期内でバッファ83,84の出力が1の補
数の関係を保ち、PWM信号の周期が一定となるように
演算制御される。
【0050】また、レジスタ82は、DUTY MAX
値を設定するレジスタであり、レジスタ81において
「1」が設定されたビット値によって決定される周期の
時間より、PWM信号のオン幅が大きくならぬようPW
M信号を制御するためのレジスタである。そのため当該
DUTYMAXリミッタ値は、周期設定レジスタ81に
設定された値と、ANDゲート群92によって、その値
が制限を受ける。即ち、レジスタ82の値<レジスタ8
1の値のとき、第3のANDゲート群92よって、レジ
スタ82の値がレジスタ81の値と同値となるよう制限
を受ける。そして、その制限を受けた値より、PWM信
号のオン幅が増加しないようにオン幅の増加が後述する
手順で制限される。
【0051】なお、DUTYMAXリミッタ値は、その
バッファ87の下位3ビットが、最悪条件でPWM信号
の1周期毎のオフ時間の特定タイミングで遂行され得る
演算の制御信号PM1OFO、PM1ONS、PM1O
FSのタイミングにおける演算時間を確保するためにプ
ルダウンされているため、最悪条件でも、周期よりも7
クロック以上短く、オン幅を制限するデータとしてバッ
ファ87より出力される。そして、制御信号PM1OF
Sの出力時に行われるDUTYデータとDUTYMAX
データとの比較は、DUTYMAX補数データが、上位
5ビットは第2インバータ群89をの出力を、下位3ビ
ットは、バッファ86の入力側でプルアップされたもの
がその情報としてバッファ86より出力され、DUTY
MAXリミッタ値に対する補数データとしてバス31に
出力される。当該回路は、PWM信号のDUTY値(オ
ン幅データに相当する値)がDUTYMAXリミッタ値
に達し、DUTYデータに代わってDUTYMAXデー
タがバッファ87より出力された時に、“周期−DUT
Y”データに代わってバッファ85より“周期−DUT
YMAX”データが出力されるよう動作するが、この周
期−DUTYMAXデータは、DUTYデータから“周
期−DUTY”データを生成するのと同様にして、レジ
スタ81のレジスタ値及びDUTYMAXデータより第
2インバータ89と第2のANDゲート群91を介して
生成されるDUTYMAX値の補数データであり、バッ
ファ85より出力される。
【0052】尚、バッファ85の下位3ビットは、バッ
ファ87の下位3ビットに対して補数関係になる必要が
あるため、プルアップしている。例えば、レジスタ81
の設定データが「0000B」であるとすると、レジス
タ82においては最下位ビットのみ「1」を設定するこ
とができ、PWM信号を得るためには、必然的に「00
001B」が設定されることになり、バッファ87から
出力されるDUTYMAXデータは「08H」となる。
また、バッファ86から出力されるDUTYMAX補正
データは「F7H」となり、制御信号PM1OFSの出
力時に、DUTYデータとDUTYMAXデータとの比
較のために、図6のアダー34でDUTYデータに加算
されるが、この時DUTYデータが「09H」になって
いるとすると、アダー34はキャリーを発生して図6の
Dラッチ55の出力端子Qの出力は「1」となる。この
Dラッチ55の出力端子Qの出力「1」により、次に生
成されるPWM信号のDUTYデータとして、バッファ
83から出力されるDUTYデータに代わってバッファ
87からDUTYMAXデータ「08H」が出力される
ことにより、DUTYMAXリミッタ動作が遂行され
る。更に、バッファ84から出力される“周期−DUT
Y”データに代わってバッファ85より“周期−DUT
YMAX”データ「07H」が出力されることにより、
PWM信号の周期が「0FH」(φ/2の15クロック
分の長さ)となり、DUTYMAXリミッタ動作時にお
いても図5〜図7のPWM回路6は、PWM信号の周期
を一定に保つことができる。
【0053】次に図5〜図7のPWM回路6の動作を、
図8及び図9乃至図11に基づき説明する。図9は、図
5〜図7に示すPWM回路6の動作の基本タイミングを
示すタイムチャート、図10は、同PWM回路6のPW
M1・OUTに関する処理手順を示すフローチャート、
図11は、基本タイミングを示すタイムチャートであ
る。図10には示していないが、本実施例の動作スター
ト時には説明を簡単にするために、CPUとのインタフ
ェース以外のレジスタ、ラッチ、フリップフロップ及び
カウンタは、「00H(16進数のゼロ)」にイニシャ
ライズする。そして動作開始前に、CPUはあらかじめ
必要なDUTY、周期、DUTYMAXに対応する値を
レジスタ80,81,82にセットする。また、設定信
号ラインは、明記していないが、CPUは増分データ1
00,減分データ101にFF,01をセット可能であ
り、セットする。(このレジスタ80〜82は、これ以
外の値は設定できない)また、CPUは、図5のU/D
停止信号入力端子79の入力信号が「1」となるように
信号をセットする。なお、図7のフリーランカウンタ4
8は、「0」から「1」ずつカウントアップし、「FF
H」になると「0」になるように動作する。
【0054】パルス生成の基本原理は、生成するPWM
信号のDUTYデータ、“周期−DUTY”データをP
WM1・OUTの場合には、ラッチ36のデータがフリ
ーランカウンタ48の値に一致する度に(ステップS9
01〜903)、一致した時のフリーランカウンタ48
の値と、生成するパルスのDUTYデータまたは“周期
−DUTY”データとを交互に、アダー34で和をとり
(ステップS902,S904)、その結果を再びラッ
チ36にセットし、その値とフリーランカウンタ48の
値とを比較し、この手続きを繰り返す。その時、加える
DUTYデータ、“周期−DUTY”データは、上述の
ようにPWM周期DUTY決定回路30よりバス32上
に出力され、アダー34でラッチ36のデータと加算さ
れ、その結果が再びラッチ36にセットされる。
【0055】PWM1・OUTに関する処理手順の簡単
なフローチャートを図10に示す。
【0056】同様に、PWM・2OUTの場合には、ラ
ッチ37のデータがフリーランカウンタ48の値と一致
する度に(ステップS901またはステップS90
3)、一致した時のフリーランカウンタ48の値と、生
成するパルスのDUTYデータまたは“周期−DUT
Y”データとを交互に、アダー34で和をとり(ステッ
プS902またはステップS904)、その結果を再び
ラッチ37にセットし、その値とフリーランカウンタ4
8の値とを比較し、この手続きを繰り返す。その時、加
えるDUTYデータ、“周期−DUTY”データは、P
WM1・OUTと同様にPWM周期DUTY決定回路3
0よりバス32上へ出力され、アダー34でラッチ37
のデータと加算され、その結果が再びラッチ37にセッ
トされる(ステップS904またはステップS90
2)。タイミング的には、ラッチ36とフリーランカウ
ンタ48のデータの一致比較と同じタイミングで、ラッ
チ37のデータとPWM2・OUTに関するデータとの
加算をアダー34で実行し、その結果を再びラッチ37
にセットできるタイミング設計になっており、同様に、
ラッチ37とフリーランカウンタ48のデータの一致比
較と同じタイミングで、ラッチ36のデータとPWM1
・OUTに関するデータとの加算をアダー34で実行
し、その結果を再び第1ラッチ36にセットできるタイ
ミング設計になっている。
【0057】但し、これらの加算処理は、必ずPWM1
OUTへの信号処理系はPWM1・OUT、またPWM
2OUTへの信号処理系はPWM2・OUTの出力値が
反転した直後のタイミングやコンパレータの一致信号の
生じないタイミング、即ち図11に示す「CHG1O
N」、「CHG2ON」、「PM1OFO」、「PM2
OFO」の各信号のタイミングでのみそれぞれ実行され
る。これらの制御のために、PWM信号周期DUTY決
定回路30の内部のバッファ83,84,85,86,
87と、クロックドバッフア43,44,46,47と
が適宜切り換え制御する必要があり、その基本的制御信
号を、図11のタイムチャートに示す。なお当然のこと
であるが、PWM1OUTのためのPWM信号周期DU
TY決定回路30に相当するものがPWM2OUTにも
必要であり、これを図12に図示する。
【0058】前記基本的制御信号は、具体的には、それ
ぞれ「CHG1ON」、「CHG2ON」、「PM1O
FO」、「PM2OFO」、「CHG2」、「CHG
1」、「SUM1O」、「SUM2O」である。また、
アダー34は、TSET信号の立上がりのタイミング毎
に、その入力端子に加わる信号の和の結果を、その出力
にセットし、その値をバス35上に出力するように動作
する。即ち、通常のアダーとDFFを1つのモジュール
にした構成となっている。更に、ラッチ36のラッチク
ロック入力端子には、TSET,CHG1の論理積した
制御信号が2入力ANDゲート72を通じて与えられ、
ラッチ37のラッチクロック入力端子には、TSET,
CHG2の論理積した制御信号が2入力ANDゲート7
1を通じて与えられている。また、バッファ43,44
のコントロール端子には、それぞれ図11に図示してあ
る制御信号「SUM1O」、「SUM2O」が与えら
れ、上述した複雑な制御を時分割で動作可能としてい
る。
【0059】CHG1,CHG2はそれぞれPWM1・
OUT及びPWM2・OUTが反転したすぐ次のφ/2
のクロックの1周期分のタイミングをさし、CHG1=
CHG1ON+PM1OFO、CHG2=CHG2ON
+PM2OFOである。ディジタルコンパレータ50の
比較結果は、2入力ANDゲート53,54の一方の入
力端子に入力され、これらの2入力ANDゲート53,
54の出力信号をTFF51,52の入力端子Tに、T
SETバーの立ち上がりのタイミングでサンプリングし
て与え、その出力を反転させることで、PWM1・OU
T及びPWM2・OUTに正しいPWM信号が出力され
る。このために、2入力ANDゲート53,54の他方
の入力端子には、それぞれSUM10,SUM20のチ
ャンネルセレクト信号が接続されている。
【0060】尚、図11に示すタイミング例は、図8の
チャンネル1のDUTY設定レジスタ80と図12のチ
ャンネル2のDUTY設定レジスタに、それぞれ「03
H」のデータがセットされている時のものである。ま
た、各回路の初期値は、図1のCPU3がフラグをオン
として、図5のバッファ39をスルーの状態にしてバッ
ファ38をハイインピーダンス状態とする。その上でC
PU3は、アドレス信号とストロボ信号より作成された
データセット信号を信号線MAXSET1,MAXSE
T2,ON1SET,ON2SET,CPUSET1,
CPUSET2に加え、CPUバス40,バス33を通
してPWM信号データ出力回路30の内部のそれぞれの
レジスタに初期データをセットする。その後、CPU3
は、Dラッチ73のフラグに「0」を書き込み、バッフ
ァ38をスルーに、バッファ39をハイインピーダンス
状態にする。
【0061】次に、PWM信号のDUTY制御のタイミ
ングについて図6〜図7を用いて説明する。この制御
は、ディジタルコンパレータ50の一致の生じないPW
M信号がオフ(0)のタイミング中の信号PM1ON
S,PM2ONSを使用してアダー34を利用して演算
している。
【0062】PWM1・OUTのDUTYの制御は、第
1入力端子59がHレベルの時は、PWM1・OUTの
DUTYを小さくするように、第1入力端子59がLレ
ベルの時は、PWM1・OUTのDUTYを大きくする
ように制御するようになっている。即ち、第1入力端子
59の値は、DFF60によりCMP・CLK1(具体
的にはPM10F0の立ち上がり)に同期してサンプリ
ングされ、その出力がHレベルの時にはDFF60の出
力端子Qの出力がHレベルとなり、Lレベルの時には出
力端子Qの出力にLレベルがサンプリングされる。
【0063】そして、DFF60の出力端子Qの出力が
Hレベルの時は、各ゲート61〜64により、信号PM
1ONSがHレベルになるタイミングでバッファ69が
選択されスルーとなり、バッファ70がハイインピーダ
ンス状態となる。逆にDFF60の出力端子Qの出力が
Lレベルの時には、各ゲート61〜64により、信号P
M1ONSがHレベルになるタイミングでバッファ70
が選択されスルーとなり、バッファ69がハイインピー
ダンス状態となる。
【0064】即ち、DUTYを増やす時には、ラッチ1
01の「01H」が書き込まれたレジスタの値と図8の
DUTY設定レジスタ80の和を取り、それを再びDU
TY設定レジスタ80に書き込み、DUTY設定レジス
タ80の値を「1」増やすように制御される。また、D
UTYを減らす時には、ラッチ101の「FFH」が書
き込まれたレジスタ値と、DUTY設定レジスタ80の
和を取り、それを再びDUTY設定レジスタ80に書き
込み、DUTY設定レジスタ80の値を「1」減らすよ
うに制御される。
【0065】同様に、PWM2・OUTのDUTYの制
御は、第2入力端子65がHレベルの時には、PWM2
・OUTのDUTYを小さくするように、Lレベルの時
には、PWM2・OUTのDUTYを大きくするように
制御するようになっている。尚、第2入力端子65の値
は、DFF66によりCPM・CLK2(具体的には、
PM20F0の立ち上がり)に同期してサンプリングさ
れ、その出力がHレベルの時にはDFF66の出力端子
Qの出力がHレベルとなり、Lレベルの時は出力端子Q
にLレベルがサンプリングされる。そして、DFF66
の出力端子Qの出力がHレベルの時は、各ゲート61〜
64により、PM2ONSの信号がHレベルになるタイ
ミングでバッファ70が選択されスルーとなり、同時に
バッファ69はハイインピーダンス状態となる。即ち、
DUTYを増やす時には、ラッチ101の「01H」が
書き込まれたレジスタの値とチャンネル2のDUTY設
定レジスタの値との和を取り、それを再びチャンネル2
のDUTY設定レジスタに書き込み、チャンネル2のD
UTY設定レジスタの値を「1」増やすように制御され
る。また、DUTYを減らす時には、ラッチ100の
「FFH」の書き込まれたレジスタの値とチャンネル2
のDUTY設定レジスタの値との和を取り、それを再び
チャンネル2のDUTY設定レジスタに書き込み、チャ
ンネル2のDUTY設定レジスタの値を「1」減らすよ
うに制御される。
【0066】次に、DUTYの最大値リミッタの制御の
タイミングについて、図5〜図8に基づき説明する。こ
の制御も図7のディジタルコンパレータ50の一致の生
じない、PWM信号がオフタイム(Lレベルにおけるタ
イミング)のタイミングを利用しており、具体的には、
信号PM1OFS、PM2OFSのタイミングでアダー
34を利用して演算している。
【0067】PWM1・OUTの場合、PM1OFSの
タイミングで、DUTY設定レジスタ80の値とバッフ
ァ86の出力値がアダー34で加算され、その結果にキ
ャリーがあれば、Dラッチ55に「1」がセットされ
る。尚、そのラッチタイミングは、PM1OFSとTS
ET信号が2入力ANDゲート57を通じてDラッチ5
5のL入力端子に与えられ、そのL入力端子信号が
「1」のとき該Dラッチ55の出力端子Qの出力にアダ
ンのキャリー出力の信号をスルーにする。そして、L入
力端子が「0」となって前記アダンのキャリーがラッチ
される。この後、PWM信号周期DUTY決定回路30
において、上述したように出力データの処理が行われ
る。
【0068】PWM2・OUTの場合、PM20FSの
タイミングでチャンネル2におけるDUTY設定レジス
タの値とバッファとの出力値がアダー34で加算され、
その結果にキャリーがあれば、Dラッチ56に「1」が
セットされる。尚、そのラッチタイミングは、PM2O
FSとTSET信号が2入力ANDゲート57を通じて
Dラッチ56のL入力端子に与えられ、そのL入力端子
信号が「1」のとき、該Dラッチ56の出力端子Qの出
力にアダーのキャリー出力の信号をスルーにする。この
後、PWM周期DUTY決定回路30において、上述し
たように出力データの処理が行われる。
【0069】尚、以上の動作タイミングを得るためのタ
イミング信号を生成するのがタイミング信号生成回路7
4である。この回路74は、基本クロック信号入力端子
78に基本クロック信号が与えられ、それの2分周回路
76で分周された信号が、フリーランカウンタ48のク
ロック信号入力端子に出力される。また、基本クロック
をディレー回路77で遅延された信号がTSET信号と
して出力され、それをインバータ75で反転した信号が
TSETバーとして使用される。それ以外の全てのタイ
ミングは、これらの信号と、PWM1・OUT及びPW
M2・OUTの信号を用いて、タイミング信号生成回路
74内でディジタル微分の手法で容易に生成できる。
【0070】尚、ここでの第1及び第2のコンパレータ
の比較結果の入力端子59,65が、図1の端子7に相
当する。また、U/DSTOP端子79がLレベルの
時、PWM信号の出力DUTYは、DUTY設定レジス
タ80の値を変更できないため変化せず一定となるもの
であり、このU/DSTOP端子79が図1の端子9に
相当する。なお、この端子9をLに設定し続けることに
よって、容易にPWM信号を、周波数、DUTY固定と
することができる。
【0071】(第2実施例)次に、本発明の第2実施例
を図13に基づき説明する。図13は、本発明の第2実
施例に係る電源制御回路の構成を示すブロック図であ
る。
【0072】図13は、図1の電源制御回路の出力か
ら、第2の電源を生成するため、図1に用いた制御回路
と同様の電源制御回路を図1の回路図に付加して構成し
たものである。そこで、図1での制御回路と同じ動作お
よび制御をするものには、同じ符号に「−2」を付加し
て等価性を示し、各々の機能の説明は省略する。
【0073】図13中、1−2はコンパレータで、その
出力端子2−2がCPU3の入力端子4−2に接続され
ると同時に、PWM回路6−2のU/D制御信号入力端
子7−2に接続されている。PWM回路6−2のPWM
信号出力端子11−2は301の抵抗R1の一端に接続
され、その他端は、エミッタが接地されているNPNト
ランジスタ302のベースに接続されている。
【0074】NPNトランジスタ302のコレクタは、
負荷抵抗(R2)303に接続され、負荷抵抗(R2)
303の他端は、他端が接地されている抵抗(R4)3
05の一端と、他端がVOUTに接続されている抵抗
(R3)304一端に接続し、さらに、他端が接地され
ているコンデンサ(C1)306のC1の一端に接続さ
れ、さらに、フィルター回路307の入力端子308と
フィルター回路15−2の入力端子と16−2にそれぞ
れ接続されている。
【0075】フィルター回路307の出力は、第2の電
源出力端子309のVOUT2端子に接続されている。
また、フィルター回路15−2の出力端子17−2は、
コンパレータ1−2の(−)入力端子に接続している。
コンパレータ1−2の(+)信号入力端子19−2は、
デジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器2
0−2の(+)電位のアナログ信号出力端子21−2に
接続されている。D/A変換器20−2のデジタル信号
入力端子22−2はCPU3の8ビットの信号出力端子
23−2にバスライン24−2を介して接続されてい
る。
【0076】また、D/A変換器20−2の基準電圧端
子25−2は接地されている。
【0077】また、信号ライン28を通して、選択する
レジスタのアドレス信号とそのレジスタのフラグの選択
信号がCPU3からPWM回路6−2に送出される構成
になっている。また、上記選択されたアドレスにデータ
を転送するバス35が、CPU3とPWM回路6−2間
に接続されている。
【0078】次に、動作について説明する。
【0079】これは、上述の第1実施例で安定化され出
力される電源出力VOUTから、新たな安定化電圧VO
UT2の安定化された電源を作る回路で、第1実施例の
動作は第1実施例で説明ずみのため省略し、新たに追加
された回路の動作について説明し、さらに全体動作につ
いて説明する。
【0080】フィルター回路307の入力端子308に
入る電圧は、VOUTを抵抗(R3)304と抵抗(R
4)305で分圧し、その電圧C1で平滑したものを、
トランジスタ302でスイッチングし、抵抗(R2)3
03を介して放電するように制御することで生成され
る。そのような構成になっているため、フィルター回路
307の入力端子308に入力さる電圧はフィルター回
路15−2、コンパレータ1−2の+入力端子を介して
PWM回路6−2の信号入力端子7−2にフィードバッ
クすることにより、フィードバック制御がかかる。即
ち、あらかじめ、CPU3がD/A変換器20−2にあ
らかじめ、制御したい電圧情報のデジタル値信号ライン
を24−2を通じセットしておくと同時に、信号ライン
28でPWMの設定レジスタをセレクトし、必要な情報
を信号ライン35を通じてレジスタ80,81,82に
相当するレジスタにセットしておく。そして、フィルタ
ー回路307の入力端子308の電圧がフィルター回路
15−2を通じてコンパレータ1−2の(−)信号入力
端子18−2に入力される電圧が(+)信号入力端子1
9−2に入力される電圧より下がると、出力端子2−2
がHとなり、PWM回路6−2のデューティーが増加
し、トランジスタ302がオンとなる率が多くなりフィ
ルター回路307の入力端子308の電圧は減少する。
また、この入力端子308の電圧がフィルター回路15
−2を通じてコンパレータ1−2の(−)信号入力端子
18−2に入力される電圧が(+)信号入力端子19−
2に入力される電圧より上がると、出力端子2−2がL
となり、PWM回路6−2のデューティーが減少し、ト
ランジスタ302がオンとなる率が少なくなり入力端子
308の電圧は減少し、フィードバック制御が実行され
る。そして、この入力端子308に入力される電圧がフ
ィルター回路307ので整流され、安定化された電圧V
OUT2を得ることができる。このような電源の場合に
は特に、制御中に制御のU/Dに関するCPU3の介在
は必要とせずとも、安定な制御ができる。
【0081】ただし、このような電源制御方式において
は必ず、2つ以上のPWM生成回路が必要となり、本実
施例におけるPWM回路6−2は、第1実施例で未使用
だったPWM回路部分(図12に図示した部分)を用い
ることにより、第1実施例のPWM回路とカウンタやコ
ンパレータ、アダー部分を共用が可能なことから、非常
にコンパクトに安価な制御の自由度の高い複数のPWM
による電源制御回路を実現できる。なお図1の電源回路
12に相当するものが、図13では、12と12−2で
ある。また、12−2は抵抗301,303及びトラン
ジスタ302で構成されている。
【0082】また、この場合、PMW回路6−2の端子
11−2がPWM2OUTに対応し、端子7−2が入力
端子65、信号ライン28,35,40は第1実施例の
PWM回路6と共通ラインとなる。
【0083】また、U/DSTOP1端子79に相当す
るU/DSTOP2端子は内部でHレベルに接地するよ
うCPUが制御すればよい。
【0084】また、図13の電源で、VOUTの電圧
が、安定化されている必要のない場合にはCPU3は信
号出力端子8をHに設定し、CPU3の第1出力端子5
からに出力されるPWMの信号デューティーを固定する
ことも可能である。
【0085】また、第1実施例の電源部分の制御も、信
号ライン27の出力をHレベルとし、第1の出力端子5
をHインピーダンス状態とし、第2の出力端子8の出力
をLレベルにして、CPU3による制御の介在をD/A
変換器20及び20−2の設定電圧のみにするPWMに
よるフィードバック制御も可能である。
【0086】また、第1実施例の電源部分の制御は、第
1実施例のようにCPU3が介在し、またVOUT2の
電圧制御の方も、コンパレータ1−2の出力端子2−2
から出力される比較結果をCPU3がサンプリングし、
その制御状態を見ながら、制御を変更することも可能で
ある。具体的には電源の立ち上げ時等に、D/A変換器
20及び20−2のデジタルデータを逐次変更しなが
ら、目的の電圧値に設定する場合、設定の変更をコンパ
レータ1−2の出力端子2−2の出力をCPU3が観測
し、その安定条件(Hレベルの変化等の情報)を検出し
たら、D/A変換器20及び20−2のデジタルデータ
をその都度変更することも可能である。
【0087】
【発明の効果】以上のように、本発明の電源制御回路に
よれば、駆動周波数の設定可変なデジタルPWM回路を
備え、該PWM回路は、PWMのオン幅、オフ幅の制御
をPWM信号一周期生成毎に一回、コンパレータの比較
結果に応じて最小単位幅で変更するように動作すること
を特徴し、少なくとも前記PWMはオン幅、オフ幅の制
御をCPUでも実施可能で、該CPUは、コンパレータ
出力を判定しその結果に応じて演算し、上記PWMの制
御を可能としたので、CPU制御が必要のない場合に
は、ハード回路のみで容易に電源制御が可能であると共
に、電源制御方式の変更によっても、U/D制御が容易
にCPUによる演算によって可能となるメリットがあ
る。
【0088】さらに、上記PWM回路は、PWMのオン
幅、オフ幅の増加、減少の制御機能およびオン幅、オフ
幅の増加、減少の停止機能を有し、前記追加機能がPW
Mのオン幅、オフ幅の最小単位の変更より優先されるよ
う動作するので、トランスの駆動条件の変更に伴い、必
要となる複雑な制御もCPUによって実施可能となる。
また、上記構成のため、PWM信号のデューティーの可
変も停止することができるため、固定のPWM信号が必
要な制御への応用も容易となる。さらに、シーケンス条
件によって、CPUで制御を容易に切り替えることがで
きるため、電源の制御条件に応じて自由な最適制御が実
現でき、特に、電源立ち上げのような場合には上記オン
幅、オフ幅の増加、減少の停止機能によって、電圧の立
ち上がりスピードを遅くし、オーバーシュートを発生し
ないようにできる利点がある。
【0089】又、PWM回路を工夫したので安価にでき
る利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る電源制御回路の構成
を示すブロック図である。
【図2】同装置におけるCPUの基本的な制御動作を示
すフローチャートである。
【図3】同装置におけるCPUのフライバックトランス
を用いた場合の制御動作を示すフローチャートである。
【図4】同装置における信号のタイミングを示すタイム
チャートである。
【図5】同装置におけるPWM回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【図6】同装置におけるPWM回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【図7】同装置におけるPWM回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【図8】同PWM回路におけるPWM周期DUTY決定
回路の構成を示すブロック図である。
【図9】同PWM信号データ出力回路の出力データに対
するPWM信号の出力状態を示すタイムチャートであ
る。
【図10】同PWM回路の動作の基本タイミングを示す
タイムチャートである。
【図11】同装置におけるPWM1・OUTに関する処
理手順を示すフローチャートである。
【図12】同PWM回路における第2実施例に係るPW
M周期DUTY決定回路の構成を示すブロック図であ
る。
【図13】本発明の第2実施例に係る電源制御回路の構
成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 コンパレータ 3 CPU(中央演算処理装置) 6 PWM回路(パルス幅変調回路)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一個または複数のデジタルPWM回路を
    備え、当該PWM回路は、PWMのオン幅、オフ幅の制
    御をPWM信号一周期生成毎に一回、コンパレータの比
    較結果に応じて最小単位幅で変更するように動作するこ
    とを特徴とし、少なくとも前記PWM回路のうち1ヶの
    PWM回路はオン幅、オフ幅の制御をCPUでも実施可
    能で、該CPUは、コンパレータ出力を判定し、その結
    果に応じて演算し、上記PWMの制御を可能としたこと
    を特徴とする電源制御回路。
  2. 【請求項2】 前記コンパレータは、電源回路の制御出
    力側の電圧をフィルタを介して取り出した電圧と予め設
    定された所定電圧とを比較し、前記PWM回路は、前記
    コンパレータの出力信号に基づいてPWM信号のパルス
    幅を増減し、前記電源回路は、前記PWM回路からのP
    WM信号に応じて前記制御出力および出力電圧を増減
    し、前記コンパレータとPWM回路と電源回路とがルー
    プ状に接続されていることを特徴とする請求項1記載の
    電源制御回路。
  3. 【請求項3】 上記PWM回路は、PWMのオン幅、オ
    フ幅の増加、減少の制御機能およびオン幅、オフ幅の増
    加、減少の停止機能を有し、前記追加機能が、前記PW
    Mのオン幅、オフ幅の最小単位の変更より優先されるこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の電源制御回路。
  4. 【請求項4】 上記CPUは、他の電源制御情報をも加
    えて電源制御することを特徴とする請求項1,2または
    3記載の電源制御回路。
  5. 【請求項5】 前記PWM回路は、アダーの演算で生成
    されることを特徴とし、前記CPUは、その生成される
    PWM信号の周期とデューティーMAX値を決めるレジ
    スタ値を書換え可能で、その周期データは、特定の値の
    みを用いることで特定の周波数の周波数固定のPWM信
    号を得られるように構成したことを特徴とする請求項1
    〜3または4記載の電源制御回路。
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