DE60306801T2 - Vorrichtung und verfahren zur bereitstellung pulsbreitenmodulation - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur bereitstellung pulsbreitenmodulation Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Schaltenergieversorgungsschaltkreise und insbesondere Pulsbreitenmodulationssysteme zur Verwendung in Schaltenergieversorgungsschaltkreisen.
  • 2. Hintergrund der Erfindung
  • Schaltenergieversorgungsschaltkreise werden allgemein verwendet, um eine eingehende AC- oder DC-Spannung oder -Strom in einen unterschiedlichen AC- oder DC-Spannungs- oder -Stromausgang umzuwandeln. Solche Schaltkreise enthalten typischerweise eine oder mehrere Schaltvorrichtungen (zum Beispiel MOSFETs) und passive Bauteile (zum Beispiel Induktivitäten, Kondensatoren), um Energie von der Eingangsquelle auf den Ausgang zu wandeln. Es ist bekannt, eine Pulsbreitenmodulationsvorrichtung zu verwenden, um die Schaltvorrichtungen mit einer gewünschten Frequenz ein- und auszuschalten. Die Pulsbreitenmodulationsvorrichtung reguliert die Ausgangsspannung, den Strom oder die Leistung, die oder der von dem Schaltenergieversorgungsschaltkreis geliefert wird, in dem der Taktzyklus geändert wird, der an die Schaltvorrichtungen angelegt wird.
  • Pulsbreitenmodulationsvorrichtung wie diese schaffen ein einfaches und dennoch effektives Werkzeug zur Bereitstellung von pulsbreitenmodulierten Signalen mit relativ präzisen Dauern und Taktzyklen und werden in einer Unzahl von Anwendungen verwendet, beispielsweise Spannungsreglermodulen, DC/DC-Wandlern und anderen elektronischen Vorrichtungen. Um die Integration zusammen mit digitalen Steuersystemen zu vereinfachen, wurden digital gesteuerte Pulsbreitenmodulationssysteme entwickelt. Diese digital gesteuerten Pulsbreitenmodulationssysteme werden in unterschiedlichen Formen implementiert, einschließlich als Zähler mit einer Hochfrequenz-Taktversorgung, Ringoszillatoren mit einem Multiplexer und in Nachschlagtabellen.
  • Da die gewünschte Auflösung von pulsbreitenmodulierten Signalen fortfährt, anzusteigen, hat sich gezeigt, dass vorhandene digital gesteuerte Pulsbreitenmodulationssysteme in mancherlei Hinsicht unbefriedigend sind. Beispielsweise können pulsbreitenmodulierte Signale hoher Auflösung, die von den digital gesteuerten Pulsbreitenmodulationssystemen geliefert werden, Wellenform-Diskontinuitäten enthalten und können zu Rauschen und Schwingungs-Unterharmonischen führen. Erhöhte Auflösung entspricht üblicherweise auch sehr hohen Schwingungsfrequenzen, welche einen Gigazyklus übersteigen.
  • Die Druckschrift EP 0875994 zeigt einen digitalen Pulsbreitenmodulator mit Dither, um die Rauscherzeugung zu verringern. Die Veröffentlichung von Peterchev A. V. und Sanders, S. R. „Quantization resolution and limit cycling in digitally controlled PWR converters" diskutiert die Verwendung eines digitalen Dithers als Mittel zur Erhöhung der Auflösung.
  • Angesichts des Voranstehenden kann davon ausgegangen werden, dass eine Notwendigkeit für ein verbessertes pulsbreitenmodulationssystem besteht, welches die genannten Hindernisse und Mängel von momentan verfügbaren Pulsbreitenmodulationssystemen beseitigt. Insbesondere besteht eine Notwendigkeit für ein hochauflösendes Pulsbreitenmodulationssystem zur Verwendung in Schaltenergieversorgungsschaltkreisen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist auf ein Pulsbreitenmodulationssystem gerichtet, welches ein Steuersignal zu empfangen vermag und ein pulsbreitenmoduliertes Signal hoher Auflösung mit einem bestimmten durchschnittlichen Taktzyklus bereitzustellen vermag.
  • Das Pulsbreitenmodulationssystem enthält einen Zeitgeberschaltkreis, einen Dither-Schaltkreis und einen Signalgenerator. Der Zeitgeberschaltkreis vermag eines oder mehrere Zeitgebersignale für das Pulsbreitenmodulationssystem bereitzustellen. Jedes der Zeitgebersignale kann eine Zeitgeberimpuls gemäß einer vorbestimmten Sequenz während eines jeden Zeitgeberzyklus des Zeitgeberschaltkreises bereitstellen. Der Dither-Schaltkreis vermag das Steuersignal zu empfangen und ein modifiziertes Steuersignal bereitzustellen. Bei Empfang des modifizierten Steuersignals und der Mehrzahl von Zeitgebersignalen vermag der Signalgenerator das pulsbreitenmodulierte Signal mit einem Taktzyklus bereitzustellen, welches, wenn es über eine Mehrzahl von Zeitgeberzyklen hinweg gemittelt wird, annähernd gleich dem vorbestimmten durchschnittlichen Taktzyklus ist.
  • Wenn das Steuersignal beispielsweise ein (m+n)-Bit binäres Wort aufweist, kann das Pulsbreitenmodulationssystem so gestaltet werden, dass es das pulsbreitenmodulierte Signal mit einem vorbestimmten durchschnittlichen Taktzyklus mit einer Auf lösung von im Wesentlichen 2-(m+n) bereitstellen kann. Der Zeitgeberschaltkreis ist dafür ausgelegt, 2m Zeitgebersignale bereitzustellen und der Dither-Schaltkreis ist dafür ausgelegt, das Steuersignal derart zu dithern, dass das modifizierte Steuersignal eine Serie von bis zu 2n m-Bit binären Wörtern ist. Der Signalgenerator ist dafür ausgelegt, die 2m Zeitgebersignale und die Serie von 2n m-Bit binären Wörtern des modifizierten Steuersignals zu empfangen und das pulsbreitenmodulierte Signal zu liefern. Wenn der Taktzyklus des pulsbreitenmodulierten Signals über ein Maximum von 2n Zeitgeberzyklen gemittelt wird, ist der gemittelte Taktzyklus annähernd gleich dem vorbestimmten gemittelten Taktzyklus. Die Kombination des Dither-Schaltkreises und Signalgenerators kann die höchstmögliche Dither-Frequenz liefern, sodass das System die niederfrequenten Komponenten im Spektrum des pulsbreitenmodulierten Systems vermeidet. Im Ergebnis ist die vorliegende Erfindung ideal für Leistungsanwendungen geeignet, beispielsweise Schaltenergieversorgungsschaltkreisen, um niederfrequentes Rauschen am Ausgang zu verringern.
  • Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich unter Berücksichtigung der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Pulsbreitenmodulationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 2A zeigt eine Ausführungsform eines Zeitgeberschaltkreises zur Bereitstellung der Zeitgebersignale.
  • 2B ist ein erläuterndes Zeitdiagramm von internen Zeitgebersignalen, die vom Zeitgeberschaltkreis von 2A geliefert werden.
  • 3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Dither-Schaltkreises für das Pulsbreitenmodulationssystem von 1.
  • 4A zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Signalgenerators für das Pulsbreitenmodulationssystem von 1.
  • 4B ist eine erläuterndes Zeitdiagramm eines pulsbreitenmodulierten Signals, das vom Signalgenerator von 4A geliefert wird.
  • 5 zeigt eine andere exemplarische Ausführungsform des Signalgenerators von 1.
  • 6 zeigt ein Spannungsreglermodul, welches eine beispielhafte Ausführungsform des Pulsbreitenmodulationssystems der vorliegenden Erfindung enthält.
  • Es sei festzuhalten, dass die Figuren nicht maßstäblich gezeichnet sind und dass Elemente mit ähnlichen Aufbauten oder Funktionen für gewöhnlich mit gleichen Bezugszeichen für Darstellungszwecke in allen Figuren bezeichnet sind. Es sei auch festzuhalten, dass die Figuren nur die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erleichtern sollen. Die Figuren beschreiben nicht jeden Aspekt der vorliegenden Erfindung und schränken den Umfang der Erfindung nicht ein.
  • DETAILIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Da momentane Pulsbreitenmodulationssysteme sehr hochfrequente Oszillatoren benötigen und sie empfindlich für Rauschen und Oszillator-Unterharmonische oder für beides sind, kann ein Pulsbreitenmodulationssystem, welches verbesserte digitale Steuerschemata verwendet, um pulsbreitenmodulierte Signale hoher Auflösung zu schaffen, viel besser den Wünschen entsprechen und kann eine Basis für einen großen Bereich elektronischer Anwendungen, beispielsweise Spannungsreglermodulen und Leistungssystemen liefern. Dieses Ergebnis kann durch eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Pulsbreitenmodulationssystems 100 gemäß 1 erreicht werden.
  • Das Pulsbreitenmodulationssystem 100 kann ein Steuersignal 520 über einen Steuerbus 510 empfangen und ein pulsbreitenmoduliertes Signal 420 hoher Auflösung über einen Signalanschluss 410 übertragen. Das Steuersignal 520 kann jeden Typ von Steuersignal umfassen und in einer bevorzugten Ausführungsform ist das Steuersignal 520 ein digitales Steuersignal, welches ein binäres Wort mit einer bestimmten Anzahl von Bits enthält, beispielsweise ein binäres Wort von (m+n)-Bit. Die Dezimalzahlen m und n können jeweils irgendeine positive reale ganze Zahl sein. Die das (m+n)-Bit binäre Wort aufweisenden Bits des Steuersignals 520 können dem Pulsbreitenmodulationssystem 100 auf jede Weise übertragen werden, einschließlich über eine serielle oder parallele Datenübertragung. Bei Empfang des Steuersignals 520 überträgt das Pulsbreitenmodulationssystem 100 das pulsbreitenmodulierte Signal 420. Wie nachfolgend noch näher beschrieben werden wird, hat, wenn das Steuersignal 520 das (m+n)-Bit binäre Wort enthält, das pulsbreitenmodulierte Signal 420 einen durchschnittlichen Taktzyklus mit einer Auflösung von im Wesentlichen 2-(m+n). Folglich ist der durchschnittliche Taktzyklus des pulsbreitenmodulierten Signals 420 gleich einem Quotienten eines Dezimaläquivalenten des (m+n)-Bit binären Worts und der (m+n)-ten Potenz von 2, wie in Gleichung 1 gezeigt:
    Figure 00050001
  • Steuer Signal 10 ist das Dezimaläquivalent des (m+n)-Bit binären Worts des Steuersignals 520. Wenn beispielsweise m = 2 und n = 1, kann das Steuersignal 520 das 3-Bit binäre Wort 1012 sein. Da in diesem Beispiel das 3-Bit binäre Wort 1012 äquivalent zur Dezimalziffer 510 ist, liefert das Pulsbreitenmodulationssystem 100 das sich ergebende pulsbreitenmodulierte Signal 420 mit dem durchschnittlichen Taktzyklus, der im Wesentlichen gleich ((5/2(2+1))·100%) oder 62,5% ist.
  • Das Pulsbreitenmodulationssystem 100 kann auf jede Weise vorgesehen werden, beispielsweise mit einem oder mehreren integrierten Bestandteilen und/oder diskreten Bestandteilen. In der beispielhaften Ausführungsform von 1 enthält das Pulsbreitenmodulationssystem 100 einen Zeitgeberschaltkreis 200, einen Dither-Schaltkreis 300 und einen Signalgenerator 400. Allgemein gesagt, der Dither-Schaltkreis 300 empfängt und dithert ein Steuersignal 520 zur Erzeugung eines modifizierten Steuersignals 320, das dem Signalgenerator 400 übermittelt wird. Der Zeitgeberschaltkreis 200 erzeugt und überträgt ein Zeitgebersignal oder Signale an den Dither-Schaltkreis 300 und den Signalgenerator 400. Bei Empfang des modifizierten Steuersignals und des Zeitgebersignals erzeugt der Signalgenerator ein pulsbreitenmoduliertes Signal 420 hoher Auflösung.
  • Wie oben beschrieben, liefert der Zeitgeberschaltkreis 200 eines oder mehrere Zeitgebersignale für das Pulsbreitenmodulationssystem 100 über einen Zeitgeberpuls 210. Der Typ von Zeitgebersignalen, der von dem Zeitgeberschaltkreis 200 geliefert wird, kann auf dem Steuersignal 520 basieren. Wenn beispielsweise das Steuersignal 520 das (m+n)-Bit binäre Wort aufweist, kann der Zeitgeberschaltkreis 200 2m Zeitgebersignale D[0...2m-1 ] liefern. Eine beispielhafte Ausführungsform des Zeitgeberschaltkreises 200 ist in 2A als Zeitgeberschaltkreis 200' gezeigt. Der Zeitgeberschaltkreis 200' enthält einen Ringoszillator 220 zum Tragen eines Ringoszillatorsignals. Der Ringoszillator 220 kann eine digitale Verzögerungsleitung 230 enthalten, die eine Anzahl von Verzögerungselementen 240 enthält. Wie in 2A gezeigt, können die Verzögerungselemente 240 nichtinvertierende Verzögerungselemente sein. Der Zeitgeberschaltkreis 200' kann auch mit einem Verzögerungsbus oder Zeitgeberbus 210, der die 2m Zeitgebersignale D[0...2m-1] führt, enthalten oder hiermit verbunden sein. Wie nachfolgend beschrieben wird, werden die positiven und negativen Steigungen von zwei benachbarten Zeitgebersignalen um die Zeit td verzögert. Diese Verzögerung td wird von den Verzögerungselementen 240 der digitalen Verzögerungsleitung 230 geliefert. Da es 2m Zeitgebersignale gibt, enthält die Verzögerungsleitung 230 bevorzugt 2m-1-1 Verzögerungselemente 240 und eine invertierendes Verzögerungselement 250 in Serienschaltung, wobei jedes Verzögerungselement 240 ein Eingangssignal 245a zu empfangen vermag und dieses Eingangssignal 245a um td zu verzögern vermag, um ein Ausgangssignal 245b zu erzeugen. Die Ausgangssignale 245b können dann als Zeitgebersignale D[0...2m-1] über Schnittstellenblöcke 270a und 270b dem Zeitgeberbus 210 und dem nächsten Verzögerungselement 240 in der Verzögerungsleitung 230 zugeführt werden. Folglich pflanzt sich in der digitalen Verzögerungsleitung 230 der Ringoszillator durch aufeinanderfolgende Verzögerungselemente 240 fort, um eine Serie von Zeitgebersignalen D[0...2m-1 ] zu erzeugen, wobei jedes Zeitgebersignal um eine Zeit td gegenüber dem vorhergehenden Zeitgebersignal verzögert ist. Wie nachfolgend erläutert wird, ist der Zeitgeberzyklus TC des Zeitgeberschaltkreises 200' gleich dem zweifachen der Gesamtverzögerung, die von der Verzögerungsleitung 203 auferlegt wird.
  • Der Zeitgeberschaltkreis 200' kann Schnittstellenblöcke 270a und 270b enthalten, um niedrigimpedante Ausgänge für die Verzögerungsleitung 230 zu liefern. In der beispielhaften Ausführungsform von 2A ist der Schnittstellenblock 270a ein nichtinvertierender Block, der nichtinvertierende Elemente 280a enthält, um die erste Hälfte des Zeitgeberbusses 210 zu erzeugen und der Schnittstellenblock 270b ist ein invertierende Block, der invertierende Elemente 280b enthält, um die zweite Hälfte des Zeitgeberbusses 210 zu erzeugen. Der Zeitgeberschaltkreis 200' kann auch einen Rückkopplungsinverter 250 enthalten, um den Ring des Ringoszillators 220 zu schließen. Der Rückkopplungsinverter 250 liefert bevorzugt die gleiche Verzögerung td wie das Verzögerungselement 240.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform der Zeitgebersignale D[0...2m-1], die von dem Zeitgeberschaltkreis 200' erzeugt werden, ist in dem Zeitdiagramm von 2B gezeigt. Jedes der Zeitgebersignale D[0...2m-1 ] ist eine Serie von Spannungs- oder Stromimpulsen P mit gleichförmiger Pulsbreite. Jeder der Zeitgebersignale D[0...2m-1] liefert einen Puls P gemäß einer vorbestimmten Sequenz während eines jeden Zeitgeberzyklus TC des Zeitgeberschaltkreises 200. Der Zeitgeberzyklus TC beträgt im Wesentlichen 2m-Perioden von td. Die Breite eines jeden Pulses P beträgt im Wesentlichen 2m-1-1 Perioden von td. Aufeinanderfolgende Zeitgebersignale D[0...2m-1 ] initiieren einen Impuls P pro Zeit, da die positiven (und negativen) Steigungen zweier auf einanderfolgender Zeitgebersignale um die Verzögerung td verzögert sind. Folglich ist die Zeit zwischen den steigenden oder positiven Flanken irgendwelcher zweier aufeinanderfolgender Signale die Zeit td. Wie oben beschrieben, wird diese Verzögerung von der digitalen Verzögerungsleitung 230 geliefert. Beispielsweise liefert das Zeitgebersignal D0 einen Puls P zur Zeit t = 0 und dann liefert das Zeitgebersignal D1 einen Puls P zu einer Zeit t = td etc., bis das Zeitgebersignal D0 wieder einen Puls P zur Zeit 2m·T liefert. Zur Zeit 2m·T tritt der Zeitgeberschaltkreis 200 in einen anderen Zeitgeberzyklus TC ein und die Zeitgebersignale D[0...2m-1] liefern wieder die Pulse P, wobei sich die bestimmte Sequenz gemäß obiger Beschreibung im Wesentlichen wiederholt. Die Zeitgebersignale D[0...2m-1] fahren fort, die bestimmte Sequenz von Pulsen P für jeden aufeinanderfolgenden Zeitgeberzyklus TC zu wiederholen.
  • Wie oben beschrieben, vermag der Dither-Schaltkreis 300 das Steuersignal 520, z.B. das (m+n)-Bit Wort des Steuersignals zu empfangen und ein modifiziertes Steuersignal 320 zu liefern. Bevorzugt ist der Dither-Schaltkreis 300 ein (m+n)-Bit-zu-m-Bit-Dither-Schaltkreis und ist dafür ausgelegt, das (m+n)-Bit binäre Wort des Steuersignals 520 zu dithern, um das modifizierte Steuersignal 320 als eine vorbestimmte Serie von bis zu 2n m-Bit binären Wörtern zu bilden. Obgleich das Pulsbreitenmodulationssystem 100 so ausgelegt werden kann, das es ohne den Dither-Schaltkreis 300 arbeitet, so dass das (m+n)-Bit binäre Wort des Steuersignals 520 im Wesentlichen direkt dem Signalgenerator 400 übermittelt wird, enthält das Pulsbreitenmodulationssystem 100 bevorzugt den Dither-Schaltkreis 300 um die Anzahl von Zeitgebersignalen D[0...2m-1], die vom Zeitgeberschaltkreis 200 geliefert werden, von 2(m+n) auf 2m zu verringern. Was das Pulsbreitenmodulationssystem 100 zur Lieferung des pulsbreitenmodulierten Signals 420 mit dem durchschnittlichen Taktzyklus mit einer Auflösung von im Wesentlichen 2-(m+n) betrifft, können die 2n m-Bit binären Wörter des modifizierten Steuersignals 320 im Wesentlichen gleichförmig verbleiben oder können sich für jedes vorgewählte (m+n)-Bit binäre Wort des Steuersignals 520 auf eine Weise ändern, welche nachfolgend noch näher erläutert wird. Wenn über im Wesentlichen 2n Zeitgeberzyklen TC gemessen, ist der durchschnittliche Taktzyklus des pulsbreitenmodulierten Signals 420 im Wesentlichen gleich dem erwarteten Taktzyklus gemäß der Gleichung 1.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform des Dither-Schaltkreises 300 ist in 3 gezeigt. Der Dither-Schaltkreis 300' enthält einen m-Bit Addiererschaltkreis 330 und einen Phasenakkumulator bestehend aus einem n-Bit Addiererschaltkreis 340 und einen Verzögerungsschaltkreis 350. Der n-Bit Addiererschaltkreis 340 enthält Eingangsoperandenanschlüsse A und B, einen Ausgangssummenanschluss Q und einen Übertrag-Anschluss C. Der n-Bit Addiererschaltkreis 340 empfängt zwei n-Bit binäre Wörter über die Eingangsoperandenanschlüsse A und B und liefert eine n-Bit binäre Summe der n-Bit binären Wörter über den Ausgangssummenanschluss Q. Der Übertrag-Anschluss C des n-Bit Addiererschaltkreises 340 liefert ein Carry-Bit von der n-Bit binären Summe.
  • Der m-Bit-Addiererschaltkreis 330 enthält Eingangsoperandenanschlüsse A, wenigstens einen Eingangsoperandenanschluss B und Ausgangssummenanschlüsse Q. Der m-Bit-Addiererschaltkreis 330 empfängt ein m-Bit binäres Wort über die Eingangsoperandenanschlüsse A und ein zweite binäres Wort von wenigstens einem Bit über den Eingangsoperandenanschluss B und liefert eine m-Bit binäre Summe des m-Bit- binären Wortes und des zweiten binären Wortes über die Ausgangssummenanschlüsse Q. Der Verzögerungsschaltkreis 350 kann jede Art von Register oder Verzögerungsschaltkreis sein und ist bevorzugt ein n-Bit-Verzögerungsschaltkreis. Die Eingangsanschlüsse D des Verzögerungsschaltkreises 350 können ein n-Bit binäres Wort empfangen, welches den Ausgangsanschlüssen Y des Verzögerungsschaltkreises 350 übertragen wird, wenn ein geeignetes Signal am Taktanschluss CLK empfangen wird.
  • Der Eingangsoperandenanschluss A des m-Bit Addiererschaltkreises 330 und der Eingangsoperandenanschluss A des n-Bit Addiererschaltkreises 340 sind jeweils mit dem Steuerbus 510 verbunden. Der Eingangsoperandenanschluss A des m-Bit Addiererschaltkreises 330 empfängt die m-Bits höchsten Stellenwerts (MSBs) des (m+n)-Bit binären Worts des Steuersignals 520 und der Eingangsoperandenanschluss des n-Bit Addiererschaltkreises 350 empfängt die n-Bits des geringsten Stellenwerts (LSBs) des (m+n)-Bit binären Worts. Der Übertrag-Anschluss C des n-Bit Addiererschaltkreises 340 ist mit dem Eingangsoperandenanschluss B des m-Bit Addiererschaltkreises 330 verbunden. Der Ausgangssummenanschluss Q und der Eingangsoperandenanschluss B des n-Bit Addiererschaltkreises 340 sind mit dem Eingangsanschluss D bzw. dem Ausgangsanschluss Y des Verzögerungsschaltkreises 350 verbunden. Der m-Bit Addiererschaltkreis 330 kann die m-Bit binäre Summe als modifiziertes Steuersignal 320 dem modifizierten Steuerbus 310 über die Ausgangssummenanschlüsse Q liefern.
  • Der Taktanschluss CLK des Verzögerungsschaltkreises 350 kann ein Zeitgebersignal Di vom Zeitgeberschaltkreis 200 empfangen. Das Zeitgebersignal Di kann eines der Zeitgebersignale D[0...2m-1] sein, wie in 2A gezeigt. Wenn der Zeitgeberzyklus TC des Zeitgeberschaltkreises 200 mit der positiven Pulssteigung des Zeitgebersignals D0 beginnt, z.B. wenn das Signal in den hochpegeligen Zustand übergeht, ist das Zeitgebersignal D; bevorzugt eines der Zeitgebersignale D[0...2m-1], um zu erlau ben, dass die Ausgangssummenanschlüsse Q des n-Bit Addiererschaltkreises 340 sich stabilisieren, bevor das Zeitgebersignal Di den Verzögerungsschaltkreis 51 aktiviert. Obgleich das Zeitgebersignal Di den Verzögerungsschaltkreis 350 auf jede Weise aktivieren kann, wird der Verzögerungsschaltkreis 350 bevorzugt mit dem positiven Anstieg des Zeitgebersignals Di aktiviert. Wie weiter oben bereits näher dargelegt wurde, tritt der positive Anstieg des Zeitgebersignals Di, beispielsweise wenn das Signal vom ersten Signalzustand zum zweiten Signalzustand und zurück in den ersten Signalzustand wechselt, einmal während jedes Zeitgeberzyklus TC auf. Daher kann in jedem Zeitgeberzyklus TC der Verzögerungsschaltkreis 350 die Eingangsoperandenanschlüsse B des n-Bit Addiererschaltkreises 350 mit der n-Bit binären Summe versorgen, die der n-Bit Addiererschaltkreis 340 während des vorhergehenden Zeitgeberzyklus TC bereitgestellt hat.
  • Wie oben beschrieben, vermag bei Empfang des n-Bit binären Wortes des modifizierten Steuersignals 320 der Signalgenerator 400 das pulsbreitenmodulierte Signal 420 zu liefern. Eine beispielhafte Ausführungsform des Signalgenerators 400 ist in 4A gezeigt. Der Signalgenerator 400 enthält einen Multiplexerschaltkreis 430 und ein Zwischenspeichersystem 440. Der Multiplexerschaltkreis 430 enthält Dateneingangsanschlüsse A, Wahleingangsanschlüsse SEL und einen Datenausgangsanschluss Y. Der Multiplexerschaltkreis 430 ist bevorzugt ein 2m-auf-1-Multiplexerschaltkreis mit wenigstens 2m Dateneingangsanschlüssen A und m Wahleingangsanschlüssen SEL und kann aus den Dateneingangsanschlüssen A mittels des Wahleingangsanschlüsse SEL so auswählen, dass Signale, die über den ausgewählten Dateneingangsanschluss A empfangen werden, dem Datenausgangsanschluss Y mitgeteilt werden.
  • Das Zwischenspeichersystem 440 enthält einen Setzanschluss S, einen Reset-Anschluss R und einen Ausgangsanschluss Q. Das Zwischenspeichersystem 440 vermag ein Ausgangssignal über den Ausgangsanschluss Q bereitzustellen. Das Ausgangssignal kann einen ersten Signalzustand mit hohem logischen Pegel, z.B. „1" haben, wenn der Setzanschluss S ein Signal mit positivem Übergang empfängt, z.B. einen Logikpegelübergang von einem niedrigen zu einem hohen logischen Pegel. Im Gegensatz hierzu, wenn der Reset-Anschluss R ein Signal mit einem positiven Übergang empfängt, z.B. einen Logikpegelübergang von einem niedrigen zu einem hohen logischen Pegel, liefert das Zwischenspeichersystem 440 ein Ausgangssignal mit niedrigem logischen Pegel des zweiten Signalzustands.
  • Wie in 4A gezeigt, sind die Dateneingangsanschlüsse A des Multiplexerschaltkreises 430 mit dem Zeitgeberbus 210 verbunden, um die Zeitgebersignale D[0...2m-1] zu empfangen und die Wahleingangsanschlüsse SEL sind mit dem modifizierten Steuerbus 210 verbunden, um das modifizierte Steuersignal 320 zu empfangen. Der Multiplexerschaltkreis 430 kann ein ausgewähltes Zeitgebersignal DT über den Ausgangsanschluss Y liefern. Das ausgewählte Zeitgebersignal DT kann irgendeines der Zeitgebersignale D[0...2m-1] sein und ist über das modifizierte Steuersignal 320 wählbar. Der Zeitgeberbus 210 ist auch mit dem Setzanschluss S des Zwischenspeichersystems 440 verbunden, so dass das Zeitgebersignal D0 dem Setzanschluss S übermittelt wird. Der Ausgangsanschluss Y des Multiplexerschaltkreises 430 ist mit dem Reset-Anschluss R des Zwischenspeichersystems 440 verbunden, so dass das ausgewählte Zeitgebersignal DT dem Reset-Anschluss R übermittelt wird. Der Ausgangsanschluss Q des Zwischenspeichersystems 440 liefert das pulsbreitenmodulierte Signal 420 über den Signalanschluss 410.
  • Ein beispielhaftes Zeitdiagramm ist in 4B gezeigt, um die Arbeitsweise des Pulsbreitenmodulationssytems 100 für eine Anzahl vorgewählter Steuersignale 520 zu zeigen. Wie oben erläutert, können die binären Wörter, die das Steuersignal 520 bilden, eine beliebige vorbestimmte Anzahl von (m+n) Bits haben, um die angeforderte Pulsbreite zu enthalten. Im in 4B gezeigten Beispiel ist m = 2 und n = 1. Folglich hat das Steuersignal 520 in 4B drei Bits m1, m0 und n0. Da das Steuersignal 520 zwei m-Bits enthält, nämlich m1 und m0, vermag der Zeitgeberschaltkreis 200 vier Zeitgebersignale D[0...3] bereitzustellen, die als Zeitgeberbussignale 1000 in 4B gezeigt sind. Der Dither-Schaltkreis 300' ist in der beispielhaften Ausführungsform gemäß 3 so aufgebaut, dass das Zeitgebersignal Di, das zum Takten des Verzögerungsschaltkreises 350 übermittelt wird, das Zeitgebersignal D0 ist und der Ausgangsanschluss Y des Verzögerungsschaltkreises 350 liefert anfänglich das 1-Bit binäre Wort „1 ". Ein Signal 1010 entspricht den m-Bits höchsten Stellenwerts (MSB) des Steuersignals 520, die den Anschlüssen A des Addierers 330 des Dither-Schaltkreises 300' übermittelt werden, wie in 3 gezeigt. Ein Signal 1020 entspricht den n-Bits geringsten Stellenwerts (LSB) des Steuersignals 520, die Anschlüssen A des Addierers 340 des Dither-Schaltkreises 300' übermittelt werden.
  • Folglich enthält das Signal 1020 einen Bruchteilwert des angeforderten Pulsbreite und steuert den Phasenakkumulator, z.B. den Addierer 340 und das Register 350, wie in 3 gezeigt. Ein Signal 1030 ist der Q-Ausgang des Addierers 330 des Dither-Schaltkreises 300'. Folglich ist das Signal 1030 das Phasenakkumulationssignal, da es die Summe der aufeinanderfolgenden n LSB(s) des Steuersignals 520 modulo 2n ist.
  • Das Signal 1040 ist der C-Ausgang des Addierers 340 und des Dither-Schaltkreises 300'. Wie oben beschrieben, wird jedes Mal dann, wenn der Addierer 340 einen Überlauf hat, über den C-Ausgang ein Übertrag erzeugt. Der Mittelwert dieses Signals 1040 ist 0 ≤ {[Wert(n LSBs)]/2n} < 1. Wie oben erläutert, wird das modifizierte Steuersignal 320 vom Dither-Schaltkreis 300 erzeugt. Der Addierer 330 addiert 1 zu den m MSB des Steuersignals 320, wann immer der Übertrag des Addierers 340 gesetzt wird. Der Mittelwert des modifizierten Steuersignals 320 ist somit gleich Wert(m MSBs) + [Wert(n LSBs)/2n]. Folglich sind in dem obigen Beispiel die Werte 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3 und 3.5. Wie oben erläutert, ist das pulsbreitenmodulierte Signal 420 das modifizierte Steuersignal 320, das vom Signalgenerator 400 transformiert wurde.
  • Das pulsbreitenmodulierte Signal 420 hat eine Pulsbreite von Wert(modifiziertes Steuersignal 320)/2m. Dies ist äquivalent zu Wert(Steuersignal 520)/2m+n. In dem obigen Beispiel sind die durchschnittlichen Pulsbreiten daher: 0%, 12.5%, 25%, 37.5%, 50%, 62.5%, 75% und 87.5%. 4B zeigt die Signale für 25%, 62.5% und 37.5%. Beispielsweise weist für die ersten zweiten Zeitgeberzyklen TC1 und TC2 das Steuersignal 520 das 3-Bit binäre Wort „010" auf, wie in 4B gezeigt. Da das Dezimaläquivalent des 3-Bit binären Wortes „010" 210 ist, kann der durchschnittliche Taktzyklus des sich ergebenden pulsbreitenmodulierten Signals 420 als annähernd 25% gemäß Gleichung 1 angenommen werden. Bevor der dritte Zeitgeberzyklus TC3 beginnt, wird das Steuersignal 520 in das 3-Bit binäre Wort „101" geändert. Da das Dezimaläquivalent des 3-Bit binären Wortes „101" 510, kann der durchschnittliche Taktzyklus des sich ergebenden pulsbreitenmodulierten Signals 420 als annähernd 62.5% erwartet werden. Auf ähnliche Weise ist das Steuersignal „011" während der fünften und sechsten Zeitgeberzyklen TC5 und TC6, was zu einem pulsbreitenmodulierten Signal 420 mit einem durchschnittlichen Taktzyklus von annähernd 37.5% führt.
  • In einer anderen Ausführungsform kann der Signalgenerator 400 so aufgebaut sein, dass er erlaubt, dass das pulsbreitenmodulierte Signal 420 vom zweiten Signalzustand zum ersten Signalzustand, z.B. einer positiven Steigung, im Wesentlichen übereinstimmend mit irgendeinem Zeitgebersignal D[0...2m-1] übergeht. Folglich kann der Signalgenerator 400 es einem Benutzer erlauben, den Start des pulsbreitenmodulierten Signals auszuwählen oder zu ändern. Diese Möglichkeit ist sinnvoll, wenn verschiedene pulsbreitenmodulierte Signale so erzeugt werden müssen, dass jedes Signal bezüglich dem anderen phasenverschoben ist. 5 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des Signalgenerators 400, gezeigt als Signalgenerator 40'', der die Verzögerung der positiven Steigung des pulsbreitenmodulierten Signals 420 bezüglich des Zeitgebersignals D0 vom Ringoszillator 220 erlaubt. Der Signalgenerator 400'' enthält einen ersten Multiplexerschaltkreis 450, einen zweiten Multiplexerschaltkreis 460, ein Speichersystem 470, einen Addiererschaltkreis 480 und ein Zwischenspeichersystem 490. Die ersten und zweiten Multiplexerschaltkreise 450, 460 enthalten jeweils Dateneingangsanschlüsse A, Wahleingangsanschlüsse SEL und einen Datenausgangsanschluss Y. Das Speichersystem 470 ist bevorzugt ein nichtflüchtiges Speichersystem und enthält ein Speicherregister und Datenanschlüsse DATA. Das Speichersystem 470 vermag ein Phasensignal 475 zu speichern oder zu liefern. Das Phasensignal 475 weist ein m-Bit binäres Wort auf und wird über die Datenanschlüsse DATA des Speichersystems 470 geliefert. Die Phasenverschiebung des pulsbreitenmodulierten Signals 420 ist gleich einem Quotienten eines Dezimaläquivalenten des m-Bit binären Worts des Phasensignals 475 und zwei in der m-ten Potenz, wie in Gleichung 2 gezeigt:
    Figure 00120001
  • PHASEN_SIGNAL10 ist das Dezimaläquivalent des m-Bit binären Worts vom Phasensignal 475. Wenn beispielsweise m = 2, kann das Phasensignal 475 das 2-Bit binäre Wort 102 aufweisen. Da das 2-Bit binäre Wort 102 das Äquivalent zur Dezimalziffer 210 ist, vermag das Pulsbreitenmodulationssystem 100 das sich ergebende pulsbreitenmodulierte Signal 420 mit einer Phasenverschiebung zu liefern, welche im Wesentlichen gleich ((2/2(2))·360°) oder 180° ist. Falls gewünscht, kann das Phasensignal 475 als ein vorbestimmtes m-Bit binäres Wort vorprogrammiert werden oder kann neu programmiert werden.
  • Der Addiererschaltkreis 480 hat Eingangsoperandenanschlüsse A und B und Ausgangssummenanschlüssen Q. Der Addiererschaltkreis 480 kann zwei m-Bit binäre Worte über die Eingangsoperandenanschlüsse A und B empfangen und eine m-Bit binäre Summe der m-Bit binären Worte über den Ausgangssummenanschluss Q liefern. Das Zwischenspeichersystem 490 enthält einen Setzanschluss S, einen Reset-Anschluss R und einen Ausgangsanschluss Q und vermag Eingangssignale über die Setz- und Reset-Anschlüsse S und R zu empfangen und ein Ausgangssignal über den Ausgangsanschluss Q in Antwort auf die Eingangssignale Q liefern.
  • Wie in 5 gezeigt, sind der Dateneingangsanschluss A des ersten Multiplexerschaltkreises 450 und der Dateneingangsanschluss A des zweiten Multiplexerschaltkreises 460 mit dem Zeitgeberbus 210 verbunden und vermögen die Zeitgebersignale D[0...2m-1] zu empfangen. Der Eingangsoperandenanschluss B des Addiererschaltkreises 480 ist mit dem modifizierten Steuerbus 310 verbunden und vermag das modifizierte Steuersignal 320 zu empfangen. Die DATA-Anschlüsse des Speicher systems 470 sind mit den Wahleingangsanschlüssen SEL des ersten Multiplexerschaltkreises 450 verbunden und der Ausgangsanschluss Y des ersten Multiplexerschaltkreises 450 ist mit dem Setzanschluss S des Zwischenspeichersystems 490 verbunden. Der erste Multiplexerschaltkreis 450 vermag ein erstes ausgewähltes Zeitgebersignal DS über den Ausgangsanschluss Y zu liefern. Das Zeitgebersignal DS kann irgendeines der Zeitgebersignale D[0...2m-1] sein und ist über das Phasensignal 475 wählbar, das vom Speichersystem 470 geliefert wird.
  • Die DATA-Anschlüsse des Speichersystems 470 sind mit den Eingangsoperandenanschlüssen A des Addiererschaltkreises 480 verbunden und der Ausgangsanschluss Q des Addiererschaltkreises 480 ist mit den Wahleingangsanschlüssen SEL des zweiten Multiplexerschaltkreises 460 verbunden. Der zweite Multiplexerschaltkreis 460 vermag ein zweiten ausgewähltes Zeitgebersignal DR über den Ausgangsanschluss Y zu liefern. Das zweite ausgewählte Zeitgebersignal DR kann irgendeines der Zeitgebersignale D[0...2m-1] sein und ist über die m-Bit binäre Summe des Phasensignals 475 und des modifizierten Steuersignals 320 wählbar, wie es vom Addiererschaltkreis 480 über den Ausgangsanschluss Q geliefert wird. Die ersten und zweiten Multiplexerschaltkreise 450, 460 sind jeweils in der Lage, die ersten und zweiten ausgewählten Zeitgebersignale DS, DR den Setz- und Reset-Anschlüssen S, R des Zwischenspeichersystems 490 zu übermitteln. Der Ausgangsanschluss Q des Zwischenspeichersystems 490 vermag des pulsbreitenmodulierte Signal 420 über den Signalanschluss 410 zu liefern. Der Signalgenerator 400'' erlaubt damit die Auswahl von Zeitgebersignalen basierend auf der ausgewählten Phasenverschiebung. Folglich ist der Signalgenerator 400'' in der Lage, ein pulsbreitenmoduliertes Signal 420 zu erzeugen, das abhängig von dem Phasensignal 475 phasenverschoben ist.
  • Wie oben beschrieben, kann das Pulsbreitenmodulationssystem 100 der vorliegenden Erfindung in einem großen Bereich von elektronischen Anwendungen und Systemen verwendet werden, beispielsweise bei Schaltenergieversorgungssystemen. Beispielsweise zeigt 6 eine exemplarische Ausführungsform eines Spannungsreglermoduls (VRM) 600 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Spannungsreglermodul 600 kann ein Bestandteil eines anderen Systems, beispielsweise eines Leistungssystems, sein. Das Spannungsreglermodul 600 hat eine Eingangsstufe und eine Ausgangsstufe, zugänglich über einen Eingangsanschluss 610 und einen Ausgangsanschluss 620 mit einem Return-Anschluss 630. Für gewöhnlich ist ein Spannungsreglermodul dafür ausgelegt, die Eingangsspannung Vin zwischen den Anschlüssen 610 und 630 in eine Ausgangsspannung Vo zwischen den Anschlüssen 620 und 630 zu wandeln. Das Spannungsreglermodul 600 enthält einen L/C-Tiefpassfilter, der von Schaltelementen Q1 und Q2 betrieben ist. Ein nichtinvertierender Trieber 640 und ein invertierender Treiber 645 sind für Leistungsschalter Q1 bzw. Q2 vorgesehen, und diese Treiber werden beide durch ein pulsbreitenmoduliertes Steuersignal 420 gesteuert oder aktiviert.
  • Das Spannungsreglermodul enthält auch eine Ausgangsspannungssteuerung 650. Die Ausgangsspannungssteuerung 650 enthält einen Fehlerspannungsgenerator 690 mit einem Referenzeingang 695, einen Analog/Digital-Wandler (ADC) 680, einen digitalen Filter 670 und einen digitalen Pulsbreitenmodulator 660. Der ADC 680 wandelt das analoge Fehlersignal, das vom Fehlerspannungsgenerator 690 erzeugt wird, in ein entsprechendes digitales Signal. Der digitale Filter 670 kann eine Filterübertragungsfunktion basierend auf Koeffizienten 675 definierten. Der digitale Filter 670 kann diese Übertragungsfunktion an das digitale Signal anlegen, um Stabilität in der Rückkopplungsschleife zu liefern. Der digitale Filter 670 gibt somit das Steuersignal 670 aus. Das Steuersignal 670 wird von dem digitalen Pulsbreitenmodulator 660 empfangen. Der digitale Pulsbreitenmodulator 660 erzeugt dann das pulsbreitenmodulierte Signal 420, wie oben beschrieben, um die Schalter Q1 und Q2 zu steuern. Wie oben erläutert, ist das pulsbreitenmodulierte Signal 420 eine Impulssequenz mit geditherten Impulsbreiten mit der höchstmöglichen Wiederholfrequenz, z.B. der Wiederholfrequenz des Übertrag-Signals des Addierers 340 im Dither-Schaltkreis 300, so dass realisiert wird, dass der benötigte Taktzyklus die maximal mögliche Frequenz hat. Im Ergebnis ist das pulsbreitenmodulierte Signal in DC/DC-Wandlern sinnvoll, wie in 6 gezeigt, um mögliches niederfrequentes Rauschen am Ausgang zu verringern. Folglich ist der Pulsbreitenmodulator 660 der vorliegenden Erfindung verwendbar, um eine Pulsbreite für eine DC/DC- (oder AC/DC-) Energiewandlung zu erzeugen.
  • Die Erfindung kann in verschiedenen Modifikationen und Abwandlungen ausgeführt werden und bestimmte Beispiele hiervon wurden exemplarisch in der Zeichnung gezeigt und im Detail beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf die bestimmten beschriebenen Formen oder Verfahren beschränkt ist, sondern im Gegensatz soll die Erfindung alle Modifikationen, Äquivalente und Abwandlungen abdecken, wie sie unter den Umfang der Ansprüche fallen.

Claims (26)

  1. Ein Schaltenergieversorgungssystem mit wenigstens einem Schaltelement, wobei ein Steuerschaltkreis zum Betrieb des wenigstens einen Schaltelementes aufweist. einen Dither-Schaltkreis (300), der ein Steuersignal (520) zu empfangen vermag, welches ein (m+n)-Bit binäres Wort aufweist, wobei m und n positive ganze Zahlen sind und zur Bereitstellung eines modifizierten Steuersignals (23), welches eine Serie von bis zu 2n m-Bit binären Worten aufweist; einen Zeitgeberschaltkreis (200), der 2m Zeitgebersignale bereitzustellen vermag und der wenigstens eines der Zeitgebersignale an den Dither-Schaltkreis (300) zu übermitteln vermag; und einen Signalgenerator (400), der das modifizierte Steuersignal (320) und die Zeitgebersignale zu empfangen vermag zur Bereitstellung eines impulsbreitenmodulierten Signals (420) an das wenigstens eine Schaltelement, wobei das impulsbreitenmodulierte Signal das wenigstens eine Schaltelement mit einem durchschnittlichen Taktverhältnis zu aktivieren vermag, welches im Wesentlichen gleich einem Quotient eines dezimalen Äquivalentes des (m+n)-Bit binären Wortes und 2(m+n) ist.
  2. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 1, wobei der Dither-Schaltkreis das modifizierte Steuersignal zu berechnen vermag.
  3. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 2, wobei der Dither-Schaltkreis einen n-Bit binären Addiererschaltkreis, einen m-Bit-Verzögerungsschaltkreis und einen m-Bit binären Addiererschaltkreis enthält, wobei der n-Bit binäre Addierer erste Eingangsoperandenanschlüsse zum Empfang n-Bits des geringsten Stellenwertes des Steuersignals, zweite Eingangsoperandenanschlüsse, Ausgangssummenanschlüsse in Verbindung mit den zweiten Eingangsoperandenanschlüssen über den n-Bit Verzögerungsschaltkreis und einen Carry-Anschluss aufweist, wobei der m-Bit Verzögerungsschaltkreis durch das wenigstens eine der Zeitgebersignale aktiviert wird, der m-Bit binäre Addiererschaltkreis erste Eingangsoperandenanschlüsse zum Empfang m-Bits des höchsten Stellenwertes des Steuersignals, zweite Eingangsope randenanschlüsse in Verbindung mit dem Carry-Anschluss und Ausgangsanschlüsse zum Bereitstellen des modifizierten Steuersignals aufweist.
  4. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 1, wobei jedes der Zeitgebersignale einen Spannungsimpuls mit einer bestimmten Periode während eines jeden Zeitgeberzyklus des Zeitgeberschaltkreises aufweist, wobei der Zeitgeberzyklus im Wesentlichen gleich 2m der bestimmten Perioden ist.
  5. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 4, wobei die Zeitgebersignale die Spannungsimpulse abhängig von einer vorbestimmten Sequenz bereitstellen.
  6. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 1, wobei der Zeitgeberschaltkreis einen Ringoszillator aufweist.
  7. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 1, wobei der Zeitgeberschaltkreis eine Verzögerungsleitung und einen Invertiererschaltkreis aufweist, wobei die Verzögerungsleitung einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss hat, welche entsprechend mit einem Ausgangsanschluss und einem Eingangsanschluss des Invertiererschaltkreises verbunden sind.
  8. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 7, wobei die Verzögerungsleitung 2m Verzögerungselemente aufweist.
  9. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 8, wobei die Verzögerungselemente Pufferschaltkreise aufweisen.
  10. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 8, wobei die Verzögerungselemente Invertiererschaltkreise aufweisen.
  11. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 8, wobei jedes der Verzögerungselemente so ausgelegt ist, dass es eine Verzögerungsperiode bereitzustellen vermag, welche kleiner oder im Wesentlichen gleich zehn Nanosekunden ist.
  12. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 1, wobei der Signalgenerator dafür ausgelegt ist, das impulsbreitenmodulierte Signal mit einer Phasenverschiebung bereitzustellen.
  13. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 12, wobei die Phasenverschiebung vorprogrammiert ist.
  14. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 12, wobei die Phasenverschiebung programmierbar ist.
  15. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 1, wobei der Signalgenerator ein Zwischenspeichersystem zur Bereitstellung des impulsbreitenmodulierten Signals enthält.
  16. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 15, wobei das Zwischenspeichersystem das impulsbreitenmodulierte Signal mit einem ersten Signalzustand bei Empfang eines ersten Zeitgebersignals und mit einem zweiten Signalzustand bei Empfang des zweiten Zeitgebersignals bereitzustellen vermag.
  17. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 16, wobei der erste Signalzustand einem hohen logischen Pegel zugeordnet ist und der zweite Signalzustand einem niedrigen logischen Pegel zugeordnet ist.
  18. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 16, wobei der Signalgenerator weiterhin einen Multiplexerschaltkeis enthält, der das modifizierte Steuersignal zu empfangen vermag und das zweite Zeitgebersignal auszuwählen vermag.
  19. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 16, wobei der Signalgenerator weiterhin einen ersten Multiplexerschaltkreis enthält, der ein Phasensignal zu empfangen vermag und das erste Zeitgebersignal auszuwählen vermag und einen zweiten Multiplexerschaltkreis enthält, der eine Summe des Phasensignals und des modifizierten Steuersignals zu empfangen vermag und das zweite Zeitgebersignal auszuwählen vermag.
  20. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 19, wobei das Phasensignal ein m-Bit binäres Wort aufweist.
  21. Der Steuerschaltkreis nach Anspruch 19, wobei der Signalgenerator weiterhin ein Speichersystem zur Bereitstellung des Phasensignals enthält.
  22. Ein Verfahren zur Bereitstellung impulsbreitenmodulierter Signale zur Steuerung des Energieflusses von einer Eingangsquelle eines schaltenden Energieversorgungsschaltkreises an die Ausgangsquelle des schaltenden Energieversorgungsschaltkreises, aufweisend: Empfang eines Steuersignals, welches ein (m+n)-Bit binäres Wort aufweist, wobei m und n positive ganze Zahlen sind; Dithern des Steuersignals zur Bereitstellung eines modifizierten Steuersignals, welches eine Serie von bis zu 2n m-Bit binären Worten aufweist; Bereitstellen von 2m Zeitgebersignalen; Erzeugen eines impulsbreitenmodulierten Signals mit einem durchschnittlichen Taktzyklus, der im Wesentlichen gleich einem Quotient eines dezimalen Äquivalenten des (m+n)-Bit binären Wortes und 2(m+n) ist; und Steuern des Betriebs eines Leistungsschaltungsschalters, welcher dem schaltenden Energieversorgungsschaltkreis zugeordnet ist, unter Verwendung des impulsbreitenmodulierten Signals.
  23. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Dithern des Steuersignals die Berechnung des modifizierten Steuersignals aufweist.
  24. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Bereitstellen der Zeitgebersignale das Bereitstellen jedes der Zeitgebersignale als ein Spannungsimpuls aufweist mit einer bestimmten Periode während eines jeden Zeitgeberzyklus des Zeitgeberschaltkreises, wobei der Zeitgeberzyklus im Wesentlichen gleich 2m der bestimmten Perioden ist.
  25. Das Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Bereitstellen der Zeitgebersignale das Bereitstellen der Spannungsimpulse gemäß einer bestimmten Sequenz aufweist.
  26. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Erzeugung des impulsbreitenmodulierten Signals die Bereitstellung des impulsbreitenmodulierten Signals mit einer Phasenverschiebung enthält.
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