DE102005012663A1

DE102005012663A1 - Anordnung mit einem Spannungskonverter zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last und Verfahren zum Einstellen der Anordnung mit Spannungskonverter

Info

Publication number: DE102005012663A1
Application number: DE102005012663A
Authority: DE
Inventors: Tobias BÜHLER; Thomas Jessenig; Radek Gancarz
Original assignee: Austriamicrosystems AG
Current assignee: Ams AG
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2025-03-19
Also published as: JP2008533967A; US7898188B2; US20090179589A1; EP1859655A1; JP4777413B2; WO2006097329A1; DE102005012663B4

Abstract

Es ist eine Anordnung mit Spannungskonverter (1) zur Spannungsversorgung der elektrischen Last (2) mit einer Stromsenke (3), einer Vorausberechnungseinheit (5) und einem Vergleicher (6) sowie ein dazugehöriges Verfahren angegeben. Der Spannungskonverter (1) ist an eine Spannungsquelle anschließbar und treibt eine Serienschaltung, die ein Mittel zum Anschließen der elektrischen Last (2) und die Stromsenke (3) umfasst. Die Spannung am Ausgang des Spannungskonverters (1) hat eine Abhängigkeit von einem Multiplikationsfaktor. Die Vorausberechnungseinheit (5) ermittelt eine vorausberechnete Stromsenkenspannung, also die über der Stromsenke abfallende Spannung, bei einem neuen Multiplikationsfaktor. Der Vergleicher gibt den neuen Multiplikationsfaktor an den Spannungskonverter weiter, falls die vorausberechnete Stromsenkenspannung größer als ein vorgebbarer Schwellwert ist. Die beschriebene Anordnung ist besonders gut zur Spannungsversorgung von Leuchtdioden geeignet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit Spannungskonverter zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last und ein Verfahren zum selbsttätigen Einstellen der Anordnung mit Spannungskonverter zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last.
Die Anordnung kann bei der Versorgung von Leuchtdioden, englisch Light Emitting Diodes, abgekürzt LEDs mittels eines Spannungskonverters wie einer Ladungspumpe eingesetzt werden.

Üblicherweise dienen Spannungskonverter, im englischen als direct current/direct current converter, abgekürzt DC/DC converter bezeichnet, dazu, eine niedrige in eine höhere Spannung umzuwandeln. Oft lässt sich das Verhältnis Ausgangs- zu Eingangsspannung durch Wahl eines Multiplikationsfaktors einstellen. Dazu stehen im Allgemeinen einige diskrete Werte bereit. Spannungskonverter finden beispielsweise Anwendung bei dem Erzeugen von Blitzen mit einer LED und in der Hintergrundbeleuchtung bei einer Flüssigkristallanzeige.

Geräte, in denen Spannungskonverter eingesetzt werden, sind oft tragbar und werden von einer Batterie betrieben. Sie haben damit am Eingang keine konstante Spannung für die zu versorgende Einrichtung wie etwa einer LED. Die Funktion der LED soll aber unabhängig von einer abnehmenden Eingangsspannung gewährleistet sein. Aus diesem Grunde werden Spannungskonverter häufig mit einer Beschaltung zum Einstellen des Multiplikationsfaktors des Spannungskonverters betrieben.

Das Einstellen des Multiplikationsfaktors übernimmt beispielsweise ein externer Mikrocontroller mit einem Analog-/ Digitalwandler. Verschiedene elektrische Größen wie die Eingangs- und die Ausgangsspannung des Spannungskonverters sowie die Ströme von einer LED bzw. von parallel geschalteten LEDs werden dazu in digitale Signale umgewandelt. Der Nachteil der Mikrocontroller-Schaltung liegt im hohen Aufwand. Während der Mikrocontroller andere Aufgaben durchführt, kann er nicht den Spannungskonverter regeln.

In dem Datenblatt "480mA White LED 1x/1.5x/2x Charge Pump for Backlighting and Camera Flash", Baustein MAX1576, Nr. 19-3326; Rev 0; 6/04, Maxim Integrated Products, USA ist ein Baustein beschrieben, der einen Spannungskonverter enthält und zum Anschluss von bis zu acht LEDs dient. Der Strom der LEDs wird einzeln über acht Eingänge dieses Bausteins abgeleitet, die zu Konstantstromregulatoren, im Schaltplan als FET-Stromquellen gezeichnet, führen. Der Baustein MAX1576 berücksichtigt bei dem Einstellen des Multiplikationsfaktors die Spannungen am Eingang und Ausgang des Spannungskonverters und eine Spannung U_LED. Wenn einer der acht zum Anschluss der LEDs dienenden Eingänge aus Versehen oder aufgrund eines Defektes an Masse gelegt wird, stellt der Baustein MAX1576 die Ausgangspannung auf etwa 5 V ein. Damit steigt der Energieverbrauch.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit geringem Aufwand eine Anordnung zum Anschluss an eine oder mehrere Lasten zu schaffen, die einen Spannungskonverter so einstellt, dass der Leistungsverbrauch möglichst gering gehalten wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Anordnung gelöst aufweisend

– einen Spannungskonverter, dem an einem Eingang eine Eingangsspannung zuführbar ist, der an einem Ausgang mit einem ersten Anschluss einer Serienschaltung, umfassend Mittel zum Anschließen einer elektrischen Last und eine Stromsenke, verbunden ist, und dessen Ausgangspannung eine Abhängigkeit von der Eingangsspannung und von einem aktuellen Multiplikationsfaktor aufweist, wobei die Serienschaltung an einem zweiten Anschluss mit einem Bezugspotentialanschluss verbunden ist,
– eine Vorausberechnungseinheit, der an einem ersten Abtasteingang ein von der Eingangsspannung abgeleitetes Signal zuführbar ist und die zur Bestimmung einer vorausberechneten Stromsenkenspannung in Abhängigkeit von einem neuen Multiplikationsfaktor aus einer Menge der auswählbaren Werte des Multiplikationsfaktors, von einer über der anzuschließenden elektrischen Last abfallenden Lastspannung, einer Korrekturspannung des Spannungskonverters und von dem von der Eingangsspannung abgeleiteten Signal eingerichtet ist, und
– einen Vergleicher, der mit der Vorausberechnungseinheit zur Zuführung der vorausberechneten Stromsenkenspannung gekoppelt ist, der an einem Ausgang mit einem Steuereingang des Spannungskonverters zur Einstellung des Multiplikationsfaktors verbunden ist und der eingerichtet ist zum Vergleich der vorausberechneten Stromsenkenspannung mit einem vorgegebenen Schwellwert und zum Abgeben des neuen Multiplikationsfaktors, wenn die vorausberechnete Stromsenkenspannung den vorgegebenen Schwellwert überschreitet.

Die vom Spannungskonverter erzeugte Ausgangsspannung fällt über der elektrischen Last und der Stromsenke ab, wobei die elektrische Last entweder mit dem Spannungskonverter oder mit dem Bezugspotentialanschluss verbunden ist. Zur Bestimmung der Spannung über der elektrischen Last, Lastspannung genannt, ist in beiden Fällen ein Anschluss an den Knoten der Serienschaltung, der zwischen der elektrischen Last und der Stromsenke liegt, vorgesehen. Im ersten Fall ist ein zweiter Anschluss an die Ausgangsspannung des Spannungskonverters, im zweiten Fall an den Bezugspotentialanschluss vorgesehen.

Eine Spannung über der Stromsenke, Stromsenkenspannung genannt, kann bestimmt werden, indem von der Ausgangsspannung die Lastspannung abgezogen wird. Die vorausberechnete Stromsenkenspannung ist eine Stromsenkenspannung, die bei dem neuen Multiplikationsfaktor aus einer Menge der auswählbaren Werte des Multiplikationsfaktors über der Stromsenke abfällt. Eine aktuelle Stromsenkenspannung ist entsprechend eine Spannung, die aktuell, das heißt bei dem aktuellen Multiplikationsfaktor, über der Stromsenke abfällt.

Die Stromsenke hält den Strom durch die elektrische Last, der als Laststrom bezeichnet wird, konstant. Steigt die Ausgangsspannung des Spannungskonverters, so steigt entsprechend die aktuelle Stromsenkenspannung. Damit wird verhindert, dass die Spannung über der Last und der Strom durch die Last erhöht wird. Die elektrische Leistung, welche die Stromsenke aktuell verbraucht, ist die aktuelle Stromsenkenspannung multipliziert mit dem Laststrom. Aus diesem Grunde ist eine möglichst kleine Stromsenkenspannung vorteilhaft.

Die Korrekturspannung U_{CORR_NEU} ergibt sich aus dem Laststrom I_out und einem Innenwiderstand des Spannungskonverters R_{CP_NEU} UCORR_NEU = f(Iout;RCP_NEU) Gleichung 1,

Der Innenwiderstand R_CP ist wiederum eine Funktion des Multiplikationsfaktors m. Im Falle der Vorausberechnung ist der vorausberechnete Innenwiderstand R_{CP_NEU} also eine Funktion des neuen Multiplikationsfaktors m_NEU.

Die Vorausberechnungseinheit bestimmt für den neuen Multiplikationsfaktor die vorausberechnete Stromsenkenspannung und berücksichtigt dabei den neuen Multiplikationsfaktor, die Lastspannung, die Korrekturspannung und die Eingangsspannung oder ein von der Eingangsspannung abgeleitetes Signal. Der Vergleicher gibt den neuen Multiplikationsfaktor an den Spannungskonverter, falls die vorausberechnete Stromsenkenspannung größer als der vorgegebene Schwellwert ist.

In einer Weiterbildung berechnet die Vorausberechnungseinheit die vorausberechnete Stromsenkenspannung nach einer nachfolgend hergeleiteten Formel. Aufgrund der Maschengleichung für die Ausgangsspannung des Spannungskonverters gilt: UOUT_AKT = UIN·mAKT – UCORR_AKT – ULAST + USINK_AKT Gleichung 2,wobei U_{OUT_AKT} die aktuelle Ausgangs-, U_IN die Eingangsspannung des Spannungskonverters, m_AKT der aktuelle Multiplikationsfaktor, U_{CORR_AKT} die aktuelle Korrekturspannung zur Berücksichtigung des lastabhängigen Abfalls der Ausgangsspannung, U_LAST die Lastspannung und U_{SINK_AKT} die aktuelle Stromsenkenspannung bei dem aktuellen Multiplikationsfaktor m_AKT sind. Bei einem idealen Spannungskonverter würde U_CORR = 0 V gelten. Dies ist ohne Laststrom möglich. Mit zunehmendem Laststrom steigt jedoch die Korrekturspannung nicht vernachlässigbar an.

Da der Strom durch die elektrische Last von der Stromsenke in erster Näherung konstant gehalten ist, ist die Lastspannung in erster Näherung konstant. Kurzzeitig ändert sich auch die Eingangsspannung nicht. Für m_NEU gilt somit: UOUT_NEU – UIN·mNEU – UCORR_NEU – ULAST + USINK_NEU Gleichung 3, wobei U_{OUT_NEU} die neue Ausgangsspannung des Spannungskonverters, m_NEU der neue Multiplikationsfaktor, U_{CORR_NEU} die Korrekturspannung bei dem neuen Multiplikationsfaktor und U_{SINK_NEU} die vorausberechnete Stromsenkenspannung ist.

Es ergibt sich für die vorausberechnete Stromsenkenspannung U_{SINK_NEU}: USINK_NEU = UIN·mNEU – ULAST – UCORR_NEU Gleichung 4,

Die Vorausberechnungseinheit gibt die mit Gleichung 4 vorausberechnete Stromsenkenspannung U_{SINK_NEU} an den Vergleicher. Ist U_{SINK_NEU} größer als der vorgegebene Schwellwert U_MIN, dann ist m_NEU der neue Multiplikationsfaktor, bei dem die Last mit einer ausreichenden Energie versorgt werden kann. Der Vergleicher gibt den neuen Multiplikationsfaktor m_NEU an den Spannungskonverter weiter, der damit betrieben wird.

Mit Vorteil sind die Vorausberechnungseinheit und der Vergleicher mit der Gleichung 4 ausgelegt, da sich diese Berechnung mit besonders einfachen Analogschaltungen realisieren lässt.

Der Vorausberechnungseinheit ist ein von der Eingangsspannung abgeleitetes Signal für diese Berechnung zuzuführen.

Die Korrekturspannung kann durch messtechnische Charakterisierung als Funktion des Laststromes und des Innenwiderstandes beziehungsweise des Multiplikationsfaktors ermittelt werden. Mit Vorteil lässt sich die Korrekturspannung als Funktion des Laststromes und des Innenwiderstandes beziehungsweise des Multiplikationsfaktors durch Simulation der Schaltung des Spannungskonverters bestimmen, da der Aufwand bei der Simulation kleiner gehalten werden kann. Die Simulation ist bei der Entwicklung des Spannungskonverters durchführbar. Sie kann somit vor Inbetriebnahme der Anordnung erfolgen. Das Ergebnis der Simulation kann in einem Speicher, vorzugsweise einem Tabellenspeicher abgelegt sein.

Der Laststrom wiederum ist mit einem zusätzlichen, genau bekannten Widerstand im Lastkreis und einer Erfassung der an diesem Widerstand abfallenden Spannung bestimmbar, so dass die Korrekturspannung berechenbar ist. Bei einem fest im Halbleiterbauelement eingestellten oder einem von außen als Wert vorgegebenen Laststrom kann ohne Messung des Laststromes mit Vorteil die Korrekturspannung berechnet werden.

Vorteilhaft, weil mit geringerem Aufwand verbunden, keine zusätzliche Energie verbrauchend und mit höherer Genauigkeit zu realisieren, ist das Abtasten der Eingangsspannung direkt.

In einer Weiterbildung kann ohne Messung der Lastspannung mit Vorteil die neue Stromsenkenspannung aus einer fest im Halbleiterbauelement eingestellten oder einer von außen als Wert vorgegebenen Lastspannung berechnet werden.

Bei einer Weiterbildung für mehrere parallel zu betreibenden Lasten ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest eine weitere Serienschaltung, umfassend Mittel zum Anschließen einer weiteren elektrischen Last und eine weitere Stromsenke, vorhanden ist. Die weitere Serienschaltung ist parallel zur ersten Serienschaltung an einem ersten Anschluss mit dem Ausgang des Spannungskonverters und an einem zweiten Anschluss mit dem Bezugspotentialanschluss verbunden.

Wie im Fall einer einzelnen Last ist die weitere elektrische Last mit dem Spannungskonverter oder mit dem Bezugspotentialan schluss verbunden. Mit Vorteil ist die weitere elektrische Last wie die elektrische Last verschaltet, da so der Aufwand für den Entwurf einer Realisierung sinkt.

Da die Korrekturspannung von dem am Ausgang des Spannungskonverters auftretenden Laststrom abhängt, ist im Fall mehrerer parallel zu betreibender Lasten die Summe der Lastströme durch die elektrische Last und die zumindest eine weitere elektrische Last zur Berechnung der Korrekturspannung zu berücksichtigen.

Der Spannungskonverter besitzt eine endliche Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors. Wenn für mehrere neue Multiplikationsfaktoren die vorausberechnete Stromsenkenspannung größer als der vorgegebene Schwellwert ist, so ist zwar bei allen Multiplikationsfaktoren die elektrische Last ausreichend mit Energie versorgt, es fällt jedoch eine unterschiedlich große Spannung an der Stromsenke ab. Dies mindert die Effizienz der Ausnutzung der Energie. Deshalb wird mit Vorteil die Anordnung so ausgelegt, dass der kleinste der Multiplikationsfaktoren eingestellt wird, bei dem die vorausberechnete Stromsenkenspannung bei allen elektrischen Lasten jeweils größer als der der elektrischen Last zugeordnete vorgegebene Schwellwert ist.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Vergleicher zur Wahl eines größeren Multiplikationsfaktors aus der Menge von auswählbaren Werten als den aktuellen Multiplikationsfaktor ausgelegt, wenn und solange die aktuelle Stromsenkenspannung bei mindestens einer elektrischen Last kleiner als ein der elektrischen Last zugeordneter vorgegebene Schwellwert ist. Die Vorrichtung ist eingerichtet, so lange einen höheren Multiplikationsfaktor auszuwählen, bis die aktuelle Stromsenkenspannung bei jeder elektrischen Last größer als ein der elektrischen Last zugeordneter vorgegebener Schwellwert ist. Dies gilt nur so lange, wie die Eingangsspannung nicht so weit abgesunken ist, dass auch bei dem größten Multiplikationsfaktors aus der Menge von auswählbaren Werten die Ausgangspannung zu niedrig ist.

Die Berechnung einer vorausberechneten Stromsenkenspannung in Verbindung mit der Ermittlung des kleinsten Multiplikationsfaktors, bei dem die Stromsenkenspannung größer als der Schwellwert ist, führt zum identischen Wert des Multiplikationsfaktors wie die zuletzt beschriebene Vorgehensweise. Vorteil ist, dass die Anordnung für die letztere Vorgehensweise einen noch geringeren schaltungstechnischen Aufwand benötigt.

Bevorzugt ist eine Anordnung, in der der Vergleicher zum Erkennen einer defekten Serienschaltung ausgelegt ist, wobei die Serienschaltung eine an das Mittel zum Anschließen einer elektrischen Last angeschlossene elektrische Last und die Stromsenke umfasst. Ein derartiger Defekt kann von einer Stromunterbrechung in der Last oder in den Anschlüssen der elektrischen Last oder in der Stromsenke selbst herrühren. Ein Erkennen der Serienschaltung als defekt erfolgt, wenn die aktuelle Stromsenkenspannung bei dem größten Multiplikationsfaktor aus der Menge von auswählbaren Werten kleiner als ein der elektrischen Last zugeordneter vorgegebener Schwellwert ist.

Bevorzugt enthält der Vergleicher ein Mittel zum Speichern der Information, welche Serienschaltung als defekt erkannt ist. Der Vergleicher kann auch zur Weitergabe dieser Information an einen anderen Baustein wie etwa an einen Mikrocontroller, Prozessorkern oder Anzeige ausgelegt sein.

Die Anordnung kann auch so beschaffen sein, dass der Vergleicher zum Weglassen von als defekt erkannten Serienschaltungen bei der Ermittlung des Multiplikationsfaktors oder bei weiteren Abläufen zum Erkennen eines Defektes ausgelegt ist. Mit Vorteil wird so der Multiplikationsfaktor nicht auf den höchsten Wert einge stellt, obwohl die aktuelle Stromsenkenspannung den vorgegebenen Schwellwert aufgrund einer Unterbrechung als Defekt unterschreitet.

Die Anordnung ist bevorzugt so ausgelegt, dass die Stromsenken abschaltbar sind und der Vergleicher Steuerausgänge, die mit den Stromsenken verbunden sind, zum Abschalten der Stromsenke der als defekt erkannten Serienschaltung aufweist. Die Steuerausgänge des Vergleichers sind dazu mittels Steuerleitungen mit den Stromsenken verbunden. Diese Steuerleitungen können mit Vorteil auch dazu eingesetzt werden, elektrische Lasten entsprechend den Aufgaben an- und abzuschalten. Etwa werden Leuchtdioden, die einen kurzen Blitz abgeben sollen, dazu mittels der Steuerleitung kurz angeschaltet. Bevorzugt ist, dass der Vergleicher ein Mittel zum Speichern der Information, welche Serienschaltung anzuschalten sind, enthält. Der Vergleicher kann auch zum Empfang dieser Information von einem anderen Baustein ausgelegt sein.

Die Steuerleitung kann zu einer Anordnung von mehreren elektrischen Lasten gemeinsam geführt werden, insbesondere dann, wenn die Lasten dieser Anordnung zusammen eine Aufgabe erfüllen. Mit Vorteil ist jedoch jede Stromsenke mit einer eigenen Steuerleitung an einem eigenen Steuerausgang des Vergleichers angeschlossen, damit bei einer defekten Serienschaltung nur eine der elektrischen Lasten abgeschalten wird.

Mit den oben erwähnten Mitteln und dazugehörenden Verfahren kann der Multiplikationsfaktors nach einem zeitlich vorgebbaren Raster bestimmt werden. Bevorzugt ist, dass der Vergleicher so ausgelegt ist, dass die Bestimmung des Multiplikationsfaktors durch Änderungen in den Spannungen der Anordnung oder bei einem Ab- oder Dazuschalten von Serienschaltungen ausgelöst wird.

Der Vergleicher ist mit Vorteil dazu ausgelegt, ein Absinken der Eingangsspannung zu erkennen und eine Vorausberechnung auszulösen, ob ein größerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor einzustellen ist. Auch bei einem Dazuschalten einer elektrischen Last mittels Anschalten der dazugehörigen Stromsenken kann dieses ermittelt werden, weil durch das Dazuschalten der gesamte Laststrom und damit die Korrekturspannung zunimmt. In beiden Fällen sinkt die Ausgangsspannung. Daher kann mit Vorteil auch das Absinken der Ausgangsspannung als Auslöser für eine Vorausberechnung dienen, ob ein größerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor auszuwählen ist.

Der Vergleicher ist mit Vorteil dazu ausgelegt, ein Ansteigen der Eingangsspannung zu erkennen und die Vorausberechnung auszulösen, ob ein kleinerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor einzustellen ist. Auch bei einem Abschalten einer elektrischen Last kann dieses ermittelt werden. In beiden Fällen steigt die Ausgangsspannung. Daher kann mit Vorteil auch der Anstieg der Ausgangsspannung als Auslöser für eine Vorausberechnung dienen, ob ein kleinerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor auszuwählen ist. Dies dient der Energieeffizienz.

Eine bevorzugte Weiterentwicklung ist, dass der Spannungskonverter eine Ladungspumpe ist. Ladungspumpen können so entworfen und realisiert werden, dass sie mehrere auswählbare Multiplikationsfaktoren aufweisen und damit energieeffizient verschiedene Ausgangsspannungen abgeben können. Die Eingangsspannung für den Spannungskonverter kann beispielsweise von einer Batterie, Solarzelle, Generator, Piezoelement oder aufgeladenen Kondensator abgegeben werden.

Elektrische Werte der Stromsenken, wie beispielsweise der vorgegebene Laststrom und der vorgegebene Schwellwert, können fest in der Anordnung eingestellt sein. Gemäß einer Weiterbildung sind diese Werte durch Steuerleitungen oder extern an die Anordnung anzuschließende Bauteile wie Einstellwiderstände oder -kondensatoren oder digital durch eine Beschaltung von Eingängen einstellbar. Als Mittel zur Einstellung der Werte können in einer Weiterbildung auch Speicher dienen.

Ebenso können in einer Weiterbildung auch weitere Speicher für andere für die Berechnungen geeignete Informationen vorgesehen werden, wie ein Speicher für den neuen und den aktuellen Multiplikationsfaktor, für die Eingangs- und die Ausgangsspannung sowie die vergangenen Werte der Eingangs- und der Ausgangsspannung, für die Lastströme, für die Summe über alle Lastströme, für die Lastspannungen, für die Schwellwerte, für die aktuellen Stromsenkenspannungen und die vorausberechneten Stromsenkenspannungen. Die für die Bestimmung der Korrekturspannung aus der Summe über alle Lastströme und aus dem Multiplikationsfaktor nötigen Werte könnenin einem Speicher abgelegt sein. Der Speicher kann einen Tabellenspeicher umfassen.

Für Werte, die sich im Betrieb nicht ändern, sondern für eine Anwendung konstant sind, wie die Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors, die vorgegebenen Schwellwerte, die vorgegebenen Lastströme, die vorgegebenen Lastspannungen und die für die Bestimmung der Korrekturspannung aus der Summe über alle Lastströme und aus dem Multiplikationsfaktor nötigen Werte, können als Speicher auch nichtflüchtige Speicher dienen. Ansonsten können diese Speicher über eine Leitung oder einen Bus beim Anschalten des Gerätes von einer übergeordneten Einheit mit den Informationen belegt werden.

Derartige Speicher können im Vergleicher realisiert werden, der die Werte der Vorausberechnungseinheit übergibt, sobald die Vorausberechnungseinheit diese benötigt.

Die Anordnung kann dadurch realisiert werden, dass der Vergleicher und die Vorausberechnungseinheit als zwei Halbleiterbauteile, oder dass der Vergleicher und die Vorausberechnungseinheit zusammen als ein Halbleiterbauteil, oder dass der Vergleicher und die Vorausberechnungseinheit und die Stromsenken zusammen als ein Halbleiterbauteil, oder dass der Vergleicher und die Vorausberechnungseinheit und der Spannungskonverter zusammen als ein Halbleiterbauteil, oder dass der Vergleicher und die Vorausberechnungseinheit, die Stromsenken und der Spannungskonverter zusammen als ein Halbleiterbauteil in integrierter Schaltungstechnik ausgebildet sind.

Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Einstellen einer Anordnung mit einem Spannungskonverter zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last gelöst, mit den folgenden Schritten:

– Verbinden des Spannungskonverters an einem ersten Eingang mit einer Eingangsspannung und an einem Ausgang mit einem ersten Anschluss einer Serienschaltung, umfassend Mittel zum Anschließen der elektrischen Last und eine Stromsenke, wobei der Spannungskonverter eine Ausgangsspannung abgibt, die von der Eingangspannung und von einem aktuellen Multiplikationsfaktor abhängt,
– Verbinden der Serienschaltung an einem zweiten Anschluss mit einem Bezugspotentialanschluss,
– Bestimmen einer vorausberechneten Stromsenkenspannung in Abhängigkeit von einem neuen Multiplikationsfaktor aus einer Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors, von einem von der Eingangsspannung abgeleitetem Signal, von einer über der anzuschließenden elektrischen Last abfallenden Lastspannung und von einer Korrekturspannung des Spannungskonverters und
– Vergleichen der vorausberechneten Stromsenkenspannung mit einem vorgebbaren Schwellwert und Abgeben des neuen Multiplika tionsfaktors an einen Steuereingang des Spannungskonverters, wenn die vorausberechnete Stromsenkenspannung den vorgebbaren Schwellwert überschreitet.

Die vorausberechnete Stromsenkenspannung ist eine Spannung, die über der Stromsenke bei dem neuen Multiplikator abfällt. Hingegen ist eine aktuelle Stromsenkenspannung eine Spannung, die aktuell, das heißt beim aktuellen Multiplikationsfaktor, über der Stromsenke abfällt.

Das Verfahren kann wie oben beschrieben dadurch weitergebildet werden, dass die Anordnung eine Serienschaltung als defekt erkennt, wenn die aktuelle Stromsenkenspannung bei dem größten Multiplikationsfaktor aus der Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors unter dem der elektrischen Last zugeordneten vorgebbaren Schwellwert bleibt.

Wenn mehrere Serienschaltungen von dem Spannungskonverter versorgt werden, ist die Ausgangsspannung aufgrund des Laststroms gegenüber dem Wert mit nur einer versorgten Serienschaltung verringert. Um den Einfluss dieser Abnahme auszuschließen, wird daher bei Anordnungen mit mehr als einer Serienschaltung mit Vorteil ein Defekt so ermittelt, dass jede Serienschaltung einzeln auf einen Defekt untersucht wird, indem die gerade nicht untersuchten Serienschaltungen mittels Steuerleitungen abgeschaltet werden.

Bei mehreren Serienschaltungen kann mit Vorteil eine Suche nach einem Defekt immer dann ausgelöst werden, wenn während der Betriebs der Anordnung der größte aus einer Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors als Multiplikationsfaktor eingestellt wird und die aktuelle Stromsenkenspannung nicht bei allen Lasten den vorgebbaren Schwellwert erreicht. Damit wird ver mieden, dass eine Serienschaltung nur aufgrund einer gesunkenen Ausgangspannung als defekt erkannt wird.

Aufgrund dieser auslösenden Bedingung oder nach einem zeitlich vorgebbaren Raster kann die Anordnung mit Vorteil in einen Untersuchungsmodus wechseln, bei dem sequenziell die einzelnen Serienschaltungen untersucht werden.

Die Suche nach einem Defekt kann so erfolgen, dass der Multiplikationsfaktor vom niedrigsten Wert bis zum größten Wert aus der Menge der auswählbaren Multiplikationsfaktoren gesteigert wird. Dadurch wird mit Vorteil die Belastung der Serienschaltung nicht abrupt erhöht.

Bezüglich des Verfahrens und weiteren Weiterbildungen des Verfahrens wird auf die vorangegangene Beschreibung der Funktionsweise und auf die Ansprüche verwiesen.

Zusammenfassend hat das vorgeschlagene Prinzip als Vorteile:

– eine sehr hohe Effizienz bei dem Energieeinsatz,
– eine einfache Benutzbarkeit; es besteht keine Notwendigkeit für eine zusätzliche externe Kontrolle des Spannungskonverters,
– die benötigte Schaltung ist mit analogen Schaltkreisen realisierbar; es besteht daher keine Notwendigkeit, einen Mikrocontroller oder einen Prozessorkern einzusetzen,
– die Eigenschaften der Last müssen bei dem Entwurf und der Herstellung der Anordnung nicht bekannt sein,
– als defekt erkannte Serienschaltungen haben keinen Einfluss auf die Einstellung des Multiplikationsfaktors.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Anordnung und des vorgeschlagenen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Figuren näher erläutert:
1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Anordnung mit Spannungskonverter zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last.
2 zeigt ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Anordnung mit Spannungskonverter, nämlich zur Versorgung mehrerer elektrischer Lasten.
3 zeigt ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der Anordnung mit Spannungskonverter zur Versorgung einer elektrischen Last, wobei die elektrische Last im Unterschied zu 1 mit dem Bezugspotentialanschluss verbunden ist.
4 zeigt einen beispielhaften Signalverlauf zur Untersuchung von Serienschaltungen auf Defekte.
1 zeigt einen Spannungskonverter 1, der an einem ersten Eingang an eine Eingangsspannung anschließbar ist und der an einem Ausgang mit einer Serienschaltung verbunden ist. Die Spannung U_OUT am Ausgang des Spannungskonverters 1 hat eine Abhängigkeit von der Spannung am ersten Eingang U_IN und von einem Multiplikationsfaktor m. Die Serienschaltung umfasst Mittel zum Anschließen einer elektrischen Last 2 und eine Stromsenke 3. In 1 ist die elektrische Last 2 mit dem Ausgang des Spannungskonverters und die Stromsenke 3 mit dem Bezugspotentialanschluss 4 verbunden.
1 zeigt weiterhin eine Vorausberechnungseinheit 5 und einen Vergleicher 6, die beide an einem ersten Abtasteingang mit einem ersten Anschlussknoten 12 der Stromsenke verbunden sind. Die Vorausberechnungseinheit 5 tastet die Eingangspannung und die Ausgangspannung des Spannungskonverters 1 ab und ist mit dem Bezugspotentialanschluss 4 verbunden. Die Vorausberechnungseinheit ermittelt eine vorausberechnete Spannung der Stromsenke 2. Über mehrere Leitungen sind die Vorausberechnungseinheit 5 und der Vergleicher 6 miteinander verknüpft.
Der Vergleicher 6 ist mit dem Bezugspotentialanschluss 4, dem Ausgang des Spannungskonverters 1 und durch eine Steuerleitung mit der Stromsenke 3 verbunden. Diese Verbindung dient dem An- und Ausschalten der Stromsenke im Falle eines Defektes in der Serienschaltung. Der Vergleicher 6 vergleicht die vorausberechnete Stromsenkenspannung mit einem vorgebbaren Schwellwert und ermittelt so den neuen Multiplikationsfaktor. Er ist zur Einstellung des Multiplikationsfaktors des Spannungskonverters 1 ausgelegt und daher mit dem Spannungskonverter 1 verbunden. Dadurch wird erreicht, dass die über der Stromsenke 3 abfallende Spannung größer als ein Schwellwert ist.
Zum Erkennen einer fallenden oder steigenden Eingangsspannung oder einer fallenden oder steigenden Ausgangsspannung ist der Vergleicher 6 auch mit dem ersten Eingang des Spannungskonverters 1 verbunden.
Der Vergleicher 6 kann einen Speicher besitzen für die Information über die als defekt erkannte Serienschaltung sowie die ausgeschaltete Serienschaltung 7, für die auswählbaren Werte des Multiplikationsfaktors 8, für den vorgebbaren Schwellwert 9, für den vorgebbaren Laststrom und die Lastspannung 10 und Speicher für den neuen und den aktuellen Multiplikationsfaktor, die Eingangs- und die Ausgangsspannung sowie die vergangenen Eingangs- und Ausgangsspannungen, die aktuellen, die vorausberechneten und die vergangenen Stromsenkenspannungen und die für die Bestimmung der Korrekturspannung aus dem Laststrom und aus dem Multiplikationsfaktor nötigen Werte 11. Ein Busanschluss 13 bietet die Möglichkeit, Informationen an eine übergeordnete Einheit weiterzugeben und Informationen von dieser zu erhalten.
Die Verbindung der Vorausberechnungseinheit 5 mit dem Ausgang des Spannungskonverters 1, die Verbindungen des Vergleichers 6 mit dem Eingang und dem Ausgang des Spannungskonverters 1 sowie mit dem ersten Anschlussknoten 12 der Stromsenke 3 kann in alternativen Ausgestaltungen entfallen. Ebenso kann die Verbindung des Vergleichers 6 durch eine Steuerleitung mit der Stromsenke 3 sowie der Busanschluss 13 in alternativen Ausgestaltungen entfallen.
2 zeigt ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Anordnung mit Spannungskonverter 1, nämlich zur Versorgung mehrerer Lasten 2, 2', 2''.
Der Spannungskonverter 1 ist an einem Ausgang mit zwei oder mehr Serienschaltungen verbunden. Die Serienschaltungen umfassen Mittel zum Anschließen von elektrischen Lasten 2, 2', 2'' und Stromsenken 3, 3', 3''. In Analogie zu 1 sind in 2 die Stromsenken 3, 3', 3'' mit dem Bezugspotentialanschluss 4 und die elektrische Lasten 2, 2', 2'' mit dem Ausgang des Spannungskonverters 1 verbunden.
2 zeigt ebenfalls eine Vorausberechnungseinheit 5 und einen Vergleicher 6, die beide mit Abtasteingängen mit dem jeweilig ersten Knoten (12, 12', 12'') der Stromsenken 3, 3', 3'' verbunden sind.
Der Vergleicher 6 ist durch mehrere Steuerleitungen an weiteren Ausgängen mit den Stromsenken 3, 3', 3'' verbunden. Diese Ver bindung dient dem An- und Ausschalten der Stromsenken 3, 3', 3'' etwa im Falle eines Defektes in der Serienschaltung.
Der Vergleicher 6 kann einen Speicher besitzen für die Information über die als defekt erkannten Serienschaltungen sowie die ausgeschalteten Serienschaltungen 7, für die auswählbaren Werte des Multiplikationsfaktors 8, für die vorgebbaren Schwellwerte 9, für die vorgebbaren Lastströme und die Lastspannungen 10 und Speicher für den neuen und den aktuellen Multiplikationsfaktor, die Eingangs- und die Ausgangsspannung sowie die vergangenen Eingangs- und Ausgangsspannungen, die aktuellen, die vorausberechneten und die vergangenen Stromsenkenspannungen 11.
Für die weiteren Verbindungen und die Funktionsweise in 2 gilt das für 1 ausgeführte. Der neue Multiplikationsfaktors wird so eingestellt, dass die über den Stromsenken 3, 3', 3'' abfallenden Spannungen bei jeder Serienschaltung größer als ein der jeweiligen Last 2, 2,', 2'' zugeordneter vorgebbarer Schwellwert ist.
3 zeigt ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der Anordnung mit Spannungskonverter 1 zur Versorgung einer elektrischen Last 2 in Abwandlung von 1, wobei die elektrische Last 2 im Unterschied zu 1 mit dem Bezugspotentialanschluss 4 verbunden ist.
In 3 dient eine Verbindung der Vorausberechnungseinheit 5 und des Vergleichers 6 mit dem Ausgang des Spannungskonverters 1 dazu, die Spannung über der Stromsenke 3 bestimmen zu können. Für die weiteren Verbindungen und die Funktionsweise in 3 gilt das für 1 ausgeführte.
4 zeigt einen Signalverlauf zur Untersuchung von Serienschaltungen auf Defekte, wobei die Serienschaltung eine an das Mittel zum Anschließen einer elektrischen Last angeschlossene elektrische Last und eine Stromsenke umfasst.
Ein logischer Pegel 1 in Signal 1 in 4 repräsentiert den Fall, dass der nächstgrößere Multiplikationsfaktor auszuwählen ist. Bei einem logischen Pegel 0 bleibt der Multiplikationsfaktor auf konstantem Wert.
Das Signal 2 zeigt die Ausgangsspannung des Spannungskonverters 1, die ansteigt, solange das Signal 1 auf 1 ist. Im dargestellten Beispiel wird im Betrieb ein immer höherer Multiplikationsfaktor aus der Menge der auswählbaren Multiplikationsfaktoren ausgewählt (Signal 1 ist auf 1) und steigt damit die Ausgangsspannung (Signal 2) bis zum maximal möglichen Wert. Da Signal 1 immer noch auf 1 ist, löst dies eine Untersuchung der Serienschaltungen auf einen Defekt aus.
Das Signal 3 beträgt 1, wenn die Stromsenke 3 eingeschaltet ist, und 0, wenn die Stromsenke 3 ausgeschaltet ist. Im Betrieb ist die Stromsenke 3 eingeschaltet. In der ersten Phase der sequentiellen Untersuchung ist die Stromsenke 3 ebenfalls, und zwar alleine, eingeschaltet. Das Signal 1 ist 0, das heißt, die Spannung an der Stromsenke 3 ist größer als ein Schwellwert. Das bedeutet, dass die Serienschaltung, zu der die Stromsenke 3 gehört, keinen Defekt, wie beispielsweise eine unterbrochene Leitung, aufweist.
Während der Untersuchung der weiteren Serienschaltungen ist das Signal 3 auf 0, das heißt, die Stromsenke schaltet diese Serienschaltung ab. Nach der Untersuchung wird dieses Signal für den Betrieb der elektrischen Last 2 wieder auf 1 gesetzt, da bei der dazugehörigen Serienschaltung kein Defekt festgestellt wurde.
Das Signal 3' und das Signal 3'' sind im Betrieb 1, das heißt, die Stromsenken 3' bzw. 3'' sind eingeschaltet. In der ersten Phase der sequentiellen Untersuchung sind die Stromsenken 3' und 3'' ausgeschaltet. Sie werden im folgenden sequentiell eingeschaltet. Stromsenke 3' und die dazugehörende Serienschaltung verhalten sich während der Untersuchung so wie Stromsenke 3 und die dazugehörende Serienschaltung.
Bei der Untersuchung der Serienschaltung mit der elektrischen Last 2'' und der Stromsenke 3'' geht das Signal 1 auf 1, das heißt, dass auch beim höchsten Multiplikationsfaktor die Spannung an der Stromsenke 3'' kleiner als der der Stromsenke 3' zugeordnete Schwellwert ist. In der Serienschaltung mit der elektrischen Last 2'' und der Stromsenke 3'' ist somit ein Defekt erkannt.
Daher wird die Stromsenke 3'' beim Betrieb ausgeschaltet, während die beiden anderen Stromsenken 3 und 3' in Betrieb sind. Die Ausgangsspannung (Signal 2) kann nun gesenkt werden und der Energieverbrauch sinkt.

1: Spannungskonverter
2: elektrische Last
2': weitere elektrische Last
2'': weitere elektrische Last
3: Stromsenke
3': weitere Stromsenke
3'': weitere Stromsenke
4: Bezugspotenzialanschluss
5: Vorausberechnungseinheit
6: Vergleicher
7: Speicher für die Information, welche Serienschaltung als
: defekt erkannt und welche ausgeschaltet ist.
8: Speicher für die auswählbaren Werte des Multiplikations
: faktors
9: Speicher für die vorgebbaren Schwellwerte
10: Speicher für die vorgebbaren Lastströme
11: Speicher für den neuen und den aktuellen Multiplikations
: faktor, die Eingangs- und die Ausgangsspannung sowie die
: vergangenen Eingangs- und Ausgangsspannungen, die aktuel
: len, die vorausberechneten und die vergangenen Stromsen
: kenspannungen
12: Anschlussknoten zwischen elektrischer Last und Stromsenke
: in einer Serienschaltung
12': weiterer Anschlussknoten
12'': weiterer Anschlussknoten
13: Busanschluss
m: Multiplikationsfaktor
U_IN: Eingangspannung des Spannungskonverters
U_OUT: Ausgangspannung des Spannungskonverters
U_SINK: Stromsenkenspannung

Claims

Anordnung mit einem Spannungskonverter (1) zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last (2), aufweisend – den Spannungskonverter (1), dem an einem Eingang eine Eingangsspannung zuführbar ist, der an einem Ausgang mit einem ersten Anschluss einer Serienschaltung, umfassend Mittel zum Anschließen der elektrischen Last (2) und eine Stromsenke (3), verbunden ist, und dessen Ausgangspannung eine Abhängigkeit von der Eingangsspannung und von einem aktuellen Multiplikationsfaktor aufweist, wobei die Serienschaltung an einem zweiten Anschluss mit einem Bezugspotentialanschluss (4) verbunden ist, – eine Vorausberechnungseinheit (5), der an einem ersten Abtasteingang ein von der Eingangsspannung abgeleitetes Signal zuführbar ist und die zur Bestimmung einer vorausberechneten Stromsenkenspannung in Abhängigkeit von einem neuen Multiplikationsfaktor aus einer Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors, von einer über der anzuschließenden elektrischen Last abfallenden Lastspannung, einer Korrekturspannung des Spannungskonverters und von dem von der Eingangsspannung abgeleiteten Signal eingerichtet ist, und – einen Vergleicher (6), der mit der Vorausberechnungseinheit (5) zur Zuführung der vorausberechneten Stromsenkenspannung gekoppelt ist, der an einem Ausgang mit einem Steuereingang des Spannungskonverters (1) zur Einstellung des neuen Multiplikationsfaktors verbunden ist und der eingerichtet ist zum Vergleich der vorausberechneten Stromsenkenspannung mit einem vorgegebenen Schwellwert und zum Abgeben des neuen Multiplikationsfaktors, wenn die vorausberechnete Stromsenkenspannung den vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorausberechnungseinheit (5) eingerichtet ist zur Bestimmung der vorausberechneten Stromsenkenspannung nach der Vorschrift USINK_NEU = UIN·mNEU – ULAST – UCORR_NEU wobei m_NEU der neue Multiplikationsfaktor, U_IN die Eingangsspannung, U_SINK-NEU die vorausberechnete Stromsenkenspannung U_LAST die Lastspannung und U_{CORR_NEU} die Korrekturspannung bei dem neuen Multiplikationsfaktor m_NEU ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – zumindest eine weitere Serienschaltung, umfassend Mittel zum Anschließen einer weiteren elektrischen Last (2') und eine weitere Stromsenke (3'), vorhanden ist, wobei die zumindest eine weitere Serienschaltung an einem ersten Anschluss mit dem Ausgang des Spannungskonverters (1) und an einem zweiten Anschluss mit dem Bezugspotentialanschluss (4) verbunden ist, und – bei der die Vorausberechnungseinheit (5) zur Bestimmung einer weiteren vorausberechneten Stromsenkenspannung in Abhängigkeit von dem aktuellen Multiplikationsfaktor, von einer weiteren Lastspannung, von der Korrekturspannung und von der Eingangsspannung eingerichtet ist, und – bei der der Vergleicher (6) eingerichtet ist zum Vergleich der weiteren vorausberechneten Stromsenkenspannung mit einem weiteren vorgegebenen Schwellwert und zum Abgeben des neuen Multiplikationsfaktors, wenn die vorausberechnete Stromsenkenspannung den vorgegebenen Schwellwert und die weitere vorausberechnete Stromsenkenspannung den weiteren vorgegebenen Schwellwert überschreiten.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (6) zum Einstellen des Multiplikationsfaktors auf den kleinsten aus der Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors eingerichtet ist, bei dem die vorausberechnete Stromsenkenspannung bei keiner elektrischen Last (2, 2') kleiner oder gleich als ein der elektrischen Last (2, 2') zugeordneter vorgegebener Schwellwert ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (6) zur Auswahl eines größeren Multiplikationsfaktors des Spannungskonverters (1) ausgelegt ist, wenn und solange eine aktuelle Stromsenkenspannung bei mindestens einer elektrischen Last (2, 2') kleiner als ein der elektrischen Last (2, 2') zugeordneter vorgegebener Schwellwert ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (6) ein Mittel zum Erkennen einer defekten Serienschaltung aufweist, wobei die Serienschaltung eine an das Mittel zum Anschließen einer elektrischen Last (2, 2') angeschlossene elektrische Last (2, 2') und die Stromsenke (3, 3') umfasst, derart, dass dann, wenn die aktuelle Stromsenkenspannung bei dem größten Multiplikationsfaktor aus der Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors kleiner als ein der elektrischen Last (2, 2') zugeordneter vorgegebener Schwellwert ist, eine Erkennung der Serienschaltung als defekt erfolgt.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (6) ein Mittel zum Speichern der Information, welche Serienschaltung als defekt erkannt ist, enthält.
Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (6) Steuerausgänge aufweist, die mit den abschaltbar ausgeführten Stromsenken (3, 3') verbunden sind, zum Abschalten der Stromsenke (3, 3') der als defekt erkannten Serienschaltung.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (6) ein Mittel zum Erkennen einer fallender Eingangsspannung oder einer fallenden Ausgangsspannung oder einem Dazuschalten von mindestens einer Serienschaltung aufweist und ein Mittel zum Auslösen einer Vorausberechnung aufweist, ob ein größerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor einzustellen ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleicher (6) ein Mittel zum Erkennen einer steigender Eingangsspannung oder einer steigenden Ausgangsspannung oder einem Abschalten von mindestens einer Serienschaltung aufweist und ein Mittel zum Auslösen einer Vorausberechnung aufweist, ob ein kleinerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor einzustellen ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungskonverter (1) eine Ladungspumpe ist.
Verfahren zum Einstellen einer Anordnung mit einem Spannungskonverter (1) zur Spannungsversorgung einer elektrischen Last (2), aufweisend folgende Schritte: – Verbinden des Spannungskonverters (1) an einem ersten Eingang mit einer Eingangsspannung und an einem Ausgang mit einem ersten Anschluss einer Serienschaltung, umfassend Mittel zum Anschließen der elektrischen Last (2) und eine Stromsenke (3), wobei der Spannungskonverter (1) eine Ausgangsspannung abgibt, die von der Eingangsspannung und von einem aktuellem Multiplikationsfaktor abhängt, – Verbinden der Serienschaltung an einem zweiten Anschluss mit einem Bezugspotentialanschluss (4), – Bestimmen einer vorausberechneten Stromsenkenspannung in Abhängigkeit von einem neuen Multiplikationsfaktor aus einer Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors, von einem von der Eingangsspannung abgeleitetem Signal, von einer über der anzuschließenden elektrischen Last abfallenden Lastspannung und von einer Korrekturspannung und – vergleichen der vorausberechneten Stromsenkenspannung mit einem vorgebbaren Schwellwert und Abgeben des neuen Multiplikationsfaktors an einen Steuereingang des Spannungskonverters (1), wenn die vorausberechnete Stromsenkenspannung den vorgebbaren Schwellwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorausberechnete Stromsenkenspannung nach der Vorschrift USiNK_NEU = UIN·mNEU – ULAST – UCORR_NEU bestimmt wird, wobei m_NEU der neue Multiplikationsfaktor, U_IN die Eingangsspannung, U_LAST die Lastspannung und U_{CORR_NEU} die Korrekturspannung bei dem neuen Multiplikationsfaktor m_NEU ist.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Verbinden zumindest einer weiteren Serienschaltung, umfassend Mittel zum Anschließen einer weiteren elektrischen Last (2') und eine weitere Stromsenke (3'), an einem ersten Anschluss mit dem Ausgang des Spannungskonverters (1) und an einem zweiten Anschluss mit dem Bezugspotentialanschluss (4), – Bestimmen einer weiteren vorausberechneten Stromsenkenspannung in Abhängigkeit von dem neuen Multiplikationsfaktor, von einer weiteren Lastspannung, von der Korrekturspannung und von dem von der Eingangsspannung abgeleiteten Signal und – Vergleichen der weiteren vorausberechneten Stromsenkenspannung mit einem weiteren vorgebbaren Schwellwert, welcher der weiteren elektrischen Last (2') zugeordnet ist, und Abgeben des neuen Multiplikationsfaktors, wenn die vorausberechnete Stromsenkenspannung den vorgebbaren Schwellwert und die weitere vorausberechnete Stromsenkenspannung den weiteren vorgebbaren Schwellwert überschreiten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als neuer Multiplikationsfaktor der kleinste Multiplikationsfaktor aus der Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktoren ausgewählt wird, bei dem die vorausberechnete Stromsenkenspannung bei keiner elektrischen Last (2, 2') kleiner oder gleich als ein der elektrischen Last (2, 2') zugeordneter, vorgebbarer Schwellwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als neuer Multiplikationsfaktor ein größerer als der aktuell eingestellte Multiplikationsfaktor des Spannungskonverters (1) ausgewählt wird, wenn und solange eine aktuelle Stromsenkenspannung bei mindestens einer Last (2, 2') kleiner als ein der elektrischen Last (2, 2') zugeordneter vorgebbarer Schwellwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Serienschaltung, aufweisend die an das Mittel zum Anschließen der elektrischen Last (2, 2') angeschlossene elektrische Last (2, 2') und die Stromsenke (3, 3'), als defekt erkannt wird, wenn die aktuelle Stromsenkenspannung bei dem größten Multiplikationsfaktor aus der Menge von auswählbaren Werten des Multiplikationsfaktors unter dem der elektrischen Last (2, 2') zugeordneten vorgebbaren Schwellwert bleibt.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Information, welche Serienschaltung als defekt erkannt ist, gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich solche Serienschaltungen, die in den vorangegangenen Schritten nicht als defekt erkannt wurden, bei der Einstellung des Multiplikationsfaktors und bei der Defekterkennung berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromsenke (3, 3') einer als defekt erkannten Serienschaltung abgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei fallender Eingangsspannung oder bei einem Dazuschalten von Serienschaltungen oder bei einer fallenden Ausgangsspannung vorausberechnet wird, ob ein größerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor einzustellen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei steigender Eingangsspannung oder bei einem Abschalten von Serienschaltungen oder bei einer steigenden Ausgangsspannung vorausberechnet wird, ob ein kleinerer als der aktuelle Multiplikationsfaktor einzustellen ist.