DE102008018011B4 - Circuit arrangement for operating a capacitive load and use of such a circuit arrangement - Google Patents

Circuit arrangement for operating a capacitive load and use of such a circuit arrangement Download PDF

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Abstract

Schaltungsanordnung zum Betreiben einer kapazitiven Last (P), umfassend – einen ersten Versorgungsanschluss (E1) und einen zweiten Versorgungsanschluss (E2) zum Anlegen eines ersten Versorgungspotentials (GND) bzw. eines zweiten Versorgungspotentials (VBAT), – einen ersten Ausgangsanschluss (A1) und einen zweiten Ausgangsanschluss (A2) zum Anschluss der Last (P), wobei der erste Ausgangsanschluss (A1) mit dem ersten Versorgungsanschluss (E1) verbunden ist, – einen zwischen einem ersten Schaltungsknoten (K1) und einem zweiten Schaltungsknoten (K2) angeordneten Kondensator (C), – eine zwischen dem zweiten Versorgungsanschluss (E2) und dem ersten Schaltungsknoten (K1) angeordnete erste Induktivität (L1), – einen zwischen dem ersten Schaltungsknoten (K1) und dem ersten Versorgungsanschluss (E1) angeordneten ersten ansteuerbaren Schalter (Q1), – eine zwischen dem zweiten Schaltungsknoten (K2) und dem ersten Versorgungsanschluss (E1) angeordnete zweite Induktivität (L2), – einen zwischen dem zweiten Schaltungsknoten (K2) und dem zweiten Ausgangsanschluss (A2) angeordneten zweiten ansteuerbaren Schalter (Q2), und – eine Steuereinrichtung (ST) zur Bereitstellung von Steuersignalen (q1, q2) zur Ansteuerung der beiden Schalter (Q1, Q2), dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung ferner einen zwischen dem zweiten Ausgangsanschluss (A2) und dem ersten Ausgangsanschluss (A1) angeordneten Transistor (Q3) und Mittel (OPAMP, Rs3) zur geregelten Einstellung eines über den Transistor (Q3) fließenden Stromes umfasst.Circuit arrangement for operating a capacitive load (P), comprising - a first supply terminal (E1) and a second supply terminal (E2) for applying a first supply potential (GND) or a second supply potential (VBAT), - a first output terminal (A1) and a second output terminal (A2) for connecting the load (P), the first output terminal (A1) being connected to the first supply terminal (E1), a capacitor arranged between a first circuit node (K1) and a second circuit node (K2) ( C), - a first inductance (L1) arranged between the second supply terminal (E2) and the first circuit node (K1), - a first controllable switch (Q1) arranged between the first circuit node (K1) and the first supply terminal (E1), - A between the second circuit node (K2) and the first supply terminal (E1) arranged second inductance (L2), - ei NEN between the second circuit node (K2) and the second output terminal (A2) arranged second controllable switch (Q2), and - a control device (ST) for providing control signals (q1, q2) for driving the two switches (Q1, Q2), characterized in that the circuit arrangement further comprises a transistor (Q3) arranged between the second output terminal (A2) and the first output terminal (A1) and means (OPAMP, Rs3) for controlled adjustment of a current flowing through the transistor (Q3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer kapazitiven Last, wie z. B. eines piezoelektrischen Stellgliedes.The present invention relates to a circuit arrangement for operating a capacitive load, such. B. a piezoelectric actuator.

Derartige Schaltungsanordnungen sind in vielfältigen Ausführungen insbesondere aus dem Bereich der Automobilelektronik bekannt, und zwar zum Betrieb von piezoelektrischen Stellgliedern in Kraftstoffinjektoren. Bedingt durch die dort gestellten hohen Anforderungen hinsichtlich eines raschen, exakten und reproduzierbaren Öffnens und Schließens von Kraftstoffeinspritzventilen sind die bekannten Schaltungsanordnungen jedoch relativ aufwändig gestaltet.Such circuit arrangements are known in various embodiments, in particular from the field of automotive electronics, namely for the operation of piezoelectric actuators in fuel injectors. Due to the high demands placed there in terms of a rapid, exact and reproducible opening and closing of fuel injection valves, however, the known circuit arrangements are designed relatively complex.

So offenbart die DE 101 47 168 A1 eine Wandlerschaltung mit einer Speicherdrossel, der eine primäre Speicherkapazität vorgeschaltet und eine sekundäre Speicherkapazität, insbesondere ein Piezoaktor, nachgeschaltet ist. Durch Betätigen eines primären Schaltelements und eines sekundären Schaltelements kann Energie von der primären Speicherkapazität auf die sekundäre Speicherkapazität übertragen und zurückgewonnen werden.So revealed the DE 101 47 168 A1 a converter circuit with a storage choke, which is connected upstream of a primary storage capacity and a secondary storage capacity, in particular a piezoelectric actuator, downstream. By actuating a primary switching element and a secondary switching element, energy can be transferred from the primary storage capacity to the secondary storage capacity and recovered.

Die EP 1 398 489 A1 offenbart eine primärgetaktete Sperrwandlerschaltung.The EP 1 398 489 A1 discloses a primary clocked flyback converter circuit.

Auch die DE 199 44 733 A1 und die DE 101 13 801 A1 offenbaren primär- und sekundär getaktete Sperrwandlerschaltungen, wobei diesen Sperrwandlerschaltungen primärseitig ein Kondensator parallelgeschaltet ist, um Energie beim Entladen eines lastseitigen Piezoaktors zurückgewinnen zu können.Also the DE 199 44 733 A1 and the DE 101 13 801 A1 disclose primary and secondary clocked flyback converter circuits, these flyback converter circuits on the primary side, a capacitor is connected in parallel to recover energy during discharge of a load-side piezoelectric actuator can.

Bei all diesen Wandlerschaltungen wird der lastseitige Piezoaktor über die sekundärseitige Drosselspule entladen.In all these converter circuits, the load-side piezoelectric actuator is discharged via the secondary-side choke coil.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfach aufgebaute Schaltungsanordnung zum Laden und kontrollierten Entladen einer kapazitiven Last bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention to provide a simple circuit arrangement for charging and controlled discharging of a capacitive load.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 3 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved according to the invention by a circuit arrangement according to claim 1 or 3. The dependent claims relate to advantageous developments of the invention.

Gemäß eines ersten Erfindungsaspekts umfasst die Schaltungsanordnung:

  • – einen ersten Versorgungsanschluss und einen zweiten Versorgungsanschluss zum Anlegen eines ersten Versorgungspotentials bzw. eines zweiten Versorgungspotentials,
  • – einen ersten Ausgangsanschluss und einen zweiten Ausgangsanschluss zum Anschluss der Last, wobei der erste Ausgangsanschluss mit dem ersten Versorgungsanschluss verbunden ist,
  • – einen zwischen einem ersten Schaltungsknoten und einem zweiten Schaltungsknoten angeordneten Kondensator,
  • – eine zwischen dem zweiten Versorgungsanschluss und dem ersten Schaltungsknoten angeordnete erste Induktivität,
  • – einen zwischen dem ersten Schaltungsknoten und dem ersten Versorgungsanschluss angeordneten ersten ansteuerbaren Schalter,
  • – eine zwischen dem zweiten Schaltungsknoten und dem ersten Versorgungsanschluss angeordnete zweite Induktivität,
  • – einen zwischen dem zweiten Schaltungsknoten und dem zweiten Ausgangsanschluss angeordneten zweiten ansteuerbaren Schalter,
  • – eine Steuereinrichtung zur Bereitstellung von Steuersignalen zur Ansteuerung der beiden Schalter, und
  • – einen zwischen dem zweiten Ausgangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss angeordneten Transistor und Mittel zur geregelten Einstellung eines über den Transistor fließenden Stromes.
According to a first aspect of the invention, the circuit arrangement comprises:
  • A first supply connection and a second supply connection for applying a first supply potential or a second supply potential,
  • A first output terminal and a second output terminal for connection of the load, wherein the first output terminal is connected to the first supply terminal,
  • A capacitor arranged between a first circuit node and a second circuit node,
  • A first inductor disposed between the second supply terminal and the first circuit node,
  • A first controllable switch disposed between the first circuit node and the first supply terminal,
  • A second inductor disposed between the second circuit node and the first supply terminal,
  • A second controllable switch disposed between the second circuit node and the second output terminal,
  • - A control device for providing control signals for controlling the two switches, and
  • A transistor arranged between the second output terminal and the first output terminal and means for controlled adjustment of a current flowing through the transistor.

In einer Weiterbildung des ersten Erfindungsaspekts sind die beiden Induktivitäten induktiv gekoppelt, also beispielsweise als auf einem gemeinsamen Kern gewickelte Spulen ausgebildet.In a development of the first aspect of the invention, the two inductances are inductively coupled, that is, for example, formed as coils wound on a common core.

Gemäß eines zweiten Erfindungsaspekts umfasst die Schaltungsanordnung:

  • – einen ersten Versorgungsanschluss und einen zweiten Versorgungsanschluss zum Anlegen eines ersten Versorgungspotentials bzw. eines zweiten Versorgungspotentials,
  • – einen ersten Ausgangsanschluss und einen zweiten Ausgangsanschluss zum Anschluss der Last, wobei der erste Ausgangsanschluss mit dem ersten Versorgungsanschluss verbunden ist,
  • – eine zwischen dem ersten Versorgungsanschluss und dem zweiten Versorgungsanschluss angeordnete Reihenschaltung aus einer ersten Induktivität und einem ersten ansteuerbaren Schalter,
  • – eine induktiv mit der ersten Induktivität gekoppelte zweite Induktivität, die einerseits mit dem ersten Versorgungsanschluss und andererseits über einen zweiten ansteuerbaren Schalter mit dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden ist,
  • – eine Steuereinrichtung zur Bereitstellung von Steuersignalen zur Ansteuerung der beiden Schalter, und
  • – einen zwischen dem zweiten Ausgangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss angeordneten Transistor und Mittel zur geregelten Einstellung eines über den Transistor fließenden Stromes.
According to a second aspect of the invention, the circuit arrangement comprises:
  • A first supply connection and a second supply connection for applying a first supply potential or a second supply potential,
  • A first output terminal and a second output terminal for connection of the load, wherein the first output terminal is connected to the first supply terminal,
  • A series circuit, which is arranged between the first supply connection and the second supply connection, and comprises a first inductance and a first controllable switch,
  • A second inductance which is inductively coupled to the first inductance and which is connected to the first supply terminal on the one hand and to the second output terminal via a second controllable switch on the other hand,
  • - A control device for providing control signals for controlling the two switches, and
  • A transistor arranged between the second output terminal and the first output terminal and means for controlled adjustment of a current flowing through the transistor.

In einer Weiterbildung umfasst die Schaltungsanordnung gemäß des zweiten Erfindungsaspekts ferner einen zwischen dem ersten Versorgungsanschluss und dem zweiten Versorgungsanschluss angeordneten Kondensator. In a further development, the circuit arrangement according to the second aspect of the invention further comprises a capacitor arranged between the first supply terminal and the second supply terminal.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann mit relativ wenigen Bauelementen und somit sehr einfach realisiert werden und erlaubt durch entsprechende Ansteuerung der beiden Schalter ein Aufladen und Entladen der kapazitiven Last mit im Prinzip beliebigen zeitlichen Verläufen eines entsprechenden Laststromes.The circuit arrangement according to the invention can be realized with relatively few components and thus very simple and allows by appropriate control of the two switches charging and discharging the capacitive load with in principle arbitrary temporal courses of a corresponding load current.

Darüber hinaus besitzt dieses Schaltungskonzept eine Reihe weiterer Vorteile, und zwar insbesondere bei einer Verwendung zur Ansteuerung eines piezoelektrischen Stellgliedes (z. B. in einem Proportionalventil).In addition, this circuit concept has a number of further advantages, especially when used to drive a piezoelectric actuator (eg in a proportional valve).

Gut geeignet ist die Erfindung z. B. zur Ansteuerung eines (im Vergleich zu Kraftstoffinjektoren) ”relativ langsamen” Stellgliedes in einem verstellbaren Fluidventil (z. B. Proportionalventil), beispielsweise in einem als Druckminderer vorgesehenen Gasventil. Ein piezobetätigtes einstellbares Gasventil kann z. B. als Druckminderer zwischen einem Brenngasreservoirbereich und einem Brenngaseinlassbereich einer gasbetriebenen Brennkraftmaschine (Gasmotor) eingesetzt werden. Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind zeitliche Änderungsraten der Ausgangsspannung (Lastspannung) erzielbar, die zur Ansteuerung eines solchen Druckminderungsventils vollkommen ausreichend sind (typisch im ms-Bereich).Well suited to the invention z. B. for controlling a (relative to fuel injectors) "relatively slow" actuator in an adjustable fluid valve (eg., Proportional valve), for example, in a provided as a pressure reducer gas valve. A piezobetätigtes adjustable gas valve can, for. Example, as a pressure reducer between a fuel gas reservoir area and a fuel gas inlet portion of a gas-fueled internal combustion engine (gas engine) are used. With the circuit arrangement according to the invention, temporal change rates of the output voltage (load voltage) can be achieved, which are completely sufficient for driving such a pressure reducing valve (typically in the ms range).

Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, aus einer relativ geringen Versorgungsspannung (= Differenz zwischen den beiden Versorgungspotentialen) eine zur Auslenkung eines Piezoaktors erforderliche höhere Spannung zu erzeugen. Dementsprechend ist auch der ausgangsseitige Spannungshub vorteilhaft sehr groß (weil die Ausgangsspannung auch auf 0 V reduziert werden kann).In addition, the circuit arrangement according to the invention makes it possible to generate from a relatively low supply voltage (= difference between the two supply potentials) a higher voltage required for the deflection of a piezoactuator. Accordingly, the output-side voltage swing is advantageously very large (because the output voltage can also be reduced to 0 V).

Weiterhin kann mit der Schaltungsanordnung eine konstante Ausgangsspannung in einfacher Weise über eine längere Zeit gehalten werden (z. B. auf einen Sollwert eingeregelt werden), was z. B. für die oben erwähnte Anwendung bei einem piezogetriebenen Druckminderer in der Praxis häufig vorkommt.Furthermore, the circuit arrangement can be used to hold a constant output voltage in a simple manner over a longer period of time (for example, it can be adjusted to a setpoint value). B. for the above-mentioned application in a piezo-driven pressure reducer often occurs in practice.

Trotz des extrem einfachen Aufbaus der Schaltungsanordnung kann die Verlustleistung im Betrieb relativ gering gehalten werden. Auch ist eine Rückgewinnung der in der kapazitiven Last gespeicherten elektrischen Energie beim Entladen der Last möglich und ermöglicht so ein verlustarmes Arbeiten in dynamischem Betriebsphasen-Stopp-Start.Despite the extremely simple construction of the circuit arrangement, the power loss during operation can be kept relatively low. It is also possible to recover the electrical energy stored in the capacitive load when the load is unloaded, thus enabling low-loss work in dynamic operating phase stop start.

In einer Ausführungsform werden die beiden Versorgungspotentiale von einer Batterie bereitgestellt, beispielsweise von einer in einem Kraftfahrzeug zur Versorgung eines elektrischen Bordnetzes vorgesehenen Batterie. In diesem Fall kann die Schaltungsanordnung z. B. zum Betreiben eines piezoelektrischen Stellgliedes im Bereich eines Antriebes des Kraftfahrzeuges vorgesehen sein (z. B. zum Betreiben eines Proportionalventils).In one embodiment, the two supply potentials are provided by a battery, for example by a battery provided in a motor vehicle for the supply of an electrical vehicle electrical system. In this case, the circuit arrangement z. B. for operating a piezoelectric actuator in the region of a drive of the motor vehicle may be provided (eg., To operate a proportional valve).

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schaltungskomponenten so ausgelegt sind, dass eine die Versorgungsspannung übersteigende Ausgangsspannung erzielbar ist. Eine solche Aufwärtswandlung von der Versorgungsspannung zur Ausgangsspannung ist z. B. in einer automobilen Anwendung besonders interessant, etwa wenn es darum geht, aus einem elektrischen Bordnetz mit relativ geringer Spannung (z. B. im Bereich von 12 V bis 16 V) ein piezoelektrisches Stellglied anzusteuern, welches typischerweise zur vollen Auslenkung relativ hohe Spannungen erfordert (z. B. mehr als 50 V, insbesondere mehr als 100 V).In one embodiment, it is provided that the circuit components are designed such that an output voltage exceeding the supply voltage can be achieved. Such an up-conversion of the supply voltage to the output voltage is z. As in an automotive application particularly interesting, such as when it comes to drive from an electrical system with relatively low voltage (eg., In the range of 12 V to 16 V), a piezoelectric actuator, which typically for full deflection relatively high voltages requires (eg more than 50 V, in particular more than 100 V).

Der erste ansteuerbare Schalter und/oder der zweite ansteuerbare Schalter können in einfacher Weise als Transistor, insbesondere Feldeffekttransistor (FET), ausgebildet sein. Falls ein Bipolartransistor eingesetzt wird, so ist im Hinblick auf geringe elektrische Verluste ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (”IGBT”) bevorzugt.The first controllable switch and / or the second controllable switch can be designed in a simple manner as a transistor, in particular a field effect transistor (FET). If a bipolar transistor is used, an insulated gate bipolar transistor ("IGBT") is preferred in view of low electrical losses.

Im Hinblick auf eine möglichst genaue Einstellung der Ausgangsspannung ist es von Vorteil, wenn Mittel zur Messung des über den ersten Schalter fließenden Stromes und/oder Mittel zur Messung des durch die Last fließenden Stromes vorgesehen sind. Ein solches Strommessmittel kann z. B. einen Shuntwiderstand umfassen, der im entsprechenden Strompfad angeordnet ist und dessen Spannungsabfall als für den fließenden Strom repräsentative Messgröße von einer Auswerteeinheit erfasst wird. Die Auswerteeinheit kann insbesondere einen Teil der zur Bereitstellung der Steuersignale für die beiden Schalter ohnehin vorgesehenen Steuereinrichtung sein.With regard to the most accurate possible adjustment of the output voltage, it is advantageous if means for measuring the current flowing through the first switch and / or means for measuring the current flowing through the load are provided. Such a current measuring means can, for. B. include a shunt resistor, which is arranged in the corresponding current path and whose voltage drop is detected as representative of the flowing current measured variable from an evaluation unit. In particular, the evaluation unit may be part of the control device provided anyway for providing the control signals for the two switches.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung weiter beschrieben. Es stellen dar:The invention will be further described by means of an embodiment with reference to the accompanying drawings. They show:

1 ein Schaltbild einer Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Piezoaktors gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels, und 1 a circuit diagram of a circuit arrangement for operating a piezoelectric actuator according to a first embodiment, and

2 ein Schaltbild einer Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Piezoaktors gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels. 2 a circuit diagram of a circuit arrangement for operating a piezoelectric actuator according to another embodiment.

1 zeigt eine Schaltungsanordnung 10 (Endstufe) zum Betreiben einer kapazitiven Last in Form eines Piezoaktors P. 1 shows a circuit arrangement 10 (Output stage) for operating a capacitive load in the form of a piezoelectric actuator P.

Die Schaltungsanordnung 10 umfasst Versorgungsanschlüsse E1 und E2 zum Anlegen von Versorgungspotentialen GND und VBAT, die hier z. B. aus einer Kraftfahrzeugbatterie bereitgestellt werden.The circuit arrangement 10 includes supply terminals E1 and E2 for applying supply potentials GND and VBAT, here z. B. be provided from a motor vehicle battery.

Die Versorgungsspannung (Differenz zwischen VBAT und GND) beträgt z. B. 12 V. Ausgangsseitig, zwischen Ausgangsanschlüssen A1 und A2, kann im Betrieb eine Ausgangsspannung (Lastspannung) für den Piezoaktor P eingestellt werden, die z. B. in einem Bereich von 0 V bis 200 V variabel ist.The supply voltage (difference between VBAT and GND) is z. B. 12 V. On the output side, between output terminals A1 and A2, an output voltage (load voltage) for the piezoelectric actuator P can be adjusted during operation, the z. B. in a range of 0 V to 200 V is variable.

Der Piezoaktor P dient z. B. zur Betätigung eines Druckminderers an einem Einlassbereich eines Gasmotors des Kraftfahrzeuges.The piezoelectric actuator P is used for. B. for actuating a pressure reducer at an inlet region of a gas engine of the motor vehicle.

Die Schaltungsanordnung 10 umfasst ferner

  • – einen zwischen einem ersten Schaltungsknoten K1 und einem zweiten Schaltungsknoten K2 angeordneten Kondensator C,
  • – eine zwischen dem zweiten Versorgungsanschluss E2 und dem ersten Schaltungsknoten K1 angeordnete erste Induktivität L1,
  • – einen zwischen dem ersten Schaltungsknoten K1 und dem ersten Versorgungsanschluss E1 angeordneten Schalttransistor Q1,
  • – eine zwischen dem zweiten Schaltungsknoten K2 und dem ersten Versorgungsanschluss E1 angeordnete zweite Induktivität L2,
  • – einen zwischen dem zweiten Schaltungsknoten K2 und dem zweiten Ausgangsanschluss A2 angeordneten zweiten Schalttransistor Q2, und
  • – eine Steuereinrichtung ST zur Bereitstellung von Steuersignalen q1 und q2 zur Ansteuerung der beiden Transistoren Q1 und Q2. Die Einrichtung ST bewirkt diese Ansteuerung auf Basis eines zugeführten Vorgabesignals S (welches z. B. von einer programmgesteuerten Rechnereinrichtung (z. B. Mikrocontroller) erzeugt wird).
The circuit arrangement 10 further includes
  • A capacitor C arranged between a first circuit node K1 and a second circuit node K2,
  • A first inductance L1 arranged between the second supply terminal E2 and the first circuit node K1,
  • A switching transistor Q1 arranged between the first circuit node K1 and the first supply terminal E1,
  • A second inductance L2 arranged between the second circuit node K2 and the first supply terminal E1,
  • A second switching transistor Q2 arranged between the second circuit node K2 and the second output terminal A2, and
  • A control device ST for providing control signals q1 and q2 for driving the two transistors Q1 and Q2. The device ST effects this activation on the basis of a supplied default signal S (which is generated, for example, by a program-controlled computer device (eg microcontroller)).

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dem ersten Transistor Q1 ein Strommesswiderstand Rs1 in Reihe geschaltet, dessen Spannungsabfall Us1 repräsentativ für den über Q1 fließenden Strom ist. Die Messgröße Us1 wird zur Verbesserung der Steuerungsgenauigkeit der Steuereinrichtung ST zugeführt.In the illustrated embodiment, the first transistor Q1, a current measuring resistor Rs1 is connected in series, the voltage drop Us1 is representative of the current flowing through Q1 current. The measured quantity Us1 is supplied to the control device ST for improving the control accuracy.

Außerdem wird im dargestellten Beispiel ein Spannungsabfall Us2 bei der Steuerung berücksichtigt, der an einem zweiten Strommesswiderstand Rs2 abfällt, der im Verbindungspfad zwischen dem ersten Versorgungsanschluss E1 und dem ersten Ausgangsanschluss A1 angeordnet ist. Us2 ist somit repräsentativ für den durch den Piezoaktor P fließenden Strom.In addition, in the illustrated example, a voltage drop Us2 is taken into account in the control, which drops at a second current measuring resistor Rs2, which is arranged in the connection path between the first supply terminal E1 and the first output terminal A1. Us2 is thus representative of the current flowing through the piezoelectric actuator P.

Gemäß einer einfachen Funktionsweise der Schaltungsanordnung 10 ist vorgesehen, dass ein Aufladen des Piezoaktors P durch einen getakteten Betrieb des ersten Transistors Q1 erfolgt, wohingegen ein Entladen der Last P durch einen getakteten Betrieb des zweiten Transistors Q2 erfolgt.In accordance with a simple mode of operation of the circuit arrangement 10 it is provided that a charging of the piezoelectric actuator P by a clocked operation of the first transistor Q1 takes place, whereas a discharging of the load P by a clocked operation of the second transistor Q2 takes place.

Hinsichtlich des Aufladevorganges ist anzumerken, dass die Schaltungsanordnung 10 im Wesentlichen wie ein so genannter SEPIC(”Single Ended Primary Inductance Converter”)-Wandler arbeitet. Die getaktete Aufladung lässt sich wie folgt beschreiben:
Wenn zu Beginn des Schaltungsbetriebs beide Transistoren Q1 und Q2 sperren, so stellt sich eine Ladespannung am Kondensator C ein, die der Versorgungsspannung entspricht. Am Knoten K1 herrscht das Potential VBAT und am Knoten K2 herrscht das Potential GND.
With regard to the charging process, it should be noted that the circuit arrangement 10 essentially like a so-called SEPIC (Single Ended Primary Inductance Converter) converter. The clocked charge can be described as follows:
If, at the beginning of the circuit operation, both transistors Q1 and Q2 are off, then a charging voltage is established at the capacitor C which corresponds to the supply voltage. At node K1 there is the potential VBAT and at node K2 the potential GND prevails.

Wenn nun Q1 eingeschaltet wird, so reduziert sich das Potential am Knoten K1 schlagartig auf GND. Dies hat zur Folge, dass ein allmählich ansteigender Strom von E2 über die erste Induktivität L1 (Drossel) und weiter über Q1 nach E1 fließt, und dass das Potential am Knoten K2 schlagartig auf einen Wert von –VBAT absinkt, also unter das Potential GND. Letzteres hat zur Folge, dass auch ein allmählich steigender Strom durch die zweite Induktivität L2 (zweite Drossel) von E1 zum Knoten K2 fließt. Im dargestellten Beispiel sind die Induktivitäten L1 und L2 gleich groß bemessen.Now, when Q1 is turned on, the potential at node K1 abruptly reduces to GND. This has the consequence that a gradually increasing current of E2 flows through the first inductance L1 (choke) and further via Q1 to E1, and that the potential at the node K2 abruptly drops to a value of -VBAT, that is below the potential GND. The latter has the consequence that also a gradually increasing current flows through the second inductance L2 (second choke) from E1 to the node K2. In the example shown, the inductances L1 and L2 are the same size.

Nach einer gewissen Zeit wird das Potential am Knoten K2 wieder etwa auf den Wert GND angestiegen sein, wobei in diesem Moment vergleichsweise große Ströme durch beide Induktivitäten L1 und L2 fließen.After a certain time, the potential at the node K2 will again rise to approximately the value GND, at which moment comparatively large currents flow through both inductances L1 and L2.

Wenn etwa in diesem Moment Q1 wieder ausgeschaltet wird, so führt der weiterhin durch L1 fließende Strom zu einer Erhöhung des am Knoten K1 herrschenden Potentials. Des weiteren kommt es zu einer Überhöhung des am Knoten K2 herrschenden Potentials (weit über den Wert von VBAT hinaus) und es fließt ein Laststrom von K2 über die intrinsische Source-Drain-Diode (nicht dargestellt) des Transistors Q2 und den Ausgangsanschluss A2 zum Piezoaktor P. In dieser Phase wird die Ausgangsspannung erhöht und der Piezoaktor P somit aufgeladen.If Q1 is switched off again at this moment, the current which continues to flow through L1 leads to an increase in the potential prevailing at node K1. Furthermore, there is an increase in the prevailing at the node K2 potential (far beyond the value of VBAT addition) and it flows a load current from K2 via the intrinsic source-drain diode (not shown) of the transistor Q2 and the output terminal A2 to the piezoelectric actuator P. In this phase, the output voltage is increased and the piezoelectric actuator P thus charged.

Durch wiederholtes Einschalten und Ausschalten von Q1 kann somit der Piezoaktor P in einem gewünschten Ausmaß aufgeladen werden bzw. eine gewünschte Ausgangsspannung (Lastspannung) eingestellt werden.Thus, by repetitively turning on and off Q1, the piezo actuator P can be charged to a desired extent or a desired output voltage (load voltage) can be set.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, in welchem der zweite Schalter Q2 als Feldeffekttransistor mit in beschriebener Weise gepolter ”intrinsischer Source-Drain-Diode” verwendet wird, erübrigt sich ein Einschalten von Q2 in der Aufladephase. Falls an dieser Stelle abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel ein ansteuerbarer Schalter ohne eine derartige intrinsische bzw. parallel zum Schalter angeordnete Diode verwendet wird, so muss der zweite Schalter Q2 dementsprechend in der Aufladephase eingeschaltet werden. In the illustrated embodiment, in which the second switch Q2 is used as a field-effect transistor with the "intrinsic source-drain diode" polarized in the described manner, switching on of Q2 in the charging phase is unnecessary. If, unlike the illustrated embodiment, a controllable switch without such an intrinsic or parallel to the switch diode is used at this point, the second switch Q2 must be turned on accordingly in the charging phase.

In einer Weiterbildung der beschriebenen Ansteuerung der Transistoren Q1 und Q2 wird der Transistor Q2 während der Aufladephase aktiv eingeschaltet, um den Flusswiderstand und somit die Verluste in jeder Aufladephase zu reduzieren.In a development of the described control of the transistors Q1 and Q2, the transistor Q2 is actively turned on during the charging phase in order to reduce the flow resistance and thus the losses in each charging phase.

Um die Ausgangsspannung zwischen den Ausgangsanschlüssen A1 und A2 konstant zu halten und somit die im Piezoaktor P gespeicherte Ladung konstant zu halten, werden beide Schalter Q1 und Q2 einfach ausgeschaltet (geöffnet). Um eine allmähliche unerwünschte Entladung z. B. durch Leckströme zu kompensieren, kann die Ausgangsspannung überwacht und auf Basis der Überwachung nachgestellt werden.In order to keep the output voltage between the output terminals A1 and A2 constant and thus keep the charge stored in the piezo actuator P constant, both switches Q1 and Q2 are simply turned off (opened). To a gradual unwanted discharge z. B. to compensate for leakage currents, the output voltage can be monitored and adjusted based on the monitoring.

Um die Ausgangsspannung wieder zu verringern und somit den Piezoaktor P zu entladen, wird der Transistor Q2 dauerhaft oder getaktet eingeschaltet. In dieser Weise kann ein gewünschter zeitlicher Entladungsverlauf bewerkstelligt werden.In order to reduce the output voltage again and thus to discharge the piezoelectric actuator P, the transistor Q2 is switched on permanently or clocked. In this way, a desired temporal discharge curve can be accomplished.

Im Hinblick auf eine möglichst genaue Ansteuerung der beiden Schalter Q1 und Q2 zwecks möglichst präziser Einstellung der Ausgangsspannung ist es von Vorteil, die oben bereits erwähnten Strommesssignale Us1 und Us2 bei der Bestimmung der Schaltzeitpunkte durch die Steuereinrichtung ST zu nutzen.With a view to the most accurate possible control of the two switches Q1 and Q2 for the most precise setting of the output voltage, it is advantageous to use the above-mentioned current measurement signals Us1 and Us2 in the determination of the switching times by the control device ST.

Alternativ oder zusätzlich kommt in Betracht, andere Messsignale im Bereich der dargestellten Schaltung zur Bestimmung von optimierten Schaltzeitpunkten zu erfassen. In dieser Hinsicht ist z. B. die Erfassung der Ausgangsspannung in vielen Fällen vorteilhaft, etwa zur Realisierung einer Regelschleife, durch welche die Ausgangsspannung auf einen Sollwert eingestellt wird.Alternatively or additionally, it is possible to detect other measurement signals in the region of the illustrated circuit for the determination of optimized switching times. In this regard, z. B. the detection of the output voltage in many cases advantageous, such as to realize a control loop, by which the output voltage is set to a desired value.

Bei der nachfolgenden Beschreibung eines weiteren Ausführungsbeispiels werden für gleichwirkende Schaltungskomponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet. Dabei wird im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel eingegangen und im Übrigen hiermit ausdrücklich auf die Beschreibung des vorangegangenen Ausführungsbeispiels verwiesen.In the following description of a further embodiment, the same reference numerals are used for equivalent circuit components. In this case, essentially only the differences from the exemplary embodiment already described will be discussed and, moreover, reference is hereby explicitly made to the description of the preceding exemplary embodiment.

2 zeigt eine Schaltungsanordnung 10a (Endstufe) zum Betreiben eines Piezoaktors P. 2 shows a circuit arrangement 10a (Power amplifier) for operating a piezoelectric actuator P.

Die Schaltungsanordnung 10a umfasst

  • – einen ersten Versorgungsanschluss E1 und einen zweiten Versorgungsanschluss E2 zum Anlegen eines ersten Versorgungspotentials GND bzw. eines zweiten Versorgungspotentials VBAT,
  • – einen ersten Ausgangsanschluss A1 und einen zweiten Ausgangsanschluss A2 zum Anschluss der Last P, wobei der erste Ausgangsanschluss A1 mit dem ersten Versorgungsanschluss E1 verbunden ist,
  • – eine zwischen dem ersten Versorgungsanschluss E1 und dem zweiten Versorgungsanschluss E2 angeordnete Reihenschaltung aus einer ersten Induktivität L1 und einem ersten Schalttransistor Q1,
  • – eine induktiv mit der ersten Induktivität L1 gekoppelte zweite Induktivität L2, die einerseits mit dem ersten Versorgungsanschluss E1 und andererseits über einen zweiten Schalttransistor Q2 mit dem zweiten Ausgangsanschluss A2 verbunden ist, wobei die beiden Induktivitäten einen Transformator bilden, und
  • – eine Steuereinrichtung ST zur Bereitstellung von Steuersignalen q1, q2 zur Ansteuerung der beiden Schalter Q1, Q2. Die Einrichtung ST bewirkt diese Ansteuerung auf Basis eines Vorgabesignals S (wie oben für das Beispiel gemäß 1 bereits beschrieben).
The circuit arrangement 10a includes
  • A first supply connection E1 and a second supply connection E2 for applying a first supply potential GND or a second supply potential VBAT,
  • A first output terminal A1 and a second output terminal A2 for connecting the load P, the first output terminal A1 being connected to the first supply terminal E1,
  • A series arrangement of a first inductance L1 and a first switching transistor Q1 arranged between the first supply terminal E1 and the second supply terminal E2,
  • A second inductance L 2 inductively coupled to the first inductance L 1, which is connected to the first supply terminal E 1 on the one hand and to the second output terminal A 2 via a second switching transistor Q 2, the two inductances forming a transformer, and
  • - A control device ST for providing control signals q1, q2 for controlling the two switches Q1, Q2. The device ST effects this activation on the basis of a default signal S (as described above for the example according to FIG 1 already described).

Zur Messung von Strömen, die durch den ersten Transistor Q1 bzw. durch den Piezoaktor P fließen, sind Strommesswiderstände Rs1 und Rs2 vorgesehen.For measuring currents flowing through the first transistor Q1 and through the piezoelectric actuator P, current measuring resistors Rs1 and Rs2 are provided.

Gemäß einer einfachen Funktionsweise der Schaltungsanordnung 10a ist vorgesehen, dass ein Aufladen des Piezoaktors P durch einen getakteten Betrieb des ersten Transistors Q1 und des zweiten Transistors Q2 erfolgt, wohingegen ein Entladen der Last P z. B. mittels des zweiten Transistors Q2 erfolgt, der hierfür z. B. getaktet oder dauerhaft betrieben werden kann.In accordance with a simple mode of operation of the circuit arrangement 10a is provided that a charging of the piezoelectric actuator P by a clocked operation of the first transistor Q1 and the second transistor Q2 takes place, whereas a discharge of the load P z. B. by means of the second transistor Q2, the z. B. clocked or can be operated permanently.

Hinsichtlich des Aufladevorganges ist anzumerken, dass die Schaltungsanordnung 10a im Wesentlichen wie ein so genannter Sperrwandler arbeitet.With regard to the charging process, it should be noted that the circuit arrangement 10a essentially like a so-called flyback converter works.

Zur Pufferung der Versorgungsspannung VBAT-GND ist im dargestellten Beispiel ein Kondensator C vorgesehen, der zwischen den beiden Versorgungsanschlüssen E1 und E2 angeordnet ist.To buffer the supply voltage VBAT-GND, a capacitor C is provided in the illustrated example, which is arranged between the two supply terminals E1 and E2.

Die getaktete Aufladung des Piezoaktors P lässt sich wie folgt beschreiben:
Wenn zu Beginn des Schaltungsbetriebs der Transistor Q1 sperrt, so stellt sich eine Ladespannung am Kondensator C ein, die der Versorgungsspannung entspricht. Der Kondensator C ist hier so dimensioniert, dass dessen Ladespannung im Schaltungsbetrieb im Wesentlichen konstant bleibt.
The clocked charge of the piezoelectric actuator P can be described as follows:
If, at the beginning of the circuit operation, the transistor Q1 is turned off, a charging voltage is established at Capacitor C on, which corresponds to the supply voltage. The capacitor C is dimensioned here such that its charging voltage remains essentially constant in circuit operation.

Wenn nun Q1 eingeschaltet wird, so fließt ein allmählich ansteigender Strom von E2 über die erste Induktivität L1 (Primärseite des Transformators) und weiter über Q1 nach E1. Die induktiv gekoppelte Induktivität L2 (Sekundärseite des Transformators) ist so angeordnet (gewickelt), dass die darin induzierte Spannung versucht, einen Strom von A2 über Q2, L nach A1 fließen zu lassen. Ein solcher Stromfluss findet jedoch nicht statt, da in dieser Phase durch die Steuereinrichtung ST ein Steuersignal q2 ausgegeben wird, welches ein Sperren des Transistors Q2 bewirkt.Now, when Q1 is turned on, a gradually increasing current flows from E2 via the first inductance L1 (primary side of the transformer) and further via Q1 to E1. The inductively coupled inductor L2 (secondary side of the transformer) is arranged (wound) such that the voltage induced therein attempts to flow a current from A2 via Q2, L to A1. However, such a current flow does not take place, since in this phase by the control device ST, a control signal q2 is output, which causes a blocking of the transistor Q2.

Nach einer gewissen Zeit fließt ein vergleichsweise großer Strom durch die Induktivität L1.After a certain time, a comparatively large current flows through the inductance L1.

Wenn dann Q1 wieder ausgeschaltet wird und der Primärstrom zusammenbricht, so wird in der zweiten Induktivität L2 eine relativ große Spannung induziert, so dass ein Laststrom von L2 über den (hierfür eingeschalteten) zweiten Transistor Q2 und den Ausgangsanschluss A2 zum Piezoaktor P fließt. In dieser Phase wird die Ausgangsspannung erhöht und der Piezoaktor P somit aufgeladen.Then, when Q1 is turned off again and the primary current collapses, a relatively large voltage is induced in the second inductor L2, so that a load current of L2 flows through the second transistor Q2 (turned on) and the output terminal A2 to the piezoactuator P. In this phase, the output voltage is increased and the piezoelectric actuator P thus charged.

Durch wiederholtes Einschalten und Ausschalten von Q1 (und entsprechend synchronisiertes Schalten von Q2) kann somit der Piezoaktor P in einem gewünschten Ausmaß aufgeladen werden bzw. eine gewünschte Ausgangsspannung (Lastspannung) eingestellt werden.Thus, by repetitively turning on and off Q1 (and correspondingly synchronizing switching of Q2), the piezo actuator P can be charged to a desired extent or a desired output voltage (load voltage) can be set.

Um die Ausgangsspannung zwischen den Ausgangsanschlüssen A1 und A2 konstant zu halten und somit die im Piezoaktor P gespeicherte Ladung konstant zu halten, werden beide Schalter Q1 und Q2 ausgeschaltet (geöffnet). Um eine allmähliche unerwünschte Entladung z. B. durch Leckströme zu kompensieren, kann die Ausgangsspannung überwacht und auf Basis der Überwachung nachgestellt werden.To keep the output voltage between the output terminals A1 and A2 constant and thus keep the charge stored in the piezo actuator P constant, both switches Q1 and Q2 are turned off (opened). To a gradual unwanted discharge z. B. to compensate for leakage currents, the output voltage can be monitored and adjusted based on the monitoring.

Um die Ausgangsspannung wieder zu verringern und somit den Piezoaktor P zu entladen, wird der Transistor Q2 dauerhaft oder getaktet eingeschaltet. In dieser Weise kann ein gewünschter zeitlicher Entladungsverlauf (und eine Energierückgewinnung in die Versorgung) bewerkstelligt werden.In order to reduce the output voltage again and thus to discharge the piezoelectric actuator P, the transistor Q2 is switched on permanently or clocked. In this way, a desired temporal discharge history (and energy recovery into the supply) can be accomplished.

Bei der Ansteuerung der beiden Schalter Q1 und Q2 werden die oben bereits erwähnten Strommesssignale Us1 und Us2 zur Bestimmung betriebsgünstiger Schaltzeitpunkte durch die Steuereinrichtung ST genutzt.When the two switches Q1 and Q2 are actuated, the current measurement signals Us1 and Us2 already mentioned above are used by the control device ST to determine advantageous switching times.

Im dargestellten Beispiel umfasst die Schaltungsanordnung ferner einen zwischen dem zweiten Ausgangsanschluss A2 und dem ersten Ausgangsanschluss A1 angeordneten Transistor Q3, mittels welchem eine zusätzlich nutzbare Entladepassage geschaffen ist. Alternativ oder zusätzlich zu einem Einschalten von Q2 kann der Entladevorgang somit auch durch Einschalten von Q3 initiiert werden (z. B. um ein rascheres Entladen des Piezoaktors P zu erzielen). Im dargestellten Beispiel ist dem Transistor ein Shuntwiderstand Rs3 in Reihe geschaltet, welcher den maximalen Entladestrom vorteilhaft begrenzt.In the illustrated example, the circuit arrangement further comprises a transistor Q3 arranged between the second output connection A2 and the first output connection A1, by means of which an additionally usable discharge passage is created. As an alternative or in addition to switching on Q2, the discharging process can thus also be initiated by switching on Q3 (eg in order to achieve faster discharging of the piezoactuator P). In the example shown, a shunt resistor Rs3 is connected in series with the transistor, which advantageously limits the maximum discharge current.

Eine Besonderheit der dargestellten, mittels Q3 und Rs3 realisierten Entladepassage besteht darin, dass die Ansteuerung des Transistors Q3 nicht durch direktes Anlegen eines von der Einrichtung ST bereitgestellten Steuersignals q3 an den Steuereingang (hier: Gate) des Transistors Q3 bewerkstelligt wird, sondern mittels eines Operationsverstärkers OPAMP eine Entladestromregelung realisiert ist, bei welcher ein Spannungswert des Steuersignals q3 eine Vorgabe für den einzustellenden Entladestrom darstellt. Zu diesem Zweck wird das Signal q3 an einem nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OPAMP angelegt, von welchem ein invertierender Eingang mit dem Source-Anschluss von Q3 verbunden ist und ein Ausgangsanschluss mit dem Gate-Anschluss von Q3 verbunden ist. Außerdem ist der Source-Anschluss von Q3 nicht direkt sondern über den erwähnten Shuntwiderstand Rs3 mit dem Verbindungspfad von E1 nach A1 verbunden. Durch diese Maßnahmen stellt sich ein durch Q3 und Rs3 fließender Entladestrom in Abhängigkeit vom Steuersignal q3 ein.A peculiarity of the illustrated, realized by means of Q3 and Rs3 discharge passage is that the driving of the transistor Q3 is accomplished not by directly applying a provided by the device ST control signal q3 to the control input (here: gate) of the transistor Q3, but by means of an operational amplifier OPAMP a discharge current control is realized, in which a voltage value of the control signal q3 is a default for the discharge current to be set. For this purpose, the signal q3 is applied to a non-inverting input of the operational amplifier OPAMP, of which an inverting input is connected to the source terminal of Q3 and an output terminal is connected to the gate terminal of Q3. In addition, the source terminal of Q3 is not connected directly but via the mentioned shunt resistor Rs3 to the connection path from E1 to A1. As a result of these measures, a discharge current flowing through Q3 and Rs3 sets in as a function of the control signal q3.

Bei der Schaltungsanordnung 10a könnte auch die am Shuntwiderstand Rs3 abfallende Spannung bei der Ansteuerung berücksichtigt werden (z. B. alternativ oder zusätzlich zur Spannung Us2).In the circuit arrangement 10a The voltage dropping at the shunt resistor Rs3 could also be taken into account during the activation (for example as an alternative or in addition to the voltage Us2).

Eine zusätzliche Entladepassage (Q3) wie vorstehend für die Schaltungsanordnung 10a von 2 beschrieben, und deren Modifikationen bzw. Besonderheiten (Rs3, OPAMP, Nutzung der an Rs3 abfallenden Spannung), kann auch bei der oben beschriebenen Schaltungsanordnung 10 vorgesehen sein.An additional discharge passage (Q3) as above for the circuitry 10a from 2 and their modifications or peculiarities (Rs3, OPAMP, use of the voltage dropping across Rs3) can also be described in the circuit arrangement described above 10 be provided.

Zusammenfassend sind mit den beschriebenen Schaltungsanordnungen 10 und 10a jeweils einfach aufgebaute und somit kostengünstige Endstufen zur Ansteuerung eines Piezoaktors geschaffen. Die Schaltungsanordnungen sind nur einstufig und es ist kein nachgeschalteter Linearregler erforderlich. Es können prinzipiell beliebige Ausgangsspannungen und Eingangsspannungen eingestellt werden. Durch die kapazitive bzw. induktive Entkopplung zwischen Versorgungsseite und Ausgangsseite kann sichergestellt werden, dass in einem Fehlerfall kein hoher Strom oder eine hohe Spannung am Ausgang herrschen. Außerdem kann die in der Last gespeicherte Energie beim Entladen der Last zumindest teilweise wieder zurückgewonnen werden.In summary, with the described circuit arrangements 10 and 10a each created simple and therefore cost-effective power amplifiers for controlling a piezoelectric actuator. The circuit arrangements are only single-stage and there is no downstream linear regulator required. In principle, any output voltages and input voltages can be set. Due to the capacitive or inductive decoupling between the supply side and the output side, it can be ensured that, in the event of a fault, there is no high current or high voltage at the output. In addition, the energy stored in the load can be at least partially recovered when unloading the load.

Claims (11)

Schaltungsanordnung zum Betreiben einer kapazitiven Last (P), umfassend – einen ersten Versorgungsanschluss (E1) und einen zweiten Versorgungsanschluss (E2) zum Anlegen eines ersten Versorgungspotentials (GND) bzw. eines zweiten Versorgungspotentials (VBAT), – einen ersten Ausgangsanschluss (A1) und einen zweiten Ausgangsanschluss (A2) zum Anschluss der Last (P), wobei der erste Ausgangsanschluss (A1) mit dem ersten Versorgungsanschluss (E1) verbunden ist, – einen zwischen einem ersten Schaltungsknoten (K1) und einem zweiten Schaltungsknoten (K2) angeordneten Kondensator (C), – eine zwischen dem zweiten Versorgungsanschluss (E2) und dem ersten Schaltungsknoten (K1) angeordnete erste Induktivität (L1), – einen zwischen dem ersten Schaltungsknoten (K1) und dem ersten Versorgungsanschluss (E1) angeordneten ersten ansteuerbaren Schalter (Q1), – eine zwischen dem zweiten Schaltungsknoten (K2) und dem ersten Versorgungsanschluss (E1) angeordnete zweite Induktivität (L2), – einen zwischen dem zweiten Schaltungsknoten (K2) und dem zweiten Ausgangsanschluss (A2) angeordneten zweiten ansteuerbaren Schalter (Q2), und – eine Steuereinrichtung (ST) zur Bereitstellung von Steuersignalen (q1, q2) zur Ansteuerung der beiden Schalter (Q1, Q2), dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung ferner einen zwischen dem zweiten Ausgangsanschluss (A2) und dem ersten Ausgangsanschluss (A1) angeordneten Transistor (Q3) und Mittel (OPAMP, Rs3) zur geregelten Einstellung eines über den Transistor (Q3) fließenden Stromes umfasst.Circuit arrangement for operating a capacitive load (P), comprising - a first supply terminal (E1) and a second supply terminal (E2) for applying a first supply potential (GND) or a second supply potential (VBAT), - a first output terminal (A1) and a second output terminal (A2) for connecting the load (P), the first output terminal (A1) being connected to the first supply terminal (E1), a capacitor arranged between a first circuit node (K1) and a second circuit node (K2) ( C), - a first inductance (L1) arranged between the second supply terminal (E2) and the first circuit node (K1), - a first controllable switch (Q1) arranged between the first circuit node (K1) and the first supply terminal (E1), - A between the second circuit node (K2) and the first supply terminal (E1) arranged second inductance (L2), - ei NEN between the second circuit node (K2) and the second output terminal (A2) arranged second controllable switch (Q2), and - a control device (ST) for providing control signals (q1, q2) for driving the two switches (Q1, Q2), characterized in that the circuit arrangement further comprises a transistor (Q3) arranged between the second output terminal (A2) and the first output terminal (A1) and means (OPAMP, Rs3) for controlled adjustment of a current flowing through the transistor (Q3). Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die beiden Induktivitäten (L1, L2) induktiv gekoppelt sind.Circuit arrangement according to claim 1, wherein the two inductors (L1, L2) are inductively coupled. Schaltungsanordnung (10a) zum Betreiben einer kapazitiven Last (P), umfassend – einen ersten Versorgungsanschluss (E1) und einen zweiten Versorgungsanschluss (E2) zum Anlegen eines ersten Versorgungspotentials (GND) bzw. eines zweiten Versorgungspotentials (VBAT), – einen ersten Ausgangsanschluss (A1) und einen zweiten Ausgangsanschluss (A2) zum Anschluss der Last (P), wobei der erste Ausgangsanschluss (A1) mit dem ersten Versorgungsanschluss (E1) verbunden ist, – eine zwischen dem ersten Versorgungsanschluss (E1) und dem zweiten Versorgungsanschluss (E2) angeordnete Reihenschaltung aus einer ersten Induktivität (L1) und einem ersten ansteuerbaren Schalter (Q1), – eine induktiv mit der ersten Induktivität (L1) gekoppelte zweite Induktivität (L2), die einerseits mit dem ersten Versorgungsanschluss (E1) und andererseits über einen zweiten ansteuerbaren Schalter (Q2) mit dem zweiten Ausgangsanschluss (A2) verbunden ist, und – eine Steuereinrichtung (ST) zur Bereitstellung von Steuersignalen (q1, q2) zur Ansteuerung der beiden Schalter (Q1, Q2), wobei die Schaltungsanordnung ferner einen zwischen dem zweiten Ausgangsanschluss (A2) und dem ersten Ausgangsanschluss (A1) angeordneten Transistor (Q3) und Mittel (OPAMP, Rs3) zur geregelten Einstellung eines über den Transistor (Q3) fließenden Stromes umfasst.Circuit arrangement ( 10a ) for operating a capacitive load (P), comprising - a first supply terminal (E1) and a second supply terminal (E2) for applying a first supply potential (GND) or a second supply potential (VBAT), - a first output terminal (A1) and a second output terminal (A2) for connecting the load (P), wherein the first output terminal (A1) is connected to the first supply terminal (E1), - a series circuit arranged between the first supply terminal (E1) and the second supply terminal (E2) a first inductance (L1) and a first controllable switch (Q1), a second inductance (L2) inductively coupled to the first inductance (L1), connected on the one hand to the first supply terminal (E1) and, on the other hand, via a second controllable switch (Q2 ) is connected to the second output terminal (A2), and - a control device (ST) for providing control signals (q1, q2 ) for driving the two switches (Q1, Q2), wherein the circuit arrangement further comprises a transistor (Q3) arranged between the second output terminal (A2) and the first output terminal (A1) and means (OPAMP, Rs3) for controlled setting of a via the transistor (Q3) flowing current. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, ferner umfassend einen zwischen dem ersten Versorgungsanschluss (E1) und dem zweiten Versorgungsanschluss (E2) angeordneten Kondensator (C).Circuit arrangement according to claim 3, further comprising a capacitor (C) arranged between the first supply terminal (E1) and the second supply terminal (E2). Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die beiden Versorgungspotentiale (GND, VBAT) von einer Batterie bereitgestellt werden.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, wherein the two supply potentials (GND, VBAT) are provided by a battery. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schaltungskomponenten so ausgelegt sind, dass eine die Versorgungsspannung (VBAT-GND) übersteigende Ausgangsspannung erzielbar ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, wherein the circuit components are designed so that a supply voltage (VBAT-GND) exceeding the output voltage can be achieved. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste ansteuerbare Schalter (Q1) und/oder der zweite ansteuerbare Schalter (Q2) als Transistor, insbesondere FET, ausgebildet ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, wherein the first controllable switch (Q1) and / or the second controllable switch (Q2) as a transistor, in particular FET, is formed. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Mittel (Rs1) zur Messung des über den ersten Schalter (Q1) fließenden Stromes und/oder Mittel (Rs2) zur Messung des durch die Last (P) fließenden Stromes vorgesehen sind.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, wherein means (Rs1) for measuring the current flowing through the first switch (Q1) and / or means (Rs2) for measuring the current flowing through the load (P) are provided. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Mittel (OPAMP, Rs3) zur Stromeinstellung einen in Reihe zum Transistor (Q3) geschalteten Shuntwiderstand (Rs3) und einen Operationsverstärker (OPAMP) umfassen, von welchem ein Ausgang mit einem Steuereingang des Transistors (Q3) und ein invertierender Eingang mit einem Schaltungsknoten zwischen Transistor (Q3) und Shuntwiderstand (Rs3) verbunden ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, wherein the means (OPAMP, Rs3) for current adjustment comprise a shunt resistor (Rs3) connected in series with the transistor (Q3) and an operational amplifier (OPAMP) of which an output is connected to a control input of the transistor (Q3). and an inverting input is connected to a circuit node between transistor (Q3) and shunt resistor (Rs3). Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, wobei die Steuereinrichtung (ST) dazu ausgebildet ist, eine am Shuntwiderstand (Rs3) abfallende Spannung bei der Ansteuerung zu berücksichtigen. Circuit arrangement according to claim 9, wherein the control device (ST) is designed to take into account a voltage drop across the shunt resistor (Rs3) during the activation. Verwendung einer Schaltungsanordnung (10, 10a) nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Ansteuerung eines piezoelektrischen Stellgliedes.Use of a circuit arrangement ( 10 . 10a ) according to one of the preceding claims for driving a piezoelectric actuator.
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