DE102008023515A1 - Voltage transformer circuit for e.g. feeding power into coil, has feedback circuit comprising coupling element, which provides stronger coupling effect in start phase of circuit than after start phase - Google Patents

Voltage transformer circuit for e.g. feeding power into coil, has feedback circuit comprising coupling element, which provides stronger coupling effect in start phase of circuit than after start phase Download PDF

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Loreto Mateu
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Abstract

The circuit (10) has a circuit arrangement (15) with switches e.g. MOSFET, connected parallel to each other. A feedback circuit (20) provides a feedback signal as a function of a change in energy stored in an energy accumulator (12) i.e. coil, or as a function of an amount of energy stored in the accumulator. The feedback circuit has a switchable coupling element (24) i.e. start-up aid, to couple the feedback signal to a controller connection of one of the switches. The coupling element provides a stronger coupling effect in a start phase of the circuit than after the start phase. An independent claim is also included for a method for feeding power into an energy accumulator in a pulsed manner.

Description

Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung beziehen sich auf eine Spannungswandlerschaltung zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher, basierend auf einer Eingangsspannung. Solch eine Spannungswandlerschaltung kann beispielsweise im Zusammenhang mit einer Aufwärtswandlung einer Ausgangsspannung einer Energiequelle, wie z. B. der eines Thermogenerators oder einer Solarzelle eingesetzt werden. Ferner beziehen sich Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung auf ein Verfahren zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher.embodiments according to the invention to a voltage converter circuit for clocked supplying Energy to an energy storage, based on an input voltage. Such a voltage converter circuit may be related, for example with an up-conversion an output voltage of a power source, such as. B. the one Thermogenerators or a solar cell can be used. Further refer to embodiments according to the present invention to a method for pulsed supply of energy to an energy storage.

Das technische Einsatzgebiet von Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung kann beispielsweise eine Spannungswandlerschaltung sein, die bereits bei einer geringen bzw. geringeren Eingangsspannung diese Spannung bezüglich ihres Spannungswertes wandeln kann. Bei Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung kann es sich um einen Aufwärtsspannungswandler mit gekoppelten Spulen handeln, der an seinem Ausgang eine höhere Spannung zur Verfügung stellt, als an seinem Eingang anliegt. Dabei kann der Spannungswandler mit Energiequellen, wie z. B. Thermogeneratoren oder Solarzellen, gekoppelt sein, die nur eine sehr geringe Ausgangsspannung als Eingangspannung für den Spannungswandler liefern. Durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Spannungswandlerschaltung können bei noch geringen Abmessungen des Spannungsübertragers hohe Wirkungsgrade erreicht werden.The Technical application of embodiments according to the invention may for example be a voltage converter circuit already at a low or lower input voltage this voltage in terms of can change their voltage value. In embodiments according to the invention it can be an up-voltage converter act with coupled coils, which has a higher voltage at its output to disposal as it rests against its entrance. In this case, the voltage converter with energy sources, such. B. thermal generators or solar cells, be coupled, which has only a very low output voltage as the input voltage for the voltage converter deliver. By using a voltage converter circuit according to the invention can at even small dimensions of the voltage transformer high efficiencies be achieved.

Herkömmliche DC-DC-Aufwärtswandler sind als integrierte Schaltung erhältlich, die ab einer Eingangsspannung von ca. 300 mV arbeiten. Der Wirkungsgrad dieser DC-DC-Aufwärtswandler ist dabei jedoch meist gering. DC-DC-Aufwärtswandler, die bei kommerziellen Geräten wie z. B. Handys, Laptops, usw. eingesetzt werden, sind bis auf mindestens eine externe Spule voll integriert auf einem Chip erhältlich. Sie bieten hohe Wirkungsgrade bei Eingangsspannungen über 1,8 V. Darunter liegende Eingangsspannungen bewirken bei ihnen jedoch meist eine rapide Abnahme der Effizienz. Dies bedeutet, dass Energiequellen, wie z. B. Solarzellen und Thermogeneratoren, kaskadiert verschaltet werden müssen, um eine brauchbare Spannung für einen DC-DC-Konverter bzw. Aufwärtswandler zu liefern. Insbesondere bei den Thermogeneratoren ist dies nur begrenzt möglich, wenn man die Abmessungen des Gesamtsystems gering halten will. Es besteht also ein Bedarf an einer Spannungswandlerschaltung für Energiequellen, die nur eine sehr geringe Ausgangsspannung liefern, wobei diese geringe Ausgangsspannung mit hoher Effizienz in eine geänderte Ausgangsspannung der Spannungswandlerschaltung, bei gleichzeitiger geringer Abmessung, gewandelt werden kann.conventional DC-DC boost converter are available as an integrated circuit, starting from an input voltage of about 300 mV work. The efficiency of these DC-DC boost converters but is usually low. DC-DC boost converter, the at commercial devices such as As cell phones, laptops, etc., are used up At least one external coil fully integrated on a chip available. They offer high efficiencies at input voltages over 1.8 V. Underlying input voltages cause with them however usually a rapid decrease in efficiency. This means that energy sources, such as As solar cells and thermal generators, cascaded interconnected Need to become, for a usable voltage for a DC-DC converter or boost converter to deliver. This is only the case with the thermal generators limited possible, if you want to keep the dimensions of the overall system low. It Thus, there is a need for a voltage converter circuit for energy sources, which provide only a very low output voltage, these low output voltage with high efficiency in a changed output voltage the voltage converter circuit, at the same time small size, converted can be.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannungswandlerschaltung zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher, basierend auf einer Eingangsspannung zu schaffen, wobei das getaktete Zuführen von Energie mit hoher Effizienz und schon bei einer vergleichsweise geringen Eingangsspannung durchführbar ist.It The object of the present invention is a voltage converter circuit for clocked feeding from energy to an energy storage, based on an input voltage creating, with the clocked supplying energy with high efficiency and already at a comparatively low input voltage is feasible.

Ferner ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher basierend auf einer Eingangsspannung, die an einem Eingang einer Spannungswandlerschaltung anliegt, zu schaffen.Further it is the object of the present invention a method for clocked feeding of Energy to an energy storage based on an input voltage, which is applied to an input of a voltage converter circuit to create.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Spannungswandlerschaltung gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 40.These Task is solved by a voltage converter circuit according to claim 1 and by a Method according to claim 40th

Die vorliegende Erfindung schafft eine Spannungswandlerschaltung zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher, basierend auf einer Eingangsspannung, die an einem Eingang der Spannungswandlerschaltung anliegt. Die Spannungswandlerschaltung umfasst einen Energiespeicher und eine Schalteranordnung, wobei die Schalteranordnung einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter aufweist, die zueinander parallel geschaltet sind. Die Schalteranordnung ist mit dem Energiespeicher gekoppelt. Der erste Schalter weist eine betragsmäßig kleinere Einschaltspannung auf, als der zweite Schalter. Ein Steueranschluss des ersten Schalters ist so beschaltet, dass der erste Schalter in einer Startphase der Spannungswandlerschaltung aktiv ist, um den Energiespeicher Energie zuzuführen. Ein Steueranschluss des zweiten Schalters ist so beschaltet, dass der zweite Schalter nach der Startphase aktiv ist, um dem Energiespeicher in getakteter Weise Energie zuzuführen.The The present invention provides a voltage converter circuit for clocked feeding of Energy to an energy storage, based on an input voltage, which is applied to an input of the voltage converter circuit. The Voltage converter circuit comprises an energy store and a Switch arrangement, wherein the switch arrangement comprises a first switch and a second switch connected in parallel with each other are. The switch arrangement is coupled to the energy store. The first switch has a smaller turn-on voltage on, as the second switch. A control terminal of the first switch is wired so that the first switch in a starting phase of Voltage converter circuit is active to energy the energy storage supply. A control terminal of the second switch is connected so that the second switch is active after the start phase to the energy storage to supply energy in a timed manner.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher, basierend auf einer Eingangsspannung, die an einem Eingang einer Spannungswandlerschaltung anliegt. Das Verfahren weist einen Schritt des Zuführens von Energie zu dem Energiespeicher der Spannungswandlerschaltung in einer Startphase durch Aktivieren eines ersten Schalters auf, wobei der erste Schalter eine betragsmäßig kleinere Einschaltspannung aufweist, als ein zweiter Schalter. Ferner weist das Verfahren ein Zuführen von Energie, in getakteter Weise, zu dem Energiespeicher der Spannungswandlerschaltung nach der Startphase durch Aktivieren des zweiten Schalters. Der zweite Schalter ist zu dem ersten Schalter parallel geschaltet und weist eine betragsmäßig größere Einschaltspannung auf, als der erste Schalter.The The present invention further provides a method of clocked Respectively from energy to an energy storage, based on an input voltage, which is applied to an input of a voltage converter circuit. The Method includes a step of supplying energy to the energy storage the voltage converter circuit in a start phase by activating a first switch, wherein the first switch a smaller amount Turning on, as a second switch. Further points the method involves feeding Energy, in clocked manner, to the energy storage of the voltage converter circuit after the start-up phase by activating the second switch. Of the second switch is connected in parallel to the first switch and has a magnitude larger turn-on voltage on, as the first switch.

Einige Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung bieten die Möglichkeit, dass der Energiespeicher zum Beispiel induktiv oder kapazitiv mit einer Rückkopplungsschaltung gekoppelt ist, so dass die Spannungswandlerschaltung zu selbstschwingenden Oszillationen anregbar ist, wodurch eine Arbeitsfrequenz des getakteten Zuführens von Energie bestimmt ist.Some embodiments according to the present Invention provide the opportunity that the energy storage, for example, inductive or capacitive with a feedback circuit is coupled, so that the voltage converter circuit to self-oscillating Oscillations is excitable, causing a working frequency of the clocked feeding is determined by energy.

Einige Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung bieten außerdem den Vorteil, dass mit Hilfe einer Regelschaltung, die mit dem Steueranschluss des zweiten Transistors gekoppelt ist, eine Arbeitsfrequenz des getakteten Zuführens von Energie lastabhängig steuerbar ist.Some embodiments according to the present Invention also provide the advantage that with the help of a control circuit connected to the control terminal is coupled to the second transistor, an operating frequency of the clocked feeding of Energy load dependent is controllable.

Einige Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung bieten weiterhin den Vorteil, dass eine Rückkopplungsschaltung, die mit dem Energiespeicher induktiv gekoppelt ist, ein schaltbares kapazitives Element aufweist, welches ausgelegt ist, um in einer Startphase eine stärkere Kopplungswirkung zu bewirken, als nach der Startphase.Some embodiments according to the present The invention furthermore offers the advantage that a feedback circuit, which is inductively coupled to the energy storage, a switchable capacitive Element which is designed to be in a starting phase a stronger one Coupling effect to effect, as after the startup phase.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bieten ferner den Vorteil, dass bei Verwendung eines selbstleitenden Sperrschicht-Feldeffekt-Transistors (Junction-Field-Effect-Transistor, JFET) als erster Schalter und bei Verwendung eines Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistor (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor, MOSFET) als zweiter Schalter das Wandeln einer Spannung in der Startphase bereits bei einer niedrigen Eingangsspannung durch Aktivieren des selbstleitenden JFET startet und dass nach der Startphase, durch Aktivieren des MOSFET, das Wandeln eine hohe Effizienz aufweisen kann.embodiments The present invention also offers the advantage that when used a Self-conducting Junction Field Effect Transistor (JFET) as a first switch and when using a metal oxide semiconductor field effect transistor (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET) as a second switch, the conversion of a voltage in the starting phase already at a low input voltage by activating the self-starting JFET starts and that after the startup phase, through Enable the MOSFET, which has a high efficiency conversion can.

Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:embodiments according to the present The invention will be described below with reference to the accompanying drawings Drawings closer explained. Show it:

1 ein Blockschaltbild einer Spannungswandlerschaltung zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a block diagram of a voltage converter circuit for the clocked supply of energy to an energy store according to an embodiment of the present invention;

2 ein weiteres Blockschaltbild einer Spannungswandlerschaltung mit einer Rückkopplungsschaltung, einer Regelschaltung, einer Ausgangskapazität und einem steuerbaren Gleichrichter zwischen dem Energiespeicher und der Ausgangskapazität, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 a further block diagram of a voltage converter circuit having a feedback circuit, a control circuit, an output capacitance and a controllable rectifier between the energy storage and the output capacitance, according to another embodiment of the present invention;

3 ein Schaltbild einer Spannungswandlerschaltung zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 a circuit diagram of a voltage converter circuit for the clocked supply of energy to an energy storage, according to another embodiment of the present invention;

4 Strom-/Spannungsmesskurven an verschiedenen Schaltkreispunkten der Spannungswandlerschaltung aus 3; 4 Current / voltage curves at different circuit points of the voltage converter circuit off 3 ;

5 weitere Strom-/Spannungsmesskurven zu Beginn der getakteten Betriebsphase der Spannungswandlerschaltung gemäß 3; 5 Further current / voltage curves at the beginning of the clocked phase of operation of the voltage converter circuit according to 3 ;

6 eine graphische Darstellung eines getakteten Spannungsverlaufs an den Steueranschlüssen des ersten und zweiten Schalters, sowie an der ersten Spule und des entsprechenden Stroms in dem zweiten Transistor, während einer Betriebsphase der Spannungswandlerschaltung; 6 a graphical representation of a clocked voltage waveform at the control terminals of the first and second switches, as well as the first coil and the corresponding current in the second transistor, during an operating phase of the voltage converter circuit;

7 gemessene Strom-/Spannungsmesskurven der Ausgangsspannung, der Steuerspannung, sowie eine graphische Darstellung des getakteten Stromverlaufs über den zweiten Schalter und über eine gleichrichtende Diode, gemäß dem Ausführungsbeispiel in 3; und 7 Measured current / voltage curves of the output voltage, the control voltage, as well as a graphical representation of the clocked current waveform via the second switch and a rectifying diode, according to the embodiment in 3 ; and

8 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 8th a flowchart of a method for the clocked supply of energy to an energy storage, according to an embodiment of the present invention.

Bezüglich der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sollte beachtet werden, dass in den unterschiedlichen Figuren und in der gesamten Beschreibung für funktional identische bzw. gleich wirkende oder funktionsgleiche, äquivalente Elemente oder Schritte zur Vereinfachung durchgehend die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.Regarding the following description of the embodiments of the present Invention should be noted that in the different Figures and throughout the description for functionally identical or equivalent or functionally identical, equivalent elements or steps For simplicity, the same reference numerals are used throughout become.

Bei Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung können Spannungswandlerschaltungen für sehr niedrige Eingangsspannungen mit hoher Effizienz realisiert werden. Ein Vorteil dieser Schaltungen sind die kleinen Abmessungen, so dass auf einfache Art und Weise beispielsweise Thermogeneratoren zur Energiegewinnung im μW- bis mW-Bereich verwendet werden können.at embodiments according to the present Invention can Voltage transformer circuits for realized very low input voltages with high efficiency become. An advantage of these circuits are the small dimensions, so that in a simple way, for example, thermal generators for energy generation in μW-bis mW range can be used.

1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Spannungswandlerschaltung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Spannungswandlerschaltung 10 zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher basierend auf einer Eingangsspannung VDD, die an einem Eingang 14 der Spannungswandlerschaltung 10 anliegt, weist einen Energiespeicher 12 zum Speichern von Energie und eine Schalteranordnung 15 auf, die mit dem Energiespeicher 12 gekoppelt ist. Die Schalteranordnung 15 weist einen ersten Schalter 13 und einen zweiten Schalter 17 auf, die zueinander parallel geschaltet sind und mit dem Energiespeicher gekoppelt sind. Der erste Schalter 13 weist eine betragsmäßig kleinere Einschaltspannung auf, als der zweite Schalter 17. Ein Steueranschluss 13a des ersten Schalters ist dabei so beschaltet, dass der erste Schalter in einer Startphase der Spannungswandlerschaltung aktiv ist, um dem Energiespeicher Energie zuzuführen. Ein Steueranschluss 17a des zweiten Schalters 17 ist so geschaltet, dass der zweite Schalter nach der Startphase aktiv ist, um den Energiespeicher in getakteter Weise Energie zuzuführen. 1 shows a block diagram of an embodiment of a voltage converter circuit 10 according to the present invention. The voltage converter circuit 10 for clocking energy to an energy storage based on an input voltage VDD applied to an input 14 the voltage converter circuit 10 abuts, has an energy storage 12 for storing energy and a switch arrangement 15 on that with the energy store 12 is coupled. The switch arrangement 15 has a first switch 13 and a second switch 17 on, which are connected in parallel to each other and are coupled to the energy storage. The first switch 13 has a smaller turn-on voltage than the second one switch 17 , A control connection 13a The first switch is connected in such a way that the first switch is active in a starting phase of the voltage converter circuit in order to supply energy to the energy store. A control connection 17a of the second switch 17 is switched so that the second switch is active after the start-up phase to supply energy to the energy storage in a clocked manner.

Bei dem Energiespeicher 12 kann es sich beispielsweise um ein induktives Element, also z. B. eine Induktionsspule handeln. Beim Anlegen einer Eingangsspannung VDD an dem Eingang 14 der Spannungswandlerschaltung 10 kann dann beispielsweise in einer Startphase der erste Schalter 13 aktiv sein, also geschlossen sein, so dass ein zeitlich veränderlicher Strom, also beispielsweise ein zeitlich zunehmender Strom durch die Spule von dem Eingang 14 zu einem Referenzpotential VSS fließt und damit eine in einem Magnetfeld der Spule gespeicherte Energie ansteigt. Nach einer Startphase kann dann der Steueranschluss 17a des zweiten Schalters 17 aufgrund einer entsprechenden Beschaltung so angesteuert werden, dass der zweite Schalter 17 in getakteter Weise geschlossen und geöffnet wird. In den Phasen, in denen der zweite Schalter 17 geschlossen ist, können ebenfalls durch einen veränderlichen Stromfluss durch die Spule 12, dieser Spule 12 Magnetfeldenergie zugeführt werden. Der Strom kann bei geschlossenen ersten bzw. zweitem Schalter zu dem Referenzpotential VSS, bei dem es sich beispielsweise um ein Massepotential handeln kann, abfließen.In the energy storage 12 it may, for example, an inductive element, ie z. B. act an induction coil. When applying an input voltage VDD to the input 14 the voltage converter circuit 10 can then, for example, in a starting phase of the first switch 13 be active, so be closed, so that a time-varying current, so for example, a time-increasing current through the coil of the input 14 flows to a reference potential VSS and thus an energy stored in a magnetic field of the coil increases. After a start phase can then the control terminal 17a of the second switch 17 be driven so that the second switch 17 closed and opened in a clocked manner. In the phases in which the second switch 17 Closed, can also by a variable current flow through the coil 12 , this coil 12 Magnetic field energy to be supplied. The current can flow with closed first or second switch to the reference potential VSS, which may be, for example, a ground potential.

In einem anderen Ausführungsbeispiel kann es sich bei dem Energiespeicher beispielsweise um eine Spannungswandlerschaltung mit einem kapazitiven Energiespeicher 12 handeln. Diese Spannungswandlerschaltung kann dann beispielsweise in eine Ladungspumpe integriert werden. In Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann es sich also beispielsweise um eine induktive Wandlerschaltung oder eine kapazitive Spannungswandlerschaltung handeln. Enthält die Spannungswandlerschaltung einen Transformator mit gekoppelten Spulen, kann es sich bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung auch um einen DC-DC-Wandler handeln.In another exemplary embodiment, the energy store may, for example, be a voltage converter circuit with a capacitive energy store 12 act. This voltage converter circuit can then be integrated, for example, in a charge pump. In embodiments of the present invention may thus be, for example, an inductive converter circuit or a capacitive voltage converter circuit. If the voltage converter circuit includes a coupled coil transformer, some embodiments of the present invention may also be a DC-DC converter.

2 zeigt ein weiteres Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Spannungswandlerschaltung 10. Die Spannungswandlerschaltung 10 weist einen Energiespeicher 12 auf, der als induktives Element, als beispielsweise also eine erste Spule, bzw. erste Induktionsspule ausgelegt sein kann. Diese erste Induktionsspule 12 kann mit einem induktiven Element 22 einer Rückkopplungsschaltung 20 induktiv gekoppelt sein. D. h. durch eine Änderung der in der Induktionsspule gespeicherten Energie, also wenn durch die Induktionsspule 12 ein zeitlich veränderlicher Strom fließt, wird in dem induktiven Element 22 eine Spannung induziert. Die Rückkopplungsschaltung 20 kann ferner ein schaltbares Kopplungselement 24, z. B. ein schaltbares kapazitives Element aufweisen, welches ausgelegt ist, um in einer Startphase eine stärkere Kopplungswirkung zwischen dem induktiven Element 22 und dem Steueranschluss 17a des zweiten Schalters 17 bereitzustellen, als nach der Startphase. Die Rückkopplungsschaltung 20 kann ausgelegt sein, um über das kapazitive Element 24 eine Spannung an den Steueranschluss 17a des zweiten Schalters 17 zu koppeln, so dass der zweite Schalter 17 nach der Startphase aktiv ist bzw. angesteuert wird, um dem Energiespeicher 12, also der Induktionsspule, in getakteter Weise Energie zuzuführen. D. h. durch Anlegen einer über das kapazitive Element 24 eingekoppelten Spannung an den Steueranschluss 17a des zweiten Schalters kann der zweite Schalter beispielsweise geschlossen werden, so dass ein zeitlich veränderlicher Stromfluss durch die Spule 12 zu dem Referenzpotential VSS stattfindet, wodurch der Spule 12 eine magnetische Energie zugeführt wird. 2 shows a further block diagram of an embodiment of a voltage converter circuit 10 , The voltage converter circuit 10 has an energy storage 12 on, which can be designed as an inductive element, for example, as a first coil, or first induction coil. This first induction coil 12 can with an inductive element 22 a feedback circuit 20 be inductively coupled. Ie. by a change in the energy stored in the induction coil, that is, when passing through the induction coil 12 a time-varying current flows in the inductive element 22 induces a voltage. The feedback circuit 20 may further comprise a switchable coupling element 24 , z. B. have a switchable capacitive element which is designed to be in a start phase, a stronger coupling effect between the inductive element 22 and the control terminal 17a of the second switch 17 to provide, as after the startup phase. The feedback circuit 20 can be designed to talk about the capacitive element 24 a voltage to the control terminal 17a of the second switch 17 to pair, leaving the second switch 17 after the start phase is active or is driven to the energy storage 12 , So the induction coil to supply energy in a clocked manner. Ie. by applying a via the capacitive element 24 coupled voltage to the control terminal 17a of the second switch, the second switch can be closed, for example, so that a time-varying current flow through the coil 12 to the reference potential VSS, causing the coil 12 a magnetic energy is supplied.

Das schaltbare Kopplungselement, also z. B. das schaltbare kapazitive Element 24 der Rückkopplungsschaltung 20 kann beispielsweise ein Kondensator 24a sein, der in Reihe geschaltet ist mit einem dritten Schalter 24b. Der Steueranschluss des dritten Schalters 24b kann so beschaltet sein, dass der Schalter während der Startphase geschlossen ist, um so eine stärkere Kopplung über den Kondensator 24a zu dem Steueranschluss 17a des zweiten Schalters 17 zu erzielen, als nach einer Startphase, in der der dritte Schalter 24b geöffnet ist. Der Kondensator 24a trennt dabei den Gleichspannungsanteil der induzierten Spannung von dem Steueranschluss 17a des zweiten Schalters 17.The switchable coupling element, ie z. B. the switchable capacitive element 24 the feedback circuit 20 For example, a capacitor 24a which is connected in series with a third switch 24b , The control terminal of the third switch 24b can be wired so that the switch is closed during the start-up phase, so a stronger coupling across the capacitor 24a to the control terminal 17a of the second switch 17 to achieve, as after a starting phase, in which the third switch 24b is open. The capacitor 24a separates the DC component of the induced voltage from the control terminal 17a of the second switch 17 ,

In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Rückkopplungsschaltung 20 so ausgebildet sein, dass ein Anschluss des induktiven Elementes 22 mit einem weiteren kapazitiven Element 26 der Rückkopplungsschaltung 20 verbunden ist. Das kapazitive Element 26 kann ausgelegt sein, um in der Startphase durch eine induzierte Spannung an dem induktiven Element 22 ein Potential, gegenüber der Referenzpotential VSS, aufzubauen, so dass der Steueranschluss 13a des ersten Schalters 13, der ebenfalls mit dem induktiven Element 22 gekoppelt ist, so angesteuert wird, dass in der Startphase ein Zuführen von Energie auf die Induktionsspule 12 durch periodisches teilweises Öffnen und Schließen des ersten Schalters 13, vermindert wird, bis nach der Startphase ein Potential an dem kapazitiven Element 26 anliegt, so dass das Zuführen von Energie zu dem Energiespeicher 12 durch Öffnen des ersten Schalters 13 beendet ist.In a further embodiment, the feedback circuit 20 be formed so that a connection of the inductive element 22 with another capacitive element 26 the feedback circuit 20 connected is. The capacitive element 26 may be designed to be in the starting phase by an induced voltage at the inductive element 22 a potential, compared to the reference potential VSS, build up, so that the control terminal 13a the first switch 13 also with the inductive element 22 coupled, is so controlled that in the start phase, supplying energy to the induction coil 12 by periodically partially opening and closing the first switch 13 , is reduced until after the start phase, a potential at the capacitive element 26 is applied, so that the supply of energy to the energy storage 12 by opening the first switch 13 finished.

Bei dem ersten, dem zweiten und dem dritten Schalter kann es sich beispielsweise um Transistoren handeln. Bei dem ersten Schalter 13 kann es sich beispielsweise um einen Sperrschicht-Feld-Effekt-Transistor oder „Junction”-Feldeffekt-Transistor (JFET) handeln, also beispielsweise um einen selbstleitenden Transistor, der bereits bei einer Ansteuerspannung von 0 V eingeschaltet, also elektrisch leitend, ist. Der zweite Schalter kann beispielsweise ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistor (MOSFET) sein, beispielsweise ein NMOS-Transistor oder auch ein PMOS-Transistor. Bei dem dritten Schalter 24b kann es sich wieder um einen selbstleitenden JFET Transistor handeln.In the first, the second and the third Switches may be, for example, transistors. At the first switch 13 it may be, for example, a junction field effect transistor or "Junction" field effect transistor (JFET), so for example, a self-conducting transistor, which is already turned on at a drive voltage of 0 V, that is electrically conductive. The second switch may, for example, be a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), for example an NMOS transistor or also a PMOS transistor. At the third switch 24b Again, it may be a self-conducting JFET transistor.

Der erste Transistor 13 kann also ein selbstleitender Transistor sein, der bereits bei einer Steuerspannung bzw. Gate-Spannung von 0 V stromführend ist, und bei dem zweiten Schalter 17 kann es sich beispielsweise um einen MOSFET mit einer Einschaltspannung handeln, die höher ist als die Einschalt- bzw. Schwellspannung des ersten Transistors 17. In der Startphase der Spannungswandlerschaltung 10 kann nun zunächst nur der erste Transistor, beispielsweise der JFET 13, aktiv sein, da eine an dem Eingang 14 anliegende Spannung gering sein kann. Da der JFET ein selbstleitendes Bauelement ist, kann aber bereits ab einer Eingangsspannung knapp über 0 V über die Induktivität 12, also den Energiespeicher, ein Strom fließen. Somit steigt ein Strom über die Induktionsspule 12 bei der Inbetriebnahme des Wandlers an, so dass in der Induktionsspule 12 ein zeitlich veränderlicher Strom fließt und dadurch in dem induktiven Element 22 eine Spannung induziert wird. Durch die induzierte Spannung kann in diesem Ausführungsbeispiel ein negativer Strom in dem induktiven Element 22, das ebenfalls als Spule ausgebildet sein kann, induziert werden, so dass das kapazitive Element 26 mit einer geringen negativen Spannung aufgeladen wird. Da an dem Steueranschluss 13a des JFET-Transistors 13 ein PN-Übergang zu dem Referenzpotential VSS gegeben ist, kann sich im Laufe der Zeit eine geringe negative Spannung an dem kapazitiven Element 26 wegen des Diodengleichrichtungseffekts ausbilden. Zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Eingangsspannung VDD konstant wird, wird der Stromfluss in der Induktionsspule 12 konstant oder nimmt eine Änderungsgeschwindigkeit des Stroms ab, und es wird keine Spannung oder nur noch eine kleinere Spannung in dem induktiven Element 22 induziert. Da der Steueranschluss, also der Gate-Anschluss des JFET-Transistors 13 mit dem kapazitiven Element 26 gekoppelt ist, welches auf einem kleinen negativen Potential liegt, wird der Stromfluss durch den JFET reduziert, der Schalter 13 also geöffnet. Dadurch kann der konstante Stromfluss durch die Induktionsspule 12 reduziert werden. Deshalb kann wieder eine Spannung in die Rückkopplungsschaltung 20, über das gekoppelte induktive Element 22, induziert werden. Dieser Schaltzyklus kann sich nun bei einer konstanten Eingangsspannung wiederholen. Für den Strom, der durch die Induktionsspule 12 fließt, ergibt sich dann ein exponentieller Zusammenhang, mit einer Zeitkonstante, die unter anderem von einem seriellen Ersatzwiderstand der Energiequelle, die die Eingangsspannung 14 liefert, abhängt. Diese Zeitkonstante kann beispielsweise in der Größenordnung von Mikrosekunden sein, weshalb eine hohe negative Spannung in dem induktiven Element 22 induziert werden kann, bis der Stromfluss durch die Induktionsspule 12 seinen maximalen Wert erreicht. Da der Steueranschluss 13a, also der Gate-Anschluss des Sperrschicht-FETS 13, mit dem kapazitiven Element 26 verbunden bzw. gekoppelt ist, wird dann der Sperrschicht-FET wieder geschlossen, was zu einer Reduzierung des Stroms durch die Induktionsspule 12 führt. Der Zyklus kann sich dann wiederholen.The first transistor 13 can therefore be a normally-on transistor which is already energized at a control voltage or gate voltage of 0 V, and at the second switch 17 For example, it may be a MOSFET having a turn-on voltage which is higher than the turn-on or threshold voltage of the first transistor 17 , In the starting phase of the voltage converter circuit 10 can now only the first transistor, for example, the JFET 13 Be active as one at the entrance 14 applied voltage can be low. Since the JFET is a self-conducting component, but can already over an input voltage just above 0 V via the inductance 12 , so the energy storage, a current flow. Thus, a current through the induction coil increases 12 during commissioning of the converter, so that in the induction coil 12 a time varying current flows and thereby in the inductive element 22 a voltage is induced. By the induced voltage can in this embodiment, a negative current in the inductive element 22 , which may also be formed as a coil, are induced, so that the capacitive element 26 is charged with a low negative voltage. Because at the control terminal 13a of the JFET transistor 13 Given a PN junction to the reference potential VSS, over time, a small negative voltage at the capacitive element 26 because of the diode rectification effect. At the time when an input voltage VDD becomes constant, the current flow in the induction coil becomes 12 constant or decreases a rate of change of the current, and there is no voltage or only a smaller voltage in the inductive element 22 induced. Since the control terminal, so the gate terminal of the JFET transistor 13 with the capacitive element 26 coupled, which is at a small negative potential, the current flow through the JFET is reduced, the switch 13 so open. This allows the constant current flow through the induction coil 12 be reduced. Therefore, again, a voltage in the feedback circuit 20 , via the coupled inductive element 22 to be induced. This switching cycle can now be repeated at a constant input voltage. For the current passing through the induction coil 12 flows, then results in an exponential relation, with a time constant, which among other things of a serial replacement resistance of the energy source, which the input voltage 14 delivers, depends. This time constant may be on the order of microseconds, for example, which is why a high negative voltage in the inductive element 22 can be induced until the current flow through the induction coil 12 reached its maximum value. Because the control terminal 13a , that is, the gate terminal of the junction FET 13 , with the capacitive element 26 is coupled, then the junction FET is closed again, resulting in a reduction of the current through the induction coil 12 leads. The cycle can then be repeated.

Falls die Spannung über dem kapazitiven Element 26 einen gewissen negativen Wert unterschreitet, also beispielsweise geringer ist, als eine Einschaltspannung des ersten Schalters bzw. des ersten Transistors 13, wird der erste Transistor 13 nicht mehr eingeschaltet und der zweite Schalter 17 bzw. der MOSFET wird zum schaltenden Transistor. Nach der Startphase übernimmt also der zweite Schalter bzw. der MOSFET-Transistor 17 das getaktete Zuführen von Energie zu dem Energiespeicher 12.If the voltage across the capacitive element 26 falls below a certain negative value, that is, for example, less than a turn-on voltage of the first switch or the first transistor 13 , becomes the first transistor 13 no longer turned on and the second switch 17 or the MOSFET becomes the switching transistor. After the start phase, so the second switch or the MOSFET transistor takes over 17 the pulsed supply of energy to the energy storage 12 ,

Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann der Energiespeicher 12 mit der Rückkopplungsschaltung 20 so gekoppelt sein, so dass in Abhängigkeit einer Änderung der in dem Energiespeicher 12 gespeicherten Energie eine selbstschwingende Oszillation der Spannungswandlerschaltung angeregt werden kann. Der Energiespeicher kann beispielsweise also eine Induktionsspule sein, welche induktiv mit der Rückkopplungsschaltung gekoppelt ist, so dass in Abhängigkeit einer Änderung des in der Induktionsspule fließenden Stromes eine selbstschwingende Oszillation der Spannungswandlerschaltung angeregt wird. Die hier beschriebene DC-DC-Spannungswandlerschaltung ist also in Ausführungsbeispielen vom Grundkonzept her ein selbstschwingender Wandler, d. h. die Schalter bzw. Schalttransistoren werden nicht über eine aktive Schaltung angesteuert, sondern nur über gekoppelte Spulen eines Übertragers.According to embodiments of the present invention, the energy storage 12 with the feedback circuit 20 be coupled so that in response to a change in the energy storage 12 stored energy can be excited self-oscillating oscillation of the voltage converter circuit. The energy store may, for example, be an induction coil, which is inductively coupled to the feedback circuit, so that a self-oscillating oscillation of the voltage converter circuit is excited as a function of a change in the current flowing in the induction coil. The DC-DC voltage converter circuit described here is thus in embodiments of the basic concept forth a self-oscillating converter, ie, the switch or switching transistors are not driven via an active circuit, but only via coupled coils of a transformer.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Energiespeicher 12 mit einer Rückkopplungsschal tung 20 so gekoppelt sein, dass in Abhängigkeit von einer Änderung der in dem Energiespeicher gespeicherten Energie oder in Abhängigkeit von einer Menge der im Energiespeicher gespeicherten Energie ein Rückkopplungssignal entsteht, das die Spannungswandlerschaltung zu selbstschwingenden Oszillationen angeregt. Außerdem kann die Rückkopplungsschaltung 20 ein resistives Element 25a und ein kapazitives Element 26 aufweisen, so dass die Frequenz der selbstschwingenden Oszillation zum getakteten Zuführen von Energie zu dem Energiespeicher unter anderem von einer RC-Zeitkonstante der Rückkopplungsschaltung 20 abhängt.According to an embodiment of the present invention, the energy storage 12 with a feedback scarf device 20 be coupled so that in response to a change in the energy stored in the energy storage or in dependence on an amount of energy stored in the energy storage, a feedback signal is generated, which excites the voltage converter circuit to self-oscillating oscillations. In addition, the feedback circuit 20 a resis tive element 25a and a capacitive element 26 such that the frequency of the self-oscillating oscillation for pulsed supply of energy to the energy store, inter alia, from an RC time constant of the feedback circuit 20 depends.

Die Spannungswandlerschaltung zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher kann außerdem eine Regelschleife 27 aufweisen, die ausgebildet ist, um die Frequenz oder ein Tastverhältnis des Zuführens von Energie zu dem Energiespeicher nach der Startphase zu steuern. Dazu kann die Regelschleife 27 mit einem Steueranschluss 17a des zweiten Schalters 17 gekoppelt sein.The voltage converter circuit for pulsed supply of energy to an energy store may also include a control loop 27 configured to control the frequency or a duty cycle of supplying energy to the energy storage device after the startup phase. This may be the control loop 27 with a control connection 17a of the second switch 17 be coupled.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Spannungswandlerschaltung so ausgebildet sein, dass der Energiespeicher 12 über ein gleichrichtendes Element, also z. B. eine Diode, mit einer Ausgangskapazität 28 gekoppelt ist. An der Ausgangskapazität 28 kann dann in Abhängigkeit einer von dem Energiespeicher 12 übertragenen Ladung eine Ausgangsspannung Vout zur Verfügung gestellt werden. Diese Ausgangsspannung kann in Ausführungsbeispielen höher sein, als eine Eingangsspannung, die am Eingang der Spannungswandlerschaltung anliegt. Bei dem Gleichrichterelement 29 kann es sich um ein geschaltetes Gleichrichtungselement handeln, also beispielsweise um eine Diode, die parallel geschaltet ist mit einem Schalter. Beispielsweise kann es sich bei dem Schalter um einen Transistor handeln, dessen Steueranschluss in einer vorbestimmten Weise beschaltet ist.According to a further embodiment, the voltage converter circuit may be configured such that the energy store 12 about a rectifying element, so z. B. a diode, with an output capacitance 28 is coupled. At the output capacity 28 can then be a function of one of the energy storage 12 transferred charge an output voltage V out be made available. This output voltage may be higher in embodiments than an input voltage applied to the input of the voltage converter circuit. In the rectifier element 29 it can be a switched rectification element, for example, a diode connected in parallel with a switch. For example, the switch may be a transistor whose control terminal is connected in a predetermined manner.

Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann das Übertragen von Ladungen auf die Ausgangskapazität 28 so durchgeführt werden, dass nach der Startphase dem Energiespeicher 12 in getakteter Weise durch Schließen des zweiten Schalters 17 Energie zugeführt wird. In einer der getakteten Weise entgegengesetzten Weise können Ladungen von dem Energiespeicher auf die Ausgangskapazität 28 übertragen werden. D. h. nach der Startphase wird während der Phase, in der der Schalter 17 geschlossen ist, Energie in dem Energiespeicher 12 zwischengespeichert. In den (getakteten) Phasen, in denen der Schalter 17 geöffnet ist, wird diese zwischengespeicherte Energie bzw. Ladung über das gleichrichtende Element 29 auf die Ausgangskapazität 28 übertragen. Die Ladungen werden also in einer der getakteten Weise entgegengesetzten getakteten Weise, also zum Beispiel dann, wenn der Schalter 17 geöffnet ist, auf die Ausgangskapazität „gepumpt”. Dort kann sich dann eine Ausgangsspannung Vout an der Ausgangskapazität 28 ausbilden, die sich bezüglich ihres Spannungswertes von dem der Eingangsspannung betragsmäßig unterscheiden kann.According to some embodiments, transferring charges to the output capacity 28 be carried out so that after the start phase of the energy storage 12 in clocked manner by closing the second switch 17 Energy is supplied. Charges can be transferred from the energy store to the output capacity in a clocked manner 28 be transmitted. Ie. after the starting phase is during the phase in which the switch 17 is closed, energy in the energy storage 12 cached. In the (timed) phases in which the switch 17 is opened, this cached energy or charge on the rectifying element 29 on the output capacity 28 transfer. The charges are thus in a clocked manner opposite clocked manner, so for example when the switch 17 is open, "pumped" to the output capacity. There can then be an output voltage V out at the output capacitance 28 form, which may differ in magnitude with respect to their voltage value of the input voltage.

Die Steuerung dieses getakteten Zuführens von Energie in den Energiespeicher 12 und in den entgegengesetzten Phasen, des Übertragens dieser zwischengespeicherten Energie auf die Ausgangskapazität 28 kann durch die Regelschleife 27 unterstützt bzw. ermöglicht oder bewirkt werden. Die Ausgangskapazität 28 wirkt als zweiter Energiespeicher am Ausgang der Spannungswandlerschaltung, so dass eine Ausgangsspannung zur Verfügung steht, die sich von der Eingangsspannung unterscheidet.The control of this pulsed supply of energy in the energy storage 12 and in the opposite phases, transferring this cached energy to the output capacitance 28 can through the control loop 27 supports or enables or effects. The output capacity 28 acts as a second energy store at the output of the voltage converter circuit, so that an output voltage is available that differs from the input voltage.

Die Regelschleife 27 kann mit einem Steueranschluss des zweiten Schalters 17 gekoppelt sein, um in Abhängigkeit von einer Last an der Ausgangskapazität 28 eine Frequenz für das getaktete Zuführen von Energie auf den Energiespeicher 12 und für das zu dem getakteten Zuführen entgegengesetzt getaktete Übertragen von Ladungen aus dem Energiespeicher auf die Ausgangskapazität 28 zu steuern. Beispielsweise kann in einem Ausführungsbeispiel die Regelschleife so ausgebildet sein, dass die Frequenz zum getakteten Zuführen von Energie und zum Übertragen von Ladungen auf die Ausgangskapazität 28 erniedrigt wird, je höher die Last an der Ausgangskapazität ist. D. h. abhängig von einer Last, die an den Ausgang der Spannungswandlerschaltung, also beispielsweise an die Ausgangskapazität 28, gekoppelt ist, kann die Frequenz der Spannungswandlung verändert werden.The control loop 27 can with a control terminal of the second switch 17 be coupled in response to a load on the output capacitance 28 a frequency for the pulsed supply of energy to the energy storage 12 and for the clocked feeding opposite clocked transfer of charges from the energy storage to the output capacity 28 to control. For example, in one embodiment, the control loop may be configured such that the frequency for pulsed supply of energy and for transferring charges to the output capacitance 28 is lowered the higher the load on the output capacitance. Ie. depending on a load connected to the output of the voltage converter circuit, so for example to the output capacitance 28 , coupled, the frequency of the voltage conversion can be changed.

Die 3 zeigt den Schaltplan einer Spannungswandlerschaltung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Spannungswandlerschaltung 10 zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher basierend auf einer Eingangsspannung weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Energiespeicher 12 auf, der als induktives Element, also beispielsweise als eine erste Spule ausgebildet ist. An den Eingang der Spannungswandlerschaltung 14 liegt eine Eingangsspannung VDD an, die mit dem Energiespeicher 12 verbunden ist. Zwischen der Eingangsspannung VDD und dem Referenzpotential VSS 19 kann in diesem Ausführungsbeispiel ein Eingangskondensator C1 18 gekoppelt sein. Der Energiespeicher 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit der Schalteranordnung 15 verbunden. Die Schalteranordnung 15 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen selbstleitenden ersten JFET-Transistor T1 bzw. 13 auf. Die Schalteranordnung 15 weist außerdem einen zweiten MOSFET-Transistor T2 bzw. 17 auf, beispielsweise hier einen NMOS-Transistor, der parallel mit dem JFET-Transistor T1 geschaltet ist. Die parallel geschalteten Transistoren T1 und T2 sind mit dem Energiespeicher 12 gekoppelt und mit einem Referenzpotential VSS 19 gekoppelt. Der selbstleitende JFET-Transistor T1 bzw. 13, der als erster Schalter fungiert, weist eine betragsmäßig kleinere Einschaltspannung auf, als der NMOS-Transistor T2 bzw. 17. Beispielsweise kann also der JFET-Transistor 13 eine Einschaltspannung bzw. eine Einschaltschwellspannung von 0 V aufweisen.The 3 shows the circuit diagram of a voltage converter circuit according to another embodiment of the present invention. The voltage converter circuit 10 for pulsed supply of energy to an energy storage based on an input voltage has in this embodiment an energy storage 12 on, which is designed as an inductive element, that is, for example, as a first coil. To the input of the voltage converter circuit 14 is an input voltage VDD, which is connected to the energy storage 12 connected is. Between the input voltage VDD and the reference potential VSS 19 In this embodiment, an input capacitor C 1 18 be coupled. The energy storage 12 is in this embodiment with the switch assembly 15 connected. The switch arrangement 15 has in this embodiment, a normally-on first JFET transistor T 1 or 13 on. The switch arrangement 15 also has a second MOSFET transistor T 2 or 17 on, for example, here an NMOS transistor, which is connected in parallel with the JFET transistor T 1 . The parallel-connected transistors T 1 and T 2 are connected to the energy storage 12 coupled and with a reference potential VSS 19 coupled. The normally-on JFET transistor T 1 or 13 , which acts as a first switch, has a smaller amount turn-on than the NMOS transistor T 2 or 17 , For example, so the JFET transistor 13 a switch-on voltage or a switch-on threshold voltage of 0V have.

Der Energiespeicher 12 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel magnetisch bzw. induktiv mit einem induktiven Element 22 an die Rückkopplungsschaltung gekoppelt. Das induktive Element 22 kann in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Induktionsspulen L3 und L2 bestehen. Das induktive Element 22 kann über einen Abgriff 22a, der zwischen der zweiten Induktionsspule L2 und der dritten Induktionsspule L3 geschaltet ist, mit einem schaltbaren kapazitiven Element 24 verbunden sein. Das schaltbare kapazitive Element 24 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei parallel geschalteten Kondensatoren C3 bzw. 24c und C4 bzw. 24a. Der Zweig mit dem Kondensator 24 bzw. C4 weist einen JFET-Transistor 24b bzw. T4 auf, so dass je nach Beschaltung des Kondensators 24b die Gesamtkapazität des kapazitiven Elementes 24 vergrößert werden kann. Der JFET T4 24b kann dann so beschaltet sein, dass in einer Startphase der Spannungswandlerschaltung die Gesamtkapazität des kapazitiven Elementes 24 erhöht wird. Das kapazitive Element 24 ist in diesem Ausführungsbeispiel also einerseits mit dem Abgriff 22a des induktiven Elementes 22 verbunden und andererseits mit dem Steueranschluss 17a des NMOS-Transistors T2. Die Rückkopplungsschaltung 20 weist weiterhin ein kapazitives Element 26 bzw. C2 und ein resistives Element 25a bzw. R3 auf. Dieses Widerstands-Kapazitätsglied (RC-Glied aus C2 und R3) ist mit einem Anschluss der zweiten Induktionsspule L2 und dem Referenzpotential VSS verbunden.The energy storage 12 is in the embodiment shown, magnetic or inductive with an inductive element 22 coupled to the feedback circuit. The inductive element 22 may consist of two induction coils L 3 and L 2 in this embodiment. The inductive element 22 can via a tap 22a , which is connected between the second inductor L 2 and the third inductor L 3 , with a switchable capacitive element 24 be connected. The switchable capacitive element 24 consists in this embodiment of two parallel-connected capacitors C3 and 24c and C4 or 24a , The branch with the capacitor 24 or C 4 has a JFET transistor 24b or T 4 , so that depending on the wiring of the capacitor 24b the total capacity of the capacitive element 24 can be increased. The JFET T 4 24b can then be connected so that in a start phase of the voltage converter circuit, the total capacitance of the capacitive element 24 is increased. The capacitive element 24 So in this embodiment, on the one hand with the tap 22a of the inductive element 22 connected and on the other hand with the control terminal 17a of the NMOS transistor T 2 . The feedback circuit 20 also has a capacitive element 26 or C 2 and a resistive element 25a or R 3 on. This resistor capacitance element (RC element of C 2 and R 3 ) is connected to a terminal of the second inductor L 2 and the reference potential VSS.

Ferner ist ein weiterer Anschluss der dritten Induktionsspule L3 des induktiven Elementes 22 mit den Steueranschlüssen 13a des JFETS 13 und mit dem Steueranschluss des JFETS 24b des kapazitiven Elementes 24 verbunden.Further, another terminal of the third inductor L 3 of the inductive element 22 with the control terminals 13a of the JFET 13 and to the control terminal of the JFET 24b of the capacitive element 24 connected.

Die in diesem Ausführungsbeispiel beschriebene Spannungswandlerschaltung 10 kann beispielsweise ein DC-DC-Wandler sein, der vom Grundkonzept her ein selbstschwingender Wandler ist. Das heißt, die Schalttransistoren der Spannungswandlerschaltung brauchen nicht über eine aktive Schaltung angesteuert werden, sondern werden nur über gekoppelte Spu len eines Übertragers angesteuert, so dass sich eine selbst schwingende Oszillation des DC-DC-Wandlers ergibt.The voltage converter circuit described in this embodiment 10 may for example be a DC-DC converter, which is a self-oscillating transducer from the basic concept. That is, the switching transistors of the voltage converter circuit need not be controlled via an active circuit, but are driven only via coupled Spu len of a transformer, so that there is a self-oscillating oscillation of the DC-DC converter.

Beim Anlegen einer Eingangsspannung VDD an einem Eingang 14 arbeitet in einer Startphase zunächst der JFET T1 13. Da der JFET ein selbstleitendes Bauelement ist, baut sich bereits ab einer Eingangsspannung über 0 V in der Induktivität L1, also dem Energiespeicher 12 des Übertragers ein Strom auf. Da die Eingangsspannung bei Inbetriebnahme des Wandlers ansteigt, steigt auch der Strom durch die Induktionsspule L1, so dass in der zweiten Induktionsspule L2 und der dritten Induktionsspule L3 eine Spannung induziert wird, und der Wandler zu schwingen beginnt. Sobald die Spannung am Abgriff 22a zwischen der zweiten Induktionsspule L2 und der dritten Induktionsspule L3 des Übertragers groß genug ist, schaltet der MOSFET-Transistor T2 bzw. 17 ein und übernimmt die Stromführung in dem Spannungswandler.When applying an input voltage VDD to an input 14 works in a startup phase, first, the JFET T 1 13 , Since the JFET is a self-conducting component, an inductance L 1 , ie the energy store, already builds up above an input voltage above 0 V 12 of the transformer on a stream. Since the input voltage increases during startup of the converter, the current through the induction coil L 1 , so that in the second induction coil L 2 and the third induction coil L 3, a voltage is induced, and the transducer begins to oscillate. Once the voltage on the tap 22a between the second inductor L 2 and the third inductor L 3 of the transformer is large enough, the MOSFET transistor T 2 switches or 17 and takes over the power supply in the voltage converter.

Das heißt in einer Startphase ist zuerst der JFET 13 aktiv, d. h. ein Strom fließt durch die erste Spule L1 über den JFET zu dem Referenzpotential VSS 19. Dadurch wird eine Spannung über das induktive Element 22 in den Rückkoppelschaltkreis 20 gekoppelt. In dieser Startphase kann durch die Verbindung des induktiven Elementes 22 mit dem JFET 24b, des kapazitiven Elementes 24, der Kondensator 24a zu der Kapazität des Kondensators 24c zugeschaltet werden, so dass sich in der Startphase eine stärkere Kopplungswirkung auf den Steueranschluss 17a des zweiten Transistors 17 herstellen lässt, als nach einer Startphase, in der der JFET 24b abgeschaltet ist, so dass die Gesamtkapazität des kapazitiven Elementes 24 reduziert ist.That is, in a startup phase is first the JFET 13 active, ie a current flows through the first coil L 1 via the JFET to the reference potential VSS 19 , This will create a voltage across the inductive element 22 in the feedback circuit 20 coupled. In this starting phase can be achieved by the connection of the inductive element 22 with the JFET 24b , the capacitive element 24 , the capacitor 24a to the capacity of the capacitor 24c be switched so that in the starting phase, a stronger coupling effect on the control terminal 17a of the second transistor 17 than after a startup phase in which the JFET 24b is turned off, so that the total capacity of the capacitive element 24 is reduced.

Durch das Ansteigen des Stromes durch die erste Spule 12 wird in diesem Ausführungsbeispiel ein negativer Strom in das induktive Element 22 induziert, so dass sich an dem kapazitiven Element 26 eine kleine negative Spannung, wegen dem PN-Übergang am Gate-Anschluss 13a des Sperrschicht-FETS 13, der Source-seitig mit dem Referenzpotential VSS verbunden ist, aufbaut. Bei dem Referenzpotential VSS kann es sich beispielsweise um ein Masse- oder Erdungspotential handeln. Der Strom in der Primärspule L1 bzw. 12 wird dann beispielsweise konstant, wenn die Eingangsspannung stabil bzw. konstant anliegt. Als eine Folge davon ist der Stromfluss durch die Primärspule 12 bzw. L1 auch konstant und es wird keine Spannung in den Sekundärspulen L2 und L3 induziert. Da der Steueranschluss 13a des JFETS 13 über das induktive Element 22 mit dem kapazitiven Element 26 bzw. C2 verbunden ist und da dieses eine negative Spannung aufweist, wie oben beschrieben wurde, wird der Strom durch den JFET reduziert und damit auch der Stromfluss durch die erste Spule 12. Durch die Änderung des Stromflusses durch die erste Spule 12 wird nun wiederum eine Spannung über das induktive Element 22 in die Rückkopplungsschaltung 20 gekoppelt. Dieser Schaltzyklus kann sich nun bei einer stabilen Eingangsspannung VDD wiederholen, was bedeuten kann, dass ein exponentielles Verhalten für den Stromfluss durch die erste Spule 12, mit einer Zeitkonstante τ, die der Induktivität der ersten Spule 12, dividiert durch den resistiven Wert des JFETs 13 und den Ersatzwiderstand der Quelle der Eingangsspannung für die Spannungswandlerschaltung 10, entsprechen kann, auftreten kann. τ kann in der Größenordnung von Mikrosekunden sein, weshalb eine hohe negative Spannung in dem induktiven Element 22 induziert werden kann, solange bis der Strom durch die erste Spule 12 seinen maximalen Wert erreicht. An diesem Punkt ist der Steueranschluss 13a des JFET 13 mit dem kapazitiven Element 26 gekoppelt und der JFET 13 kann ausgeschaltet werden. Dies bewirkt, das der Stromfluss durch die erste Spule 12 abnimmt, bis der Stromfluss beispielsweise wieder auf null abfällt. Dann kann der Zyklus von neuem beginnen. Wenn die Spannung über dem kapazitiven Element 26 kleiner ist, als die Einschaltschwellspannung des JEFTs, wird der JFET nicht mehr eingeschaltet und der zweite Transistor 17, beispielsweise der NMOS T2 wird zum Schalttransistor, über den ein Hauptstrom fließt. Das kapazitive Element 26 kann stärker negativ ge laden werden und eine Ausgangskapazität 29 kann über die Diode D3 aufgeladen werden.By the increase of the current through the first coil 12 In this embodiment, a negative current in the inductive element 22 induced, so that at the capacitive element 26 a small negative voltage, because of the PN junction at the gate terminal 13a of the barrier FET 13 , the source side is connected to the reference potential VSS builds. The reference potential VSS may be, for example, a ground or ground potential. The current in the primary coil L 1 or 12 becomes constant then, for example, when the input voltage is stable or constant. As a consequence, the current flow through the primary coil is 12 or L 1 is also constant and no voltage is induced in the secondary coils L 2 and L 3 . Because the control terminal 13a of the JFET 13 via the inductive element 22 with the capacitive element 26 or C 2 is connected and since this has a negative voltage, as described above, the current through the JFET is reduced and thus also the current flow through the first coil 12 , By changing the current flow through the first coil 12 Now again a voltage across the inductive element 22 in the feedback circuit 20 coupled. This switching cycle can now repeat itself with a stable input voltage VDD, which may mean that an exponential behavior for the current flow through the first coil 12 , with a time constant τ, that of the inductance of the first coil 12 , divided by the resistive value of the JFET 13 and the equivalent resistance of the source of input voltage to the voltage converter circuit 10 , may correspond, may occur. τ can be on the order of microseconds, which is why there is a high negative voltage in the inductive element 22 can be induced until the current through the first coil 12 reached its maximum value. At this point is the control terminal 13a of the JFET 13 with the capacitive element 26 coupled and the JFET 13 can be turned off. This causes the flow of current through the first coil 12 decreases, for example, until the current flow drops back to zero. Then the cycle can start anew. When the voltage across the capacitive element 26 is less than the turn-on threshold voltage of the JEFT, the JFET is no longer turned on and the second transistor 17 For example, the NMOS T 2 becomes the switching transistor through which a main current flows. The capacitive element 26 can be charged more negatively and an output capacitance 29 can be charged via the diode D 3 .

In Abhängigkeit einer Änderung der in der Induktionsspule 12 gespeicherten Energie kann also der Spannungswandler zu selbstschwingenden Oszillationen angeregt werden.Depending on a change in the induction coil 12 stored energy so the voltage converter can be excited to self-oscillating oscillations.

Über das kapazitive Element 24 kann eine Spannung an den Steueranschluss 17a des MOSFET-Transistors 17 übertragen werden, so dass dieser bei Erreichen seiner Einschaltspannung die Stromführung übernimmt. Sobald also die Spannung am Abgriff zwischen der Induktionsspule L2 und der dritten Induktionsspule L3 der gekoppelten Spulen, also am Abgriff des Übertragers, groß genug ist, schaltet der MOSFET T2 durch und übernimmt die Stromführung. Dabei wird das kapazitive Element C2 negativ aufgeladen, so dass im stationären Zustand, also nach der Startphase, an diesem eine konstante negative Spannung anliegt und der JFET T1 ausgeschalten ist. Der Kondensator 24c und der Kondensator 24a trennen den Gleichspannungsanteil an dem Abgriff 22a von dem Steuer- bzw. Gate-Anschluss des MOSFETs T2 ab. Eine Arbeitsfrequenz der Spannungswandlerschaltung wird dann weitgehend, nach der Startphase, von dem Kondensator C3 bzw. 24c und dem resistiven Element 25b bzw. R3, bestimmt. In Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die Arbeitsfrequenz weiterhin durch eine Regelschleife 27 beeinflusst werden, wie im Folgenden dargestellt wird.About the capacitive element 24 can supply a voltage to the control terminal 17a of the MOSFET transistor 17 be transferred so that it takes over the power supply when it reaches its turn-on. As soon as the voltage at the tap between the induction coil L 2 and the third induction coil L 3 of the coupled coils, ie at the tap of the transformer, is large enough, the MOSFET T 2 turns on and takes over the power supply. In this case, the capacitive element C 2 is charged negatively, so that in the steady state, ie after the start phase, at this a constant negative voltage is applied and the JFET T 1 is turned off. The capacitor 24c and the capacitor 24a separate the DC component at the tap 22a from the control or gate terminal of the MOSFET T 2 . An operating frequency of the voltage converter circuit is then largely, after the start-up phase, from the capacitor C 3 or 24c and the resistive element 25b or R 3 , determined. In embodiments of the present invention, the operating frequency may be further controlled by a control loop 27 be influenced as shown below.

Die Regelschleife 27 kann ausgebildet sein, um die Frequenz des getakteten Wandelns einer Eingangsspannung in eine Ausgangsspannung zu steuern. Dazu kann die Regelschleife 27 mit dem Steuer- bzw. Gate-Anschluss 17a des MOSFET-Transistors 17 gekoppelt sein. Das heißt, die Frequenz des Zuführens von Energie zu der ersten Induktionsspule 12 und des Übertragens von Energie bzw. Ladung auf eine Ausgangskapazität 28 des Spannungswandlers 10 kann durch die Regelschleife 27 gesteuert werden. Die Regelschleife 27 ist in diesem Ausführungsbeispiel so ausgelegt, dass in Abhängig keit einer Last an der Ausgangskapazität 28 eine Frequenz für das getaktete Koppeln und für das Übertragen von Ladung von der ersten Spule auf den Ausgangskondensator 28 gesteuert wird. Der Gate-Anschluss 17a kann dazu an einem Zweig für eine negative Spannungsbegrenzung 27a und einem Zweig für eine positive Spannungsbegrenzung 27b angeschlossen sein. Der Zweig für die negative Spannungsbegrenzung 27a kann eine Diode D1 bzw. 30 aufweisen, die in Serie mit einem resistiven Element 31 bzw. R1 gegen das Referenzpotential VSS geschaltet ist. Parallel dazu kann der Zweig für eine positive Spannungsbegrenzung 27b angeordnet sein. Dieser Zweig weist eine Diode 32 auf, die mit einem Transistor 33 in Reihe gegen das Referenzpotential geschaltet ist. Ein Steueranschluss bzw. ein Steuergate 33a des Transistors 33 T7 kann über einen veränderlichen Widerstand 34 R6, also beispielsweise ein Potentiometer, das über eine Zenerdiode 35 parallel zur Ausgangskapazität 28 geschaltet ist, angesteuert werden. Durch den Zweig für die positive Spannungsbegrenzung und den Zweig für die negative Spannungsbegrenzung kann also eine Gate-Spannung an dem MOSFET-Transistor T2 eingestellt bzw. begrenzt werden. Abhängig von einer Last am Ausgang bzw. abhängig von einer gewünschten Ausgangsspannung kann der Widerstand des Potentiometers 34 bzw. eine Spannungsteilerwirkung des Potentiometers 34 verändert werden und damit die Gate-Spannung am Transistor 33. Somit kann in Abhängigkeit einer Last am Ausgang des DC-DC-Wandlers, die Gate-Spannung an dem Steueranschluss 33a des Transistors 33 und die Steuerspannung an dem zweiten Transistor bzw. dem MOSFET 17 eingestellt werden. Durch eine Einstellung eines Kanalwiderstandes des MOSFET 17 kann bei einigen Ausführungsbeispielen eine Zeitkonstante eines Gate-Ansteuersignals des MOSFET T2 eingestellt werden. Dadurch kann also die Frequenz oder ein Tastverhältnis des Öffnens und Schließens des Transistors 17 und damit des getakteten Zuführens von Energie bzw. des Übertragens von Ladungen auf die Ausgangskapazität 28 eingestellt werden.The control loop 27 may be configured to control the frequency of the clocked conversion of an input voltage to an output voltage. This may be the control loop 27 with the control or gate connection 17a of the MOSFET transistor 17 be coupled. That is, the frequency of supplying energy to the first induction coil 12 and transferring energy or charge to an output capacity 28 of the voltage converter 10 can through the control loop 27 to be controlled. The control loop 27 is designed in this embodiment that, depending on a load on the output capacity 28 a frequency for clocked coupling and for transferring charge from the first coil to the output capacitor 28 is controlled. The gate connection 17a can do this on a branch for a negative voltage limit 27a and a branch for a positive voltage limit 27b be connected. The branch for negative voltage limitation 27a can a diode D 1 or 30 exhibit in series with a resistive element 31 or R 1 is connected to the reference potential VSS. In parallel, the branch can be for a positive voltage limitation 27b be arranged. This branch has a diode 32 on that with a transistor 33 is connected in series against the reference potential. A control connection or a control gate 33a of the transistor 33 T 7 can have a variable resistance 34 R 6 , so for example a potentiometer, via a zener diode 35 parallel to the output capacity 28 is switched, be controlled. By means of the branch for the positive voltage limitation and the branch for the negative voltage limitation, it is thus possible to set or limit a gate voltage at the MOSFET transistor T 2 . Depending on a load at the output or depending on a desired output voltage, the resistance of the potentiometer 34 or a voltage divider effect of the potentiometer 34 be changed and thus the gate voltage at the transistor 33 , Thus, depending on a load at the output of the DC-DC converter, the gate voltage at the control terminal 33a of the transistor 33 and the control voltage at the second transistor and the MOSFET, respectively 17 be set. By adjusting a channel resistance of the MOSFET 17 For example, in some embodiments, a time constant of a gate drive signal of MOSFET T 2 may be adjusted. As a result, so can the frequency or a duty cycle of the opening and closing of the transistor 17 and thus the pulsed supply of energy or the transfer of charges to the output capacitance 28 be set.

Die Regelschleife 27 kann also eine Diode D7, einen Transistor T7, eine Zenerdiode D6 sowie einen Spannungsteiler R6 aufweisen. Mit dieser Regelschleife kann die Ein-Zeit des Schalttransistors T2 gesteuert werden. Somit kann sich auch die Betriebsfrequenz bei unterschiedlichen Lasten ändern. Beispielsweise kann die Betriebsfrequenz umso niedriger werden, je höher die Last ist.The control loop 27 can therefore have a diode D 7 , a transistor T 7 , a Zener diode D 6 and a voltage divider R 6 . With this control loop, the on-time of the switching transistor T 2 can be controlled. Thus, the operating frequency may change at different loads. For example, the higher the load, the lower the operating frequency.

Die Zenerdioden 36 und 37 sind Schutzdioden, die beispielsweise im Fehlerfall verhindern, dass der MOSFET T2 bzw. 17 unzulässig hohe Spannungen an seinem Steuer- bzw. Gate-Anschluss bekommt. Der Widerstand 31 bzw. R1 dient als zusätzliche Starthilfe für den Wandler.The zener diodes 36 and 37 are protective diodes, which prevent, for example, in the event of a fault that the MOSFET T 2 or 17 gets inadmissibly high voltages at its control or gate connection. The resistance 31 or R 1 serves as an additional jump start for the converter.

Zwischen der ersten Induktionsspule 12 und der Ausgangskapazität 28 kann ferner ein schaltbarer Gleichrichter 29 angeordnet sein. Der schaltbare Gleichrichter 29 kann eine Diode 38 aufweisen, die parallel zu einem Transistor T3 bzw. 39 angeordnet ist, der über eine weitere Regelschaltung 40 beschaltbar ist bzw. angesteuert wird.Between the first induction coil 12 and the output capacity 28 can also be a switchable rectifier 29 be arranged. The switchable rectifier 29 can be a diode 38 have in parallel with a transistor T 3 or 39 is arranged, which has another control circuit 40 is connected or is controlled.

Um die Effizienz der Schaltung zu optimieren, wird parallel zu der Diode D3 bzw. 38 des schaltbaren Gleichrichters 29 ein Transistor 39 geschaltet, der die Stromführung übernimmt, wenn die Diode normalerweise leiten würde. Dies kann beispielsweise über eine Ansteuerschaltung 40 realisiert werden.In order to optimize the efficiency of the circuit, is parallel to the diode D 3 or 38 of the switchable rectifier 29 a transistor 39 switched, which takes over the power supply, if the diode would normally conduct. This can be done, for example, via a drive circuit 40 will be realized.

Der steuerbare Transistor 39 kann beispielsweise ein PMOS-Transistor sein, der eine ausreichende Totzeit aufweist, also eine ausreichende Zeit, in der er geöffnet ist, so dass es zu keinem Überlapp des PMOS-Transistors T3 bzw. 39 und des zweiten MOSFET T2 kommen kann.The controllable transistor 39 may for example be a PMOS transistor having a sufficient dead time, that is, a sufficient time in which it is open, so that there is no overlap of the PMOS transistor T 3 or 39 and the second MOSFET T 2 can come.

Bei einigen Ausführungsbeispielen kann eine hohe Effizienz der Spannungswandlerschaltung durch eine geeignete Auslegung des Übertragers, also der gekoppelten Spulen 12 und 22 erreicht werden. Die Sekundärseite (L2 und L3) kann einen Abgriff 22a aufweisen, um den MOSFET-Transistor T2 optimal zu steuern, das heißt um Schaltverluste zu minimieren und dennoch geringe Startspannungen zu gewährleisten. Die Induktivität der Wicklung der Induktionsspule 12 bzw. L1 wird bei einigen Ausführungsbeispielen möglichst groß gewählt, damit ein Leerlaufstrom des Wandlers gering im Verhältnis zum maximalen Eingangsstrom gehalten werden kann. Um hohe Wicklungszahlen und damit hohe Ohmsche Verluste zu verhindern, können Kernmaterialien verwendet werden, die eine hohe absolute magnetische Permeabilität μ besitzen. Die absolute magnetische Permeabilität μ ist das Produkt aus der magnetischen Feldkonstante μ0 und der relativen magnetischen Permeabilität μr (μ = μ0 × μr). Die absolute magnetische Permeabilität kann in einigen Ausführungsbeispielen größer als 6 × 10–5 H/m sein, beispielsweise also größer als 6,28 × 10–5 H/m, was einer relativen magnetischen Permeabilität μr von 50 entspricht. Dabei wird bei einigen Ausführungsbeispielen jedoch darauf geachtet, dass die Sättigung der Magnetisierung des Kerns nicht überschritten wird. Dies hängt in erster Linie von der Ausgangsleistung und letztlich von dem maximalen Eingangsstrom des Wandlers ab.In some embodiments, a high efficiency of the voltage converter circuit by a suitable design of the transformer, so the coupled coils 12 and 22 be achieved. The secondary side (L 2 and L 3 ) can be a tap 22a have to optimally control the MOSFET transistor T 2 , that is to minimize switching losses and yet to ensure low starting voltages. The inductance of the winding of the induction coil 12 or L 1 is chosen as large as possible in some embodiments, so that a no-load current of the converter can be kept low in relation to the maximum input current. In order to prevent high numbers of turns and thus high Ohmic losses, core materials can be used which have a high absolute magnetic permeability μ. The absolute magnetic permeability μ is the product of the magnetic field constant μ 0 and the relative magnetic permeability μ r (μ = μ 0 × μ r ). The absolute magnetic permeability may be greater than 6 × 10 -5 H / m in some embodiments, for example, greater than 6.28 × 10 -5 H / m, which corresponds to a relative magnetic permeability μ r of 50. However, care is taken in some embodiments that the saturation of the magnetization of the core is not exceeded. This depends primarily on the output power and ultimately on the maximum input current of the converter.

Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die oben beschriebene Schaltung für einen DC-DC-Aufwärtswandler ausschließlich aus diskreten Bauteilen aufgebaut sein. Um eine kleine Abmessung der Spannungswandlerschaltung zu ermöglichen, können alle entsprechenden Bauteile durchwegs als oberflächenmontierbare Bauteile (Surface-Mounted-Device = SMD) erhältlich sein. Für den Übertrager, also die Spulen zur induktiven Kupplung, kann beispielsweise ein ER9,5-Kern aus dem Ferritmaterial N87 verwendet werden, der noch geringe Abmessungen im Verhältnis zur Gesamtschaltung besitzt. Damit der Konverter, also die Spannungswandlerschaltung bei geringen Eingangsspannungen von z. B. 60 mV startet, ist zum einen das Wicklungs- bzw. Windungsverhältnis der ersten Induktionsspule L1 bzw. 12 zu dem der zweiten Induktionsspule L2 und der dritten Indukti onsspule L3 ungefähr 1:17 zu wählen. Das Wicklungsverhältnis bzw. Windungsverhältnis kann jedoch beispielsweise, abhängig von der Einschaltspannung des JFET T1 bzw. des Transistors T3 auch zwischen 1:4 und 1:25 liegen. Außerdem besitzt der JFET T1 eine betragsmäßig niedrige Abschnürspannung von ungefähr 1,2 V. Dabei ist darauf zu achten, dass die maximale Gate-Source-Spannung ausreichend hoch dimensioniert ist. In einem Ausführungsbeispiel kann beispielsweise der JFET PMBF4393 der Firma Philips eingesetzt werden. Dieser weist nach Angaben in seinem Datenblatt eine Abschnürspannung zwischen –3,0 V und –0,5 V und eine maximal zulässige Gate-Source-Spannung von 40 V auf. In einigen Ausführungsbeispielen kann als Schalttransistor T2 der MOSFET BSH105 von der Firma Philips verwendet werden. Die Schwellspannung dieses Schalttransistors liegt bei ungefähr 0,6 V. Werden die angegebenen Schalttransistoren verwendet, ist es bei einigen Ausführungsbeispielen sinnvoll, die zweite Induktionsspule L2 und die dritte Induktionsspule L3 genau gleich groß zu dimensionieren.According to embodiments of the present invention, the circuit described above for a DC-DC boost converter may be constructed exclusively of discrete components. To allow for a small dimension of the voltage converter circuit, all of the corresponding components can be consistently available as Surface Mounted Devices (SMD). For example, an ER9.5 core made of ferrite material N87, which still has small dimensions in relation to the overall circuit, can be used for the transformer, that is to say the coils for inductive coupling. So that the converter, so the voltage converter circuit at low input voltages of z. B. 60 mV starts, is on the one hand, the winding or winding ratio of the first induction coil L 1 or 12 to the second induction coil L 2 and the third induction coil L 3 about 1:17 to choose. However, the winding ratio or Windungsverhältnis can, for example, depending on the turn-on voltage of the JFET T 1 and the transistor T 3 are also between 1: 4 and 1:25. In addition, the JFET T 1 has a low pinch-off voltage of about 1.2 V. It is important to ensure that the maximum gate-source voltage is sufficiently high. In one embodiment, for example, the JFET PMBF4393 Philips company can be used. According to its data sheet, this has a pinch-off voltage between -3.0 V and -0.5 V and a maximum permissible gate-source voltage of 40 V. In some embodiments, the MOSFET BSH105 from Philips can be used as the switching transistor T 2 . The threshold voltage of this switching transistor is about 0.6 V. If the specified switching transistors are used, it makes sense in some embodiments to dimension the second induction coil L 2 and the third induction coil L 3 exactly the same size.

Die Spannungswandlerschaltung 10 in 3 kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Schutzschaltung aufweisen, die mit dem Steueranschluss 17a des zweiten Schalters 17 gekoppelt ist um den Steueranschluss des zweiten Schalters gegen eine Überspannung zu schützen. Bei der Schutzschaltung kann es sich um zwei entgegengesetzt gekoppelte bzw. gepolte Zenerdioden 36 und 37 handeln, die beispielsweise in der gezeigten Weise geschaltet sind.The voltage converter circuit 10 in 3 may in a further embodiment comprise a protection circuit connected to the control terminal 17a of the second switch 17 is coupled to protect the control terminal of the second switch against overvoltage. The protection circuit can be two oppositely coupled or polarized zener diodes 36 and 37 act, which are connected for example in the manner shown.

In Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann der Steueranschluss 17a des zweiten Schalters 17 an eine Regelschaltung oder Regelschleife 27 gekoppelt sein, wobei die Regelschleife ausgelegt ist, um die Frequenz des getakteten Zuführens von Energie zu dem Energiespeicher und einer Übertragung einer Ladung von dem Energiespeicher auf eine mit dem Energiespeicher gekoppelte Ausgangskapazität 28 zu steuern. An der Ausgangskapazität 28 steht dann eine Ausgangsspannung Vout zur Verfügung. Die Regelschleife 27 kann dazu eine positive und eine negative Strombegrenzung bzw. Spannungsbegrenzung aufweisen, wobei die Spannungsbegrenzung in Abhängigkeit einer Last oder in Abhängigkeit einer Ausgangsspannung die positive und/oder die negative Strombegrenzung bzw. Spannungsbegrenzung so verändern kann, dass die Einschaltspannung des zweiten Schalters 17 Unter- oder überschritten wird. In anderen Worten, es kann also in Abhängigkeit der Last der zweite Schalter 17 ein- und ausgeschaltet werden.In embodiments of the present invention, the control port 17a of the second switch 17 to a control circuit or control loop 27 be coupled, wherein the control loop is designed to the frequency of the clocked supply of energy to the energy storage and a transfer of a charge from the energy storage to a coupled to the energy storage output capacity 28 to control. At the output capacity 28 then an output voltage V out is available. The control loop 27 can for this purpose have a positive and a negative current limitation or voltage limitation, wherein the voltage limitation as a function of a load or as a function of an output voltage, the positive and / or the negative current limiting or voltage limiting can change so that the turn-on voltage of the second switch 17 Under or exceeded. In other words, depending on the load, it may therefore be the second switch 17 be switched on and off.

Die Schalteranordnung 15 mit dem zueinander parallel verschalteten ersten und zweiten Schalter kann so ausgelegt sein, dass die Schalteranordnung in der Startphase der Spannungswandlung bzw. der Spannungswandlerschaltung eine Einschaltspannung zwischen 0 V und 100 mV aufweist und nach der Startphase über den zweiten Schalter aktiv ist, so dass dieser Strompfad einen geringeren Widerstand aufweist, als ein Strompfad über den ersten Schalter T1. In Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann es sich deshalb bei dem ersten Schalter um einen selbstleitenden Transistor handeln und bei dem zweiten Schalter um einen selbstsperrenden Transistor. Beispielsweise kann also der erste Schalter ein JFET sein und der zweite Schalter ein MOSFET. Beispielsweise kann der erste Schalter 13 aber auch ein N-Kanal-FET vom Verarmungstyp sein, während der zweite Schalter 17 ein N-Kanal-FET vom Anreicherungstyp ist. Der erste Schalter 17 kann beispielsweise ein N-Kanal-MOSFET mit einer betragsmäßig kleineren Einschaltspannung bzw. Schwellspannung sein, während der zweite Schalter einen N-Kanal-MOSFET mit einer betragsmäßig größeren Schwellspannung aufweist. Denkbar ist aber auch, dass in Ausführungsbeispielen Transistoren mit einer entsprechend umgekehrten Dotierung zum Einsatz kommen. Verschiedene Einschaltspannungen können beispielsweise durch unterschiedliche Dotierungsprofile, durch unterschiedlich dicke Gate-Oxide oder durch andere Entwurfsparameter der Feldeffekttransistoren (FET) erzielt werden.The switch arrangement 15 with the first and second switches connected in parallel to each other can be designed such that the switch arrangement in the starting phase of the voltage conversion or the voltage converter circuit has a turn-on voltage between 0 V and 100 mV and is active after the start phase via the second switch, so that this current path has a lower resistance than a current path via the first switch T 1 . In embodiments of the present invention, therefore, the first switch may be a normally-on transistor and the second switch may be a normally-off transistor. For example, therefore, the first switch may be a JFET and the second switch may be a MOSFET. For example, the first switch 13 but also be an N-channel FET of depletion type, while the second switch 17 is an N-channel enhancement type FET. The first switch 17 For example, it may be an N-channel MOSFET with a smaller turn-on voltage or threshold voltage, while the second switch has an N-channel MOSFET with a larger threshold voltage. It is also conceivable, however, that in embodiments transistors with a correspondingly opposite doping are used. Different turn-on voltages can be achieved, for example, by different doping profiles, by differently thick gate oxides or by other design parameters of the field-effect transistors (FET).

In einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Spannungswandlerschaltung ferner eine Rückkoppelschaltung 27 aufweisen, die ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von einer Änderung der in dem Energiespeicher 12 gespeicherten Energie oder in Abhängigkeit von einer Menge der in dem Energiespeicher gespeicherten Energie ein Rückkopplungssignal bereit zu stellen. Die Rückkoppelschaltung 27 kann ein schaltbares Kopplungselement 24 aufweisen, das ausgelegt ist, um das Rückkopplungssignal zu dem Steueranschluss 17a des zweiten Schalters 17 zu koppeln, wobei der schaltbare Koppelelement 24 ausgelegt ist, um in einer Startphase eine stärkere Kopplungswirkung bereitzustellen als nach der Startphase.In another embodiment of the present invention, the voltage converter circuit may further comprise a feedback circuit 27 which is adapted to be responsive to a change in the energy storage 12 stored energy or depending on a quantity of energy stored in the energy storage to provide a feedback signal. The feedback circuit 27 can be a switchable coupling element 24 which is adapted to the feedback signal to the control terminal 17a of the second switch 17 to couple, wherein the switchable coupling element 24 is designed to provide a stronger coupling effect in a starting phase than after the starting phase.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Schalteranordnung 15 so ausgebildet sein, dass in einer Startphase die erste Spule 12 über den ersten Schalter bzw. über den ersten Transistor 13 mit dem Referenzpotential VSS koppelbar ist, so dass ein Stromfluss durch die erste Spule 12 stattfinden kann und eine Spannung in die Rückkoppelschaltung 20 induziert werden kann. Nach der Startphase, wenn also beispielsweise der erste Schalter 13 permanent geöffnet ist, oder auch schon während der Startphase kann durch Schließen des zweiten Schalters 17 ein Stromfluss durch die Spule erzeugt bzw. ermöglicht werden, so dass eine Spannung in die Rückkopplungsschaltung 20 induziert werden kann.According to a further embodiment of the present invention, the switch arrangement 15 be designed so that in a starting phase, the first coil 12 via the first switch or via the first transistor 13 can be coupled to the reference potential VSS, so that a current flow through the first coil 12 can take place and a voltage in the feedback circuit 20 can be induced. After the start phase, so if for example the first switch 13 is permanently open, or even during the startup phase by closing the second switch 17 a current flow through the coil can be generated or enabled, so that a voltage in the feedback circuit 20 can be induced.

Die Spannungswandlerschaltung kann als Spannungswandler ausgelegt sein, der an einem Ausgang eine Ausgangsspannung Vout zur Verfügung stellt. Der Spannungswandler kann einen Ausgangskondensator zum Zwischenspeichern von Ladung, also Energie, aufweisen. Der Spannungswandler kann also so ausgebildet sein, dass der zweite Schalter 17 nach der Startphase ein getaktetes Koppeln der Spule mit dem Referenzpotential ermöglicht, wodurch ein Strom durch die Spule fließt, der der Spule magnetische Energie zuführt, die dann in einer der getakteten Kopplung entgegen gesetzt getakte ten Phase in Form von Ladungen von der Spule 12 auf den Ausgangskondensator 28 übertragen wird. Dazu kann zwischen der Spule 12 und der Ausgangskondensator 28 ein gleichrichtendes Element, beispielsweise eine Diode oder ein schaltbares gleichrichtendes Element 29, gekoppelt sein. Der Ausgangskondensator 28 kann über das schaltbare gleichrichtende Element 29 aufgeladen werden.The voltage converter circuit can be designed as a voltage converter, which provides an output voltage V out at an output. The voltage converter may have an output capacitor for temporarily storing charge, ie energy. The voltage converter can thus be designed so that the second switch 17 after the start phase, a clocked coupling of the coil allows the reference potential, whereby a current flows through the coil, which supplies magnetic energy to the coil, which then set in one of the clocked coupling clocked phase in the form of charges from the coil 12 on the output capacitor 28 is transmitted. This can be done between the coil 12 and the output capacitor 28 a rectifying element, for example a diode or a switchable rectifying element 29 be coupled. The output capacitor 28 can via the switchable rectifying element 29 to be charged.

Die Rückkopplungsschaltung 20 kann so ausgebildet sein, dass das kapazitive Element 26 bzw. C2 dazu verwendet wird, den ersten Schalter bzw. den Sperrschicht-FET abzuschalten. Das heißt, falls eine Spannung über dem kapazitiven Element 26 geringer ist als eine Einschalt- bzw. Schwellspannung des ersten Schalters T1 bzw. des ersten Sperrschicht-FETs wird dieser dauerhaft ausgeschaltet, und der zweite Transistor T2, der beispielsweise ein NMOS-Transistor sein kann, wird zum aktiven Schalttransistor. Das kapazitive Element 26 kann dann weiter negativ aufgeladen werden.The feedback circuit 20 may be formed so that the capacitive element 26 or C 2 is used to turn off the first switch or the junction FET. That is, if a voltage across the capacitive element 26 is lower than a switch-on or threshold voltage of the first switch T 1 and the first junction FETs this is permanently switched off, and the second transistor T 2 , which may be an NMOS transistor, for example, becomes the active switching transistor. The capacitive element 26 can then continue to charge negatively.

In 4 sind die gemessenen Strom-/Spannungsverläufe an unterschiedlichen Messpunkten der Spannungswandlerschaltung aus 3 dargestellt. Auf der x-Achse des Diagramms ist die Zeit in Millisekunden aufgetragen, wobei ein Intervall 4 ms entspricht. Auf der y-Achse ist die Eingangsspannung VDD dargestellt, der Strom durch den zweiten Schalter Ire sowie die Spannung VL1 an der ersten Spule 12 und die Spannung VC2 an dem kapazitiven Element 26 der Rückkopplungsschaltung 20. In dem Diagramm sind Strom- und Spannungswerte beginnend mit der Startphase, bis nach der Startphase, also in der Betriebsphase der getakteten Wandlung der Eingangsspannung, dargestellt. Wie der Kurve VDD zu entnehmen ist, steigt die Eingangsspannung nach dem Einschalten erst eine gewisse Zeit an, so dass in dieser Zeit ein zeitlich veränderlicher Strom über den elektrisch leitenden ersten Transistor T1 zu dem Referenzpotential fließen kann, so dass eine Spannung in die Rückkoppelschaltung 24 induziert werden kann und sich, wie oben beschrieben und in der Messkurve VC2 zu sehen ist, an dem kapazitiven Element 26 eine negative Spannung aufbaut. Diese negative Spannung führt, nachdem die Eingangsspannung VDD konstant geworden ist oder eine zeitliche Veränderung des Stroms durch die erste Spule ausreichend klein geworden ist, dazu, dass an dem Gate-Anschluss 13a des ersten Transistors T1 ein negatives Potential von dem kapazitiven Element 26 anliegt und der erste Transistor damit ausgeschaltet wird. Deshalb kommt es dann zu einer Reduktion des Stromes in der ersten Spule 12, was in der Spannungskurve VL1 in dem Bereich 42 zu sehen ist. Die Abnahme des Stroms in der Spule führt wieder zu einer Spannungsinduktion und der Zyklus kann wieder neu starten. Das heißt, die Spannung an der ersten Spule 12 oszilliert, wie in dem Ausschnitt 42 zu sehen ist. Sobald die Spannung in dem kapazitiven Element 26 bzw. C2 die Abschnür- bzw. Schwellspannung des ersten Transistors T1 oder eine Spannung, die ein dauerhaftes Abschnüren des ersten Transistors T1 bewirkt, erreicht hat, wird der Transistor T1 ausgeschaltet und der zweite Transistor T2 übernimmt die Stromführung, wie man in der Stromkurve IT2 sieht. Wie oben beschrieben ist, kommt es nach der Startphase zu einer selbstschwingenden Oszillation aufgrund der Rückkopplungsschleife 24, d. h. durch den Schalter T2 wird der Induktionsspule in getakteter Weise Energie zugeführt. In diesem Diagramm wird dies durch den oszillierenden Strom IT2, der durch das Ein- und Ausschalten des Transistors 17 hervorgerufen wird, verdeutlicht. Als eine Konsequenz bildet sich an der Induktionsspule ebenfalls ein oszillierendes Spannungsverhalten aus, wie in 4 in der Spannungskurve VL1 zu sehen ist.In 4 the measured current / voltage characteristics at different measuring points of the voltage converter circuit are off 3 shown. The time in milliseconds is plotted on the x-axis of the graph, with an interval corresponding to 4 ms. On the y-axis, the input voltage VDD is shown, the current through the second switch Ire and the voltage V L1 at the first coil 12 and the voltage V C2 at the capacitive element 26 the feedback circuit 20 , In the diagram current and voltage values are shown starting with the start phase until after the start phase, ie in the operating phase of the clocked conversion of the input voltage. Like the curve VDD can be seen, the input voltage after switching on only for a certain time, so that in this time a time-varying current through the electrically conductive first transistor T 1 can flow to the reference potential, so that a voltage in the feedback circuit 24 can be induced and, as described above and in the measurement curve V C2 , at the capacitive element 26 build up a negative tension. This negative voltage causes, after the input voltage VDD has become constant or a time change of the current through the first coil has become sufficiently small, that at the gate terminal 13a of the first transistor T 1, a negative potential from the capacitive element 26 is applied and the first transistor is turned off. Therefore, there is then a reduction of the current in the first coil 12 , which is in the voltage curve V L1 in the range 42 you can see. The decrease of the current in the coil leads again to a voltage induction and the cycle can restart again. That is, the voltage on the first coil 12 oscillates, as in the clipping 42 you can see. Once the voltage in the capacitive element 26 or C 2, the pinch-off or threshold voltage of the first transistor T 1 or a voltage which causes a permanent constriction of the first transistor T 1 has reached, the transistor T 1 is turned off and the second transistor T 2 takes over the power supply, such as one sees in the current curve I T2 . As described above, self-oscillating oscillation occurs due to the feedback loop after the startup phase 24 That is, by the switch T 2 , the induction coil is supplied in a clocked manner energy. In this diagram, this is due to the oscillating current I T2 caused by the turning on and off of the transistor 17 is evoked clarifies. As a consequence, an oscillating voltage behavior also forms at the induction coil, as in FIG 4 can be seen in the voltage curve V L1 .

5 zeigt die Messkurven einer Steuer- bzw. Gate-Spannung VGT2, den Strom IT2 in den stromführenden Kanal des zweiten Transistors, sowie einen Strom durch die Diode D3, welcher in der Kurve IT3 dargestellt ist. Weiterhin ist die Ausgangsspannung Vout, die an der Ausgangskapazität 28 zur Verfügung steht, dargestellt. Die Zeitskala für diese Messungen beträgt, wie der 5 zu entnehmen ist, 400 μs pro Intervalleinheit. Die Strom- und Spannungswerte in 5 sind in der Startphase, in der der zweite Transistor T2 die Stromführung übernimmt, dargestellt. Dementsprechend baut sich die Ausgangsspannung Vout erst schrittweise auf. In den unterschiedlichen Messkurven ist das getaktete Wandeln gut erkennbar. In den Phasen, in denen der zweite Transistor eingeschaltet ist, also eine höhere Spannung als die Einschaltspannung an dem Steueranschluss des zweiten Transistors anliegt, fließt ein signifikanter Strom IT2 durch den Transistor. Nach dem Unterschreiten der Einschaltspannung an dem Gate des zweiten Transistors stoppt der Stromfluss durch den zweiten Transistor abrupt, wie in der Kurve IT2 zu sehen ist. In der Phase, in der der zweite Transistor T2 ausgeschaltet ist, wird dann, wie man am Kurvenverlauf ID3 sehen kann, die in der ersten Spule 12 gespeicherte Energie bzw. Ladung über den steuerbaren Gleichrichter 29 auf die Ausgangskapazität 28 übertragen. Diese Übertragung der Ladung findet „portionsweise” statt, wie man an dem stufenförmigen Anstieg der Ausgangsspannung Vout erkennen kann, so dass dann an den entsprechenden Stellen bzw. zu den entsprechenden Stellen die Ausgangsspannung schrittweise erhöht wird. 5 shows the traces of a control or gate voltage V GT2 , the current I T2 in the current-carrying channel of the second transistor, and a current through the diode D3, which is shown in the curve I T3 . Furthermore, the output voltage V out , which is at the output capacitance 28 is available. The time scale for these measurements is how the 5 it can be seen, 400 μs per interval unit. The current and voltage values in 5 are in the starting phase, in which the second transistor T 2 takes over the power supply, shown. Accordingly, the output voltage V out builds up only gradually. In the different measurement curves, the clocked conversion is clearly visible. In the phases in which the second transistor is turned on, that is a higher voltage than the turn-on voltage applied to the control terminal of the second transistor, a significant current I T2 flows through the transistor. After falling below the turn-on voltage at the gate of the second transistor, the current flow through the second transistor stops abruptly, as can be seen in the curve I T2 . In the phase in which the second transistor T 2 is turned off, as can be seen in the curve I D3 , then in the first coil 12 stored energy or charge via the controllable rectifier 29 on the output capacity 28 transfer. This transfer of charge takes place "in portions", as can be seen from the step-like rise of the output voltage V out , so that the output voltage is gradually increased at the corresponding points or at the corresponding points.

6 zeigt weitere Messungen von Strom und Spannung an verschiedenen Punkten der Spannungswandlerschaltung aus 3 während der Betriebsphase. Die zeitliche Auflösung für diese Messungen beträgt 100 μs pro Zeitintervall. Die Spannungswandlerschaltung arbeitet nun in der Betriebsphase periodisch mit einer, wie oben dargelegt ist, einstellbaren Arbeitsfrequenz. Die Spannung an dem Steueranschluss des ersten Transistors T1 ist in Kurve VGT1 dargestellt und die Spannung an dem Steueranschluss des zweiten Transistors T2 ist in der Kurve VGT2 dargestellt. Der entsprechende Strom durch den zweiten Transistor T2 und die entsprechende Spannung an der ersten Spule 12 weisen die gleiche Periodizität auf. Wie den beiden Kurven VL1 und IT2 zu entnehmen ist, steigt die Spannung an der ersten Spule L1 dementsprechend zu den Zeiten an, in denen der Stromfluss durch den zweiten Transistor unterbrochen ist. Durch den Anstieg der Spannung in der ersten Spule kann nun die Ladung über den in Serie gekoppelten schaltbaren Gleichrichter 29 auf die Ausgangskapazität übertragen werden. Das heißt, die Schwellspannung der Diode D3 des schaltbaren Gleichrichters 29 wird überschritten und die Diode schaltet durch. Um die Effizienz zu optimieren, kann nun, wie in Ausführungsbeispielen gezeigt wurde, parallel zur Diode D3 ein Transistor geschaltet sein, der die Stromführung übernimmt, wenn die Diode normalerweise leiten würde. Da der Transistor einen geringeren Einwiderstand („On”-Widerstand), also einen geringen Widerstand im eingeschalteten Zustand, aufweist als die Diode, kann durch diese Maßnahme die Effizienz der Spannungswandlerschaltung erhöht werden. 6 shows further measurements of current and voltage at different points of the voltage converter circuit 3 during the operating phase. The temporal resolution for these measurements is 100 μs per time interval. The voltage converter circuit now operates periodically in the operating phase with an operating frequency which can be set, as stated above. The voltage at the control terminal of the first transistor T 1 is shown in curve V GT1 and the voltage at the control terminal of the second transistor T 2 is shown in the curve V GT2 . The corresponding current through the second transistor T 2 and the corresponding voltage at the first coil 12 have the same periodicity. As can be seen from the two curves V L1 and I T2 , the voltage at the first coil L 1 correspondingly increases at the times when the current flow through the second transistor is interrupted. Due to the increase in the voltage in the first coil, the charge can now be applied via the series-connected switchable rectifier 29 be transferred to the output capacity. That is, the threshold voltage of the diode D 3 of the switchable rectifier 29 is exceeded and the diode goes through. In order to optimize the efficiency, as shown in exemplary embodiments, a transistor can now be connected in parallel with the diode D 3, which transistor takes over the current conduction if the diode would normally conduct. Since the transistor has a lower on-resistance, ie a low resistance in the on state, than the diode, the efficiency of the voltage converter circuit can be increased by this measure.

7 zeigt weitere Strom- bzw. Spannungsmesskurven an verschiedenen Messpunkten des Spannungswandlers in 3. Die Strom-/Spannungskurven wurden wiederum während der getakteten Betriebsphase, also nach der Startphase, gemessen. Die Ausgangsspannung Vout hat nun einen annähernd konstanten Wert. Der Ausgangskapazität 28 wird zu den Zeitpunkten, an denen der zweite Transistor T2 ausgeschaltet ist, also die Gate-Spannung VGT2 vermindert ist, Ladung von der ersten Spule 12 zugeführt, so dass die Ausgangsspannung wieder leicht ansteigt. Dies kann man daran erkennen, dass in der Phase, in der der Strom IT2 durch den Transistor abnimmt, der Strom ID3 über die Diode D3 auf die Ausgangskapazität 28 fließt. 7 shows further current or voltage measuring curves at different measuring points of the voltage transformer in 3 , The current / voltage curves were again measured during the pulsed operating phase, ie after the starting phase. The output voltage V out now has an approximately constant value. The output capacity 28 becomes at the times when the second transistor T 2 is turned off, so the gate span V GT2 is reduced, charge from the first coil 12 supplied, so that the output voltage rises slightly again. This can be seen from the fact that in the phase in which the current I T2 decreases through the transistor, the current I D3 via the diode D 3 to the output capacitance 28 flows.

Aus den Ausführungsbeispielen und den Messkurven in den Diagrammen 4 bis 7 wird deutlich, dass sich die Startphase und die Betriebsphase zeitlich überlappen können. D. h. in einem Übergangszeitraum können sowohl der erste Schalter 13, als auch der zweite Schalter 17 aktiv sein.It is clear from the exemplary embodiments and the measurement curves in the diagrams 4 to 7 that the starting phase and the operating phase can overlap in time. Ie. In a transitional period, both the first switch 13 , as well as the second switch 17 be active.

Bei einigen Ausführungsbeispielen können nach der Startphase, sowohl der Steueranschluss des ersten Transistors, als auch der Steueranschluss des zweiten Transistors angesteuert werden, um die Transistoren einzuschalten. Allerdings übernimmt beispielsweise der zweite Transistor in diesem Fall aufgrund seines geringeren Ein-Widerstandes einen Hauptstromfluss. Beispielsweise kann ein Stromfluss durch den zweiten Transistor mindestens fünfmal so groß sein, wie der durch den ersten Transistor.at some embodiments can after the start phase, both the control terminal of the first transistor, and the control terminal of the second transistor to turn on the transistors. However, for example, takes over the second transistor in this case due to its lower One-resistance a main current flow. For example, a Current flow through the second transistor will be at least five times larger like the one through the first transistor.

Die vorliegende Erfindung schafft außerdem ein Verfahren zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher basierend auf einer Eingangsspannung, die an einem Eingang einer Spannungswandlerschaltung anliegt. Das Verfahren weist, wie in dem Blockschaltbild in 8 schematisch dargestellt ist, einen Schritt des Zuführens 80 von Energie zu dem Energiespeicher der Spannungswandlerschaltung in einer Startphase, durch Aktivieren eines ersten Schalters, wobei der erste Schalter eine betragsmäßig kleinere Einschaltschwellspannung aufweist, als der zweite Schalter. Das Verfahren weist ferner ein Zuführen 85 von Energie in getakteter Weise zu dem Energiespeicher der Spannungswandlerschaltung nach der Startphase, durch Aktivieren des zweiten Schalters auf. Der zweite Schalter, der zu dem ersten Schalter parallel geschaltet ist, weist eine betragsmäßig größere Einschaltspannung auf, als der erste Schalter.The present invention also provides a method for pulsed supply of energy to an energy storage based on an input voltage applied to an input of a voltage converter circuit. The method has, as in the block diagram in 8th is shown schematically, a step of feeding 80 of energy to the energy storage of the voltage converter circuit in a start-up phase, by activating a first switch, wherein the first switch has a smaller turn-on threshold voltage than the second switch. The method further comprises feeding 85 of energy in timed manner to the energy storage of the voltage converter circuit after the start phase, by activating the second switch on. The second switch, which is connected in parallel with the first switch, has a larger turn-on voltage than the first switch.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher kann das Zuführen 85 von Energie in getakteter Weise zu dem Energiespeicher der Spannungswandlerschaltung durch Aktivieren eines zweiten Schalters erfolgen, wobei der zweite Schalter zu dem ersten Schalter parallel geschaltet sein kann, und der zweite Schalter eine betragsmäßig größere Einschaltspannung aufweisen kann, als der erste Schalter. Das Aktivieren des zweiten Schalters kann in der Startphase ein Koppeln eines Rückkopplungssignals zu dem Steueranschluss des zweiten Schalters über eine Kopplung aufweisen. Nach der Startphase kann das Verfahren ein Verringern der Kopplung umfassen.In a further embodiment of the method for pulsed supply of energy to an energy store, the feeding 85 of energy in a clocked manner to the energy storage of the voltage converter circuit by activating a second switch, wherein the second switch may be connected in parallel with the first switch, and the second switch may have a larger turn-on voltage than the first switch. Activating the second switch may include coupling a feedback signal to the control port of the second switch via a coupling in the startup phase. After the startup phase, the method may include decreasing the coupling.

Das getaktete Zuführen 85 der Energie kann beispielsweise so durchgeführt werden, dass der Spannungswandler bzw. die Spannungswandlerschaltung zu selbst schwingenden Oszillationen angeregt wird, so dass der erste und/oder der zweite Schalter periodisch aus- und eingeschaltet wird und so dass dadurch dem Energiespeicher Energie zugeführt wird. Bei dem Energiespeicher kann es sich beispielsweise um eine Induktionsspule handeln. So kann durch Schließen des ersten oder zweiten Schalters ein zeitlich veränderlicher Stromfluss in der Induktionsspule hervorgerufen werden, der beispielsweise zyklisch unterbrochen wird und der eine Zwischenspeicherung einer entsprechenden magnetischen Energie in Form eines Magnetfeldes in der Induktionsspule bewirkt. D. h. in Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann der Energiespeicher auch als Zwischenspeicher betrachtet werden.The clocked feeding 85 The energy can be performed, for example, so that the voltage converter or the voltage converter circuit is excited to self-oscillating oscillations, so that the first and / or the second switch is periodically off and on, and thus energy is supplied to the energy storage. The energy store may be, for example, an induction coil. Thus, by closing the first or second switch, a time-varying current flow in the induction coil can be caused, which is cyclically interrupted, for example, and which causes an intermediate storage of a corresponding magnetic energy in the form of a magnetic field in the induction coil. Ie. In embodiments of the present invention, the energy storage can also be considered as a buffer.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das getaktete Zuführen 85 von Energie zu den Energiespeichern auch ein Übertragen von Ladungen in den getakteten Phasen entgegengesetzt getakteten Phasen, auf einen zweiten Energiespeicher, beispielsweise auf den Ausgangskondensator 28 des Spannungswandlers, aufweisen. Beispielsweise kann das Übertragen von Ladungen zeitlich versetzt zu dem getakteten Zuführen erfolgen, beispielsweise derart, dass sich das Übertragen von Ladungen und das getaktete Zuführen abwechselnd bzw. zeitlich nichtüberlappend erfolgen. Das getaktete Zuführen von Energie zu dem Energiespeicher bzw. von Energie auf den Ausgangskondensator kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel so durchgeführt werden, dass die Frequenz für diesen getakteten Vorgang durch eine Last an dem Ausgangskondensator einstellbar ist.According to another embodiment of the present invention, the clocked feeding 85 From energy to the energy storage and a transfer of charges in the clocked phases oppositely clocked phases, on a second energy storage, for example, on the output capacitor 28 of the voltage converter. By way of example, the transfer of charges may take place offset in time from the clocked supply, for example in such a way that the transfer of charges and the clocked supply occur alternately or temporally non-overlapping. The clocked supply of energy to the energy storage or of energy to the output capacitor can be performed according to a further embodiment so that the frequency for this pulsed process is adjustable by a load on the output capacitor.

In einem anderen Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher kann das Zuführen von Energie 80 und 85 zu dem Energiespeicher so durchgeführt werden, dass durch eine Änderung der Energie in dem Energiespeicher oder durch eine Menge an Energie in dem Energiespeicher eine Rückkopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Schalter und dem Energiespeicher durchgeführt wird, so dass sich eine selbstschwingende Oszillation in der Spannungswandlerschaltung hervorrufen lässt.In another embodiment of the method for pulsed supply of energy to an energy store, the supply of energy 80 and 85 are performed to the energy storage such that by changing the energy in the energy storage or by an amount of energy in the energy storage, a feedback between the first and the second switch and the energy storage is performed, so as to cause a self-oscillatory oscillation in the voltage converter circuit leaves.

Das Verfahren zum getakteten Zuführen von Energie kann so durchgeführt werden, dass das Zuführen 80 von Energie auf den Energiespeicher der Spannungswandlerschaltung bei einer Eingangsspannung durchführbar ist, die betragsmäßig kleiner als 300 mV oder sogar kleiner als 100 mV ist. In Ausführungsbeispielen wird das Verfahren so durchgeführt, dass in einer Startphase das Zuführen von Energie zu dem Energiespeicher mit dem ersten Transistor, welcher eine geringere Einschaltspannung aufweist als der zweite Transistor, durchgeführt wird, und dass nach der Startphase das Zuführen von Energie zu dem Energiespeicher mit einem zweiten Transistor oder zumindest im Wesentlichen durch den zweiten Transistor durchgeführt wird, der einen geringeren „Ein”-Widerstand aufweist, als der erste Transistor.The method of pulsed supply of energy can be performed so that the feeding 80 of energy to the energy storage of the voltage converter circuit at an input voltage is feasible, the amount is less than 300 mV or even less than 100 mV. In exemplary embodiments, the method is carried out in such a way that in a starting phase, the supply of energy to the energy store with the first tran transistor, which has a lower turn-on voltage than the second transistor, and that after the starting phase the supply of energy to the energy store is performed with a second transistor or at least substantially through the second transistor, which has a lower "on" resistance has, as the first transistor.

Bei einigen Ausführungsbeispielen kann also der erste Transistor beispielsweise als selbstleitender JFET ausgebildet sein, bei dem das Zuführen von Energie auf den Energiespeicher bereits ab einer betragsmäßigen Eingangsspannung größer als 0 V bzw. bei einer Gate-Source-Spannung von 0 V starten kann.at some embodiments So, for example, the first transistor as a self-conducting JFET be formed in which the supply of energy to the energy storage already from an absolute input voltage greater than 0 V or at a gate-source voltage of 0 V can start.

Das Verfahren gemäß der 8 kann im übrigem um all diejenigen Funktionalitäten und Merkmale ergänzt werden, die hierin, auch in Bezug auf Ausführungsbeispiele der Vorrichtung, beschrieben sind.The method according to the 8th may otherwise be supplemented with all those functionalities and features described herein, also with respect to embodiments of the device.

Gemäß Ausführungsbeispielen kann der vorgestellte Spannungswandler mit gekoppelten Spulen arbeiten und beispielsweise bereits bei einer Eingangsspannung von 60 mV starten. Dabei kann der Spannungswandler bei kleinen Abmessungen be reits mehr als 50 Prozent Effizienz bei einer Ausgangsspannung von 2 V und einer Ausgangsleistung von 1 mW aufweisen. Durch den hier vorgestellten Spannungswandler bzw. durch die hier vorgestellte Spannungswandlerschaltung kann eine hohe Effizienz der Spannungswandlung bei sehr niedrigen Eingangsspannungen (unter 300 mV) erreicht werden. Wie in Ausführungsbeispielen dargestellt ist, kann die Schaltung aus Einzelbauteilen aufgebaut werden, d. h. es ist nicht nötig, eine integrierte Schaltung zu verwenden. Trotzdem kann der Bauteilaufwand relativ gering sein. Wie in Ausführungsbeispielen gezeigt ist, kann die Anforderung an den zu verwendenden Übertrager, also die gekoppelten Spulen, hoch sein, aber bei entsprechender Wahl der Bauteile und der Kernmaterialien sind insgesamt geringe Abmessungen der Gesamtanordnung erreichbar. Es ist jedoch natürlich auch denkbar, dass die Spannungswandlerschaltung bzw. der Spannungswandler ganz oder zumindest teilweise in Form einer integrierten Schaltung realisiert wird.According to embodiments The presented voltage converter can work with coupled coils and for example already at an input voltage of 60 mV start. The voltage converter can be small in size already more than 50 percent efficiency at an output voltage of 2 V and an output power of 1 mW. By the here presented voltage converter or by the voltage converter circuit presented here can be a high efficiency of voltage conversion at very low Input voltages (below 300 mV) can be achieved. As in embodiments is shown, the circuit can be constructed of individual components be, d. H. it is not necessary, to use an integrated circuit. Nevertheless, the component cost be relatively low. As in embodiments shown, the requirement for the transformer to be used, So the coupled coils, be high, but with appropriate Choice of components and core materials are low overall Dimensions of the overall arrangement achievable. It is, of course, too conceivable that the voltage converter circuit or the voltage converter entirely or at least partially in the form of an integrated circuit is realized.

Gemäß Ausführungsbeispielen kann die Spannungswandlerschaltung als ein synchroner Step-up-Konverter, also ein Aufwärtswandler mit einer Rückkopplungsschleife, welche erlaubt, die Ausgangsspannung während der Betriebsphase zu regulieren, oder als Hochsetzsteller, ausgebildet sein.According to embodiments can the voltage converter circuit as a synchronous step-up converter, So an up-converter with a feedback loop, which allows to increase the output voltage during the operating phase regulate, or be designed as a boost converter.

Es ist jedoch auch denkbar, dass eine entsprechend modifizierte Spannungswandlerschaltung als ein Tiefsetzsteller ausgebildet ist, bei dem die Ausgangsspannung kleiner ist, als die Eingangsspannung.It However, it is also conceivable that a suitably modified voltage converter circuit as a buck converter is formed, wherein the output voltage is less than the input voltage.

Ferner sollte darauf hingewiesen werden, dass in Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Rückkopplungsschaltung ein schaltbares Kopplungselement (24) aufweisen kann, welches als schaltbares kapazitives Element ausgebildet sein kann.It should also be pointed out that in embodiments of the present invention, the feedback circuit comprises a switchable coupling element (FIG. 24 ), which may be formed as a switchable capacitive element.

Wie in Ausführungsbeispielen gezeigt ist, kann nach der Startphase ein zweiter MOSFET-Transistor T2, welcher paral lel zu einem JFET-Transistor T1 geschaltet ist, als Schaltelement zum getakteten Wandeln der Spannung dienen. Die parallele Verbindung beider Transistoren erlaubt es zum einen, für den Startvorgang des Spannungswandlers eine geringe Eingangsspannung zur verwenden, da der erste Transistor selbstleitend sein kann und eine „Zero-threshold-gate-voltage” (Null-Schwellen-Gate-Spannung), also eine 0-Volt-Schwellspannung, aufweisen kann und zum anderen, während der Betriebsphase eine hohe Effizienz aufzuweisen, da der zweite MOSFET 17 einen geringen Ein-Widerstand („On”-Widerstnd) im eingeschalteten Zustand aufweist.As shown in exemplary embodiments, after the start phase, a second MOSFET transistor T 2 , which is connected paral lel to a JFET transistor T 1 , serve as a switching element for clocked conversion of the voltage. The parallel connection of both transistors makes it possible, on the one hand, to use a low input voltage for the starting operation of the voltage converter since the first transistor can be self-conducting and a zero-threshold gate voltage, ie a 0 volt threshold voltage, and second, during the operating phase to have a high efficiency, since the second MOSFET 17 has a low on-resistance (on-resistance) in the on state.

Claims (45)

Eine Spannungswandlerschaltung (10) zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher (12), basierend auf einer Eingangsspannung (VDD), die an einem Eingang (14) der Spannungswandlerschaltung anliegt, mit folgenden Merkmalen: einem Energiespeicher (12); einer Schalteranordnung (15), wobei die Schalteranordnung einen ersten Schalter (13) und einen zweiten Schalter (17) aufweist, die zueinander parallel geschaltet sind, wobei die Schalteranordnung mit dem Energiespeicher gekoppelt ist, wobei der erste Schalter eine betragsmäßig kleinere Einschaltspannung aufweist, als der zweite Schalter, wobei ein Steueranschluss (13a) des ersten Schalters (13) so beschaltet ist, dass der erste Schalter in einer Startphase der Spannungswandlerschaltung aktiv ist, um dem Energiespeicher Energie zuzuführen, und wobei ein Steueranschluss (17a) des zweiten Schalters so beschaltet ist, dass der zweite Schalter (17) nach der Startphase aktiv ist, um dem Energiespeicher (12) in getakteter Weise Energie zuzuführen; und einer Rückkopplungsschaltung (20), die ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von einer Änderung der in dem Energiespeicher (12) gespeicherten Energie oder in Abhängigkeit von einer Menge der in dem Energiespeicher gespeicherten Energie ein Rückkopplungssignal bereitzustellen, wobei die Rückkopplungsschaltung (20) ein schaltbares Kopplungselement (24) aufweist, das ausgelegt ist, um das Rückkopplungssignal zu dem Steueranschluss (17a) des zweiten Schalters zu koppeln, wobei das schaltbare Koppelelement (24) ausgelegt ist, um in einer Startphase eine stärkere Kopplungswirkung bereitzustellen als nach der Startphase.A voltage converter circuit ( 10 ) for pulsed supply of energy to an energy store ( 12 ), based on an input voltage (VDD) applied to an input ( 14 ) of the voltage converter circuit, with the following features: an energy store ( 12 ); a switch arrangement ( 15 ), wherein the switch arrangement comprises a first switch ( 13 ) and a second switch ( 17 ), which are connected in parallel to one another, wherein the switch arrangement is coupled to the energy store, wherein the first switch has a smaller turn-on voltage than the second switch, wherein a control terminal ( 13a ) of the first switch ( 13 ) is connected such that the first switch is active in a start phase of the voltage converter circuit, in order to supply energy to the energy store, and wherein a control connection ( 17a ) of the second switch is connected so that the second switch ( 17 ) is active after the start phase to the energy storage ( 12 ) supplying energy in a timed manner; and a feedback circuit ( 20 ), which is designed to be in response to a change in the energy storage ( 12 ) or to provide a feedback signal depending on an amount of energy stored in the energy store, wherein the feedback circuit ( 20 ) a switchable coupling element ( 24 ), which is designed to supply the feedback signal to the control terminal ( 17a ) of the second switch, wherein the switchable coupling element ( 24 ) is designed to provide a stronger coupling effect in a starting phase than after the starting phase. Die Spannungswandlerschaltung (10) gemäß Anspruch 1, bei der der Energiespeicher eine Spule ist; wobei die Spannungswandlerschaltung eine Rückkopplungsschaltung (20) aufweist; wobei die Rückkopplungsschaltung ein induktives Element (22) aufweist, das magnetisch mit der Spule gekoppelt ist, so dass durch eine Änderung der in der Spule gespeicherten Energie eine Spannung in dem induktiven Element (22) induziert wird.The voltage converter circuit ( 10 ) according to claim 1, wherein the energy store is a coil; wherein the voltage converter circuit comprises a feedback circuit ( 20 ) having; wherein the feedback circuit is an inductive element ( 22 ) magnetically coupled to the coil such that by a change in the energy stored in the coil, a voltage in the inductive element ( 22 ) is induced. Die Spannungswandlerschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückkopplungsschaltung (20) ein schaltbares kapazitives Element (24) aufweist, das ausgelegt ist, um die in dem induktiven Element induzierte Spannung zu dem Steueranschluss (17a) des zweiten Schalters zu koppeln, wobei das schaltbare kapazitive Element (24) ausgelegt ist, um in einer Startphase eine stärkere Kopplungswirkung bereitzustellen, als nach der Startphase.The voltage converter circuit according to one of the preceding claims, wherein the feedback circuit ( 20 ) a switchable capacitive element ( 24 ) designed to reduce the voltage induced in the inductive element to the control terminal (10). 17a ) of the second switch, the switchable capacitive element ( 24 ) is designed to provide a stronger coupling effect in a starting phase than after the starting phase. Die Spannungswandlerschaltung (10) gemäß Anspruch 3, bei dem das schaltbare kapazitive Element (24) einen dritten Schalter (24b) aufweist, der so beschaltet ist, dass das schaltbare kapazitive Element (24) in der Startphase eine stärkere Kopplungswirkung bereitstellt, als nach der Startphase.The voltage converter circuit ( 10 ) according to claim 3, wherein the switchable capacitive element ( 24 ) a third switch ( 24b ), which is connected so that the switchable capacitive element ( 24 ) provides a stronger coupling effect in the starting phase than after the starting phase. Die Spannungswandlerschaltung (10) gemäß Anspruch 4, wobei der dritte Schalter (24b) als Sperrschicht-Feld-Effekt-Transistor ausgebildet ist, dessen Steueranschluss (24b') mit dem Energiespeicher (12) so gekoppelt ist, dass der dritte Schalter in der Startphase aktiv ist, um eine stärkere Kopplung zu bewirken, als nach der Startphase.The voltage converter circuit ( 10 ) according to claim 4, wherein the third switch ( 24b ) is formed as a junction field-effect transistor whose control terminal ( 24b ' ) with the energy store ( 12 ) is coupled so that the third switch is active in the starting phase to effect a stronger coupling than after the starting phase. Die Spannungswandlerschaltung (10), gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei der dritte Schalter (24b) so beschaltet ist, dass eine Kopplungswirkung des schaltbaren kapazitiven Elements (24) auf den Steueranschluss (17a) des zweiten Transistors (17) während der Startphase periodisch verändert wird.The voltage converter circuit ( 10 ), according to one of claims 4 or 5, wherein the third switch ( 24b ) is connected so that a coupling effect of the switchable capacitive element ( 24 ) on the control connection ( 17a ) of the second transistor ( 17 ) is changed periodically during the starting phase. Die Spannungswandlerschaltung (10), gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Spannungswandlerschaltung (10) ferner ein kapazitives Element (26) aufweist, welches ausgelegt ist, um in Abhängigkeit einer Änderung der Energie in dem Energiespeicher oder der Menge der Energie in dem Energiespeicher ein Potential aufzubauen, das auf ein Ausschalten des dritten Schalters (24b) hinwirkt.The voltage converter circuit ( 10 ), according to one of the preceding claims, in which the voltage converter circuit ( 10 ) a capacitive element ( 26 ), which is designed to build up a potential in response to a change in the energy in the energy store or the amount of energy in the energy store, which is based on switching off the third switch ( 24b ) acts. Die Spannungswandlerschaltung (10) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der dritte Schalter (24b) einen gleichrichtenden Sperrschichtübergang von einem Steueranschluss zu einem Laststreckenanschluss aufweist; und wobei die Spannungswandlerschaltung ferner ein kapazitives Element (26) aufweist, welches ausgelegt ist, ein Potential, das auf ein Ausschalten des dritten Schalters hinwirkt, unter Ausnutzung einer gleichrichtenden Wirkung des Sperrschichtübergangs des dritten Schalters (24b) aufzubauen, oder welches ausgelegt ist, um das Potential das auf ein Ausschalten des dritten Schalters (24b) wirkt, unter Ausnutzung einer gleichrichtenden Wirkung eines Sperrschichtübergangs des ersten Transistors aufzubauen.The voltage converter circuit ( 10 ) according to one of claims 4 to 7, wherein the third switch ( 24b ) has a rectifying junction junction from a control terminal to a load path terminal; and wherein the voltage converter circuit further comprises a capacitive element ( 26 ), which is adapted to a potential, which acts on a turning off of the third switch, by utilizing a rectifying effect of the junction crossing of the third switch ( 24b ) or which is designed to reduce the potential for switching off the third switch ( 24b ) acts to build up by utilizing a rectifying effect of a junction junction of the first transistor. Die Spannungswandlerschaltung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückkopplungsschaltung ausgelegt ist, um den Steueranschluss des ersten Schalters anzusteuern; wobei die Rückkopplungsschaltung ausgelegt ist, um in einer Startphase den Steueranschluss (13a) des ersten Schalters (13), der mit dem induktiven Element (22) gekoppelt ist, so anzusteuern, dass der Spule (12) durch den ersten Schalter Energie zugeführt wird; und wobei die Rückkopplungsschaltung ausgelegt ist, um während der Startphase durch eine in dem induktiven Element induzierte Spannung ein Potential aufzubauen, das auf ein Ausschalten des ersten Schalters hinwirkt.The voltage converter circuit ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the feedback circuit is adapted to drive the control terminal of the first switch; wherein the feedback circuit is adapted to operate the control terminal in a starting phase ( 13a ) of the first switch ( 13 ) connected to the inductive element ( 22 ) is driven so as to drive the coil ( 12 ) energy is supplied by the first switch; and wherein the feedback circuit is configured to build up a potential during the start-up phase by a voltage induced in the inductive element, which acts on a turning off of the first switch. Die Spannungswandlerschaltung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückkopplungsschaltung ausgelegt ist, um in der Startphase den ersten Schalter so anzusteuern, dass ein Zuführen von Energie zu der Spule durch den ersten Schalter periodisch unterbrochen wird, und wobei die Rückkopplungsschaltung ausgelegt ist, um während der Startphase das Potential, das auf ein Ausschalten des ersten Schalters hinwirkt, so aufzubauen, dass das periodische Ein- und Ausschalten des ersten Schalters unterbunden wird.The voltage converter circuit ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the feedback circuit is adapted to control the first switch in the starting phase so that supply of energy to the coil by the first switch is interrupted periodically, and wherein the feedback circuit is designed to be during the start phase To build up the potential, which acts on turning off the first switch, so that the periodic switching on and off of the first switch is suppressed. Die Spannungswandlerschaltung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückkopplungsschaltung ein kapazitives Element (26) aufweist, das mit dem induktiven Element (22) gekoppelt ist, wobei die Spannungswandlerschaltung ausgelegt ist, um das kapazitive Element (26) auf einen Gleichanteil aufzuladen, so dass nach der Startphase ein Potential an dem kapazitiven Element (26) anliegt, das das Zuführen von Energie zu der Spule (12) mit dem ersten Schalter beendet.The voltage converter circuit ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the feedback circuit comprises a capacitive element ( 26 ), which is connected to the inductive element ( 22 ), wherein the voltage converter circuit is adapted to the capacitive element ( 26 ) to charge to a DC component, so that after the start phase, a potential at the capacitive element ( 26 ), which is the supply of energy to the coil ( 12 ) ended with the first switch. Die Spannungswandlerschaltung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Schalter einen gleichrichtenden Sperrschichtübergang von einem Steueranschluss zu einem Laststreckenanschluss aufweist; und wobei die Rückkopplungsschaltung ausgelegt ist, um das Potential, das auf ein Ausschalten des ersten Schalters hinwirkt, unter Ausnutzung einer gleichrichtenden Wirkung des Sperrschichtübergangs aufzubauen.The voltage converter circuit ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the first switch has a rectifying junction junction from a control terminal to a load path terminal; and wherein the feedback circuit is configured to build up the potential that acts to turn off the first switch by utilizing a rectifying effect of the junction junction. Die Spannungswandlerschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Energiespeicher eine Spule (12) ist, die induktiv mit einem induktiven Element (22) einer Rückkopplungsschaltung (20) gekoppelt ist, so dass in Abhängigkeit einer Änderung der in der Spule gespeicherten Energie eine selbstschwingende Oszillation in der Spannungswandlerschaltung anregbar ist.The voltage converter circuit according to one of the preceding claims, wherein the energy store is a coil ( 12 ), which is inductively connected to an inductive element ( 22 ) a feedback circuit ( 20 ) is coupled, so that in response to a change in the energy stored in the coil, a self-oscillating oscillation in the voltage converter circuit can be excited. Die Spannungswandlerschaltung gemäß Anspruch 13, bei der die Frequenz der selbstschwingenden Oszillation zum getakteten Zuführen von Energie zu dem Energiespeicher (12) von einer Widerstands-Kondensator-Zeitkonstante abhängt.The voltage converter circuit according to claim 13, wherein the frequency of the self-oscillating oscillation for pulsed supply of energy to the energy store ( 12 ) depends on a resistor-capacitor time constant. Die Spannungswandlerschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Energiespeicher mit der Rückkopplungsschaltung (20) so gekoppelt ist, dass in Abhängigkeit von einer Änderung der in dem Energiespeicher gespeicherten Energie oder in Abhängigkeit von einer Menge der in dem Energiespeicher gespeicherten Energie ein Rückkopplungssignal entsteht, das die Spannungswandlerschaltung zu selbstschwingenden Oszillationen anregt.The voltage converter circuit according to one of the preceding claims, wherein the energy store is connected to the feedback circuit ( 20 ) is coupled so that in response to a change in the energy stored in the energy storage or in dependence on an amount of energy stored in the energy storage, a feedback signal is generated, which excites the voltage converter circuit to self-oscillating oscillations. Die Spannungswandlerschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Steueranschluss (17a) des zweiten Schalters (17) an eine Regelschleife (27) gekoppelt ist, die ausgebildet ist, um die Frequenz des getakteten Zuführens von Energie zu dem Energiespeicher (12) zu beeinflussen.The voltage converter circuit according to one of the preceding claims, wherein the control terminal ( 17a ) of the second switch ( 17 ) to a control loop ( 27 ), which is designed to determine the frequency of the pulsed supply of energy to the energy store ( 12 ) to influence. Die Spannungswandlerschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Energiespeicher über einen geschalteten Gleichrichter (29) mit einer Ausgangskapazität (28) gekoppelt ist, die ausgebildet ist, um in Abhängigkeit einer von dem Energiespeicher übertragenen Ladung eine Ausgangsspannung zur Verfügung zu stellen, die höher ist als eine Eingangsspannung, die an einem Eingang der Spannungswandlerschaltung anliegt.The voltage converter circuit according to one of the preceding claims, wherein the energy store is connected via a switched rectifier ( 29 ) with an output capacity ( 28 ), which is designed to provide an output voltage which is higher than an input voltage which is applied to an input of the voltage converter circuit as a function of a charge transferred from the energy store. Die Spannungswandlerschaltung gemäß Anspruch 17, wobei der Steueranschluss (17a) des zweiten Schalters (17) so beschaltet ist, dass der zweite Schalter nach der Startphase aktiv ist, um dem Energiespeicher Energie in getakteter Weise zuzuführen; und wobei die Spannungswandlerschaltung ausgelegt ist, um Ladung von dem Energiespeicher (12) auf die Ausgangskapazität (28) zu übertragen, um eine Ausgangsspannung an der Ausgangskapazität zur Verfügung zu stellen, wenn der zweite Schalter geöffnet ist.The voltage converter circuit according to claim 17, wherein the control terminal ( 17a ) of the second switch ( 17 ) is connected so that the second switch is active after the start phase to supply energy to the energy storage in a clocked manner; and wherein the voltage converter circuit is adapted to charge from the energy storage ( 12 ) to the output capacity ( 28 ) to provide an output voltage at the output capacitance when the second switch is open. Die Spannungswandlerschaltung (10) gemäß Anspruch 18, bei der der Steueranschluss (17a) des zweiten Schalters an eine Regelschleife (27) gekoppelt ist, die ausgebildet ist, um in Abhängigkeit einer Last an der Ausgangskapazität (28), eine Frequenz für das getaktete Zuführen von Energie auf den Energiespeicher und das Übertragen von Ladungen aus dem Energiespeicher auf die Ausgangskapazität zu steuern.The voltage converter circuit ( 10 ) according to claim 18, wherein the control terminal ( 17a ) of the second switch to a control loop ( 27 ), which is designed to operate in response to a load on the output capacitance ( 28 ), a frequency for the pulsed supply of energy to the energy storage and the transfer of charges from the energy storage to the output capacity to control. Die Spannungswandlerschaltung gemäß Anspruch 19, wobei die Regelschleife (27) ausgelegt ist, um die Frequenz zu erniedrigen, je höher die Last an der Ausgangskapazität ist.The voltage converter circuit according to claim 19, wherein the control loop ( 27 ) is designed to lower the frequency the higher the load on the output capacitance. Die Spannungswandlerschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine Schutzschaltung aufweist, die mit dem Steueranschluss (17a) des zweiten Schalters (17) gekoppelt ist, und die ausgebildet ist, um den zweiten Schalter gegen eine Überspannung zu schützen.The voltage converter circuit according to one of the preceding claims, further comprising a protection circuit connected to the control terminal ( 17a ) of the second switch ( 17 ) and adapted to protect the second switch against overvoltage. Die Spannungswandlerschaltung gemäß Anspruch 21, bei der die Schutzschaltung zwei entgegengesetzt gekoppelte Zenerdioden (36, 37) aufweist.The voltage converter circuit according to claim 21, wherein the protection circuit comprises two oppositely coupled zener diodes ( 36 . 37 ) having. Die Spannungswandlerschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Steueranschluss des zweiten Schalters an eine Regelschleife (27) gekoppelt ist; wobei die Regelschleife ausgelegt ist, um eine Frequenz des Zuführens von Energie zu dem Energiespeicher und des Übertragens einer Ladung von dem Energiespeicher (12) auf eine mit dem Energiespeicher gekoppelte Ausgangskapazität (28), an der eine Ausgangsspannung zur Verfügung steht, zu beeinflussen; wobei die Regelschleife (27) eine positive Spannungsbegrenzung (27a) oder eine negative (27b) Spannungsbegrenzung aufweist; und wobei die Regelschleife ausgelegt ist, um einen Spannungsbegrenzungswert der Spannungsbegrenzung oder ein Ansprechverhalten der Spannungsbegrenzung in Abhängigkeit einer Last an der Ausgangskapazität (28) zu verändern, um so ein Verhältnis zwischen einer Einschaltzeit des zweiten Schalters und einer Ausschaltzeit des zweiten Schalters zu verändern.The voltage converter circuit according to one of the preceding claims, in which the control terminal of the second switch is connected to a control loop ( 27 ) is coupled; wherein the control loop is configured to provide a frequency of supplying energy to the energy store and transferring a charge from the energy store (10). 12 ) to an output capacitance coupled to the energy store ( 28 ), at which an output voltage is available to influence; where the control loop ( 27 ) a positive voltage limit ( 27a ) or a negative ( 27b ) Has voltage limit; and wherein the control loop is configured to provide a voltage limiting value of the voltage limitation or a response of the voltage limitation as a function of a load on the output capacitance ( 28 ), so as to change a relationship between a turn-on time of the second switch and a turn-off time of the second switch. Die Spannungswandlerschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der erste Schalter einen selbstleitenden Transistor aufweist und bei der der zweite Schalter einen selbstsperrenden Transistor aufweist.The voltage converter circuit according to a of the preceding claims, wherein the first switch comprises a normally-on transistor and wherein the second switch comprises a self-locking transistor. Die Spannungswandlerschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der zweite Schalter einen niedrigeren Ein-Widerstand aufweist als der erste Schalter.The voltage converter circuit according to a of the preceding claims, wherein the second switch has a lower on-resistance as the first switch. Die Spannungswandlerschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückkopplungsschaltung ausgelegt ist, um ein Anschwingen bereits bei einer Eingangsspannung von weniger als 100 mV zu ermöglichen.The voltage converter circuit according to a of the preceding claims, the feedback circuit is designed to start up already at an input voltage of less than 100 mV. Die Spannungswandlerschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der erste Schalter ein Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor (JFET) ist und bei der der zweite Schalter ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistor (MOSFET) ist.The voltage converter circuit according to a of the preceding claims, where the first switch is a junction field effect transistor (JFET) and wherein the second switch is a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) is. Ein Spannungswandler (10), zum getakteten Wandeln einer Eingangsspannung (VDD), die an einem Eingang (14) des Spannungswandlers anliegt in eine Ausgangsspannung, die an einem Ausgang des Spannungswandlers zur Verfügung steht, mit folgenden Merkmalen: einer ersten Spule (12), wobei ein Anschluss der Spule mit dem Eingang (14) des Spannungswandlers gekoppelt ist; einem ansteuerbaren Gleichrichtungselement (29), das in Reihe mit der ersten Spule (12) geschaltet ist; einem Ausgangskondensator (28), der mit dem steuerbaren Gleichrichtungselement (29) verschaltet ist, und der ausgelegt ist um eine Ladung zu speichern, so dass an dem Ausgangskondensator (28) eine Ausgangsspannung (Vout) zur Verfügung steht; und einer Schalteranordnung (15); einer Rückkopplungsschaltung (20), die ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von einer Änderung der in der ersten Spule (12) gespeicherten Energie oder in Abhängigkeit von einer Menge der in der ersten Spule gespeicherten Energie ein Rückkopplungssignal bereitzustellen, wobei die Schalteranordnung (15) ausgelegt ist, um die erste Spule mit einem Referenzpotential (VSS) zu koppeln, um der ersten Spule eine Energie zuzuführen; wobei die Schalteranordnung einen ersten Transistor (13) und einen zweiten Transistor (17) aufweist, die zueinander parallel geschaltet sind; wobei der erste Transistor (13) eine betragsmäßig kleinere Schwellspannung aufweist, als der zweite Transistor; wobei ein Steueranschluss (13a) des ersten Transistors so beschaltet ist, dass der erste Transistor in einer Startphase des Spannungswandlers aktiv ist, um eine Kopplung der ersten Spule (12) mit dem Referenzpotential (VSS) zu ermöglichen, um einen Stromfluss durch die erste Spule aufzubauen; wobei die Rückkopplungsschaltung (20) ein schaltbares kapazitives Element (24) aufweist, das ausgelegt ist, um das Rückkopplungssignal zu dem Steueranschluss (17a) eines zweiten Schalters (17) zu koppeln, wobei das schaltbare kapazitive Element (24) ausgelegt ist, um in einer Startphase eine stärkere Kopplungswirkung bereitzustellen als nach der Startphase, wobei ein Steueranschluss (17a) des zweiten Transistors (17) so beschaltet ist, dass der zweite Transistor (17) nach der Startphase eine getaktete Kopplung der ersten Spule (12) mit dem Referenzpotential (VSS) ermöglicht; und wobei das angesteuerte Gleichrichterelement ausgelegt ist, um Ladungen von der ersten Spule (12) auf den Ausgangskondensator (28) zu übertragen, wenn die Schalteranordnung ausgeschaltet ist;A voltage transformer ( 10 ), for clocking an input voltage (VDD) at an input ( 14 ) of the voltage converter is present in an output voltage which is available at an output of the voltage converter, having the following features: a first coil ( 12 ), wherein a connection of the coil with the input ( 14 ) of the voltage converter is coupled; a controllable rectification element ( 29 ) in series with the first coil ( 12 ) is switched; an output capacitor ( 28 ) connected to the controllable rectification element ( 29 ) and which is designed to store a charge so that at the output capacitor ( 28 ) an output voltage (Vout) is available; and a switch arrangement ( 15 ); a feedback circuit ( 20 ) which is adapted to change in response to a change in the first coil ( 12 ) or depending on an amount of energy stored in the first coil to provide a feedback signal, the switch arrangement ( 15 ) is adapted to couple the first coil to a reference potential (VSS) to supply power to the first coil; wherein the switch arrangement comprises a first transistor ( 13 ) and a second transistor ( 17 ), which are connected in parallel with each other; wherein the first transistor ( 13 ) has a magnitude smaller threshold voltage than the second transistor; where a control terminal ( 13a ) of the first transistor is connected such that the first transistor is active in a starting phase of the voltage converter, in order to couple the first coil ( 12 ) with the reference potential (VSS) to establish a current flow through the first coil; wherein the feedback circuit ( 20 ) a switchable capacitive element ( 24 ), which is designed to supply the feedback signal to the control terminal ( 17a ) of a second switch ( 17 ), wherein the switchable capacitive element ( 24 ) is designed to provide a stronger coupling effect in a starting phase than after the starting phase, wherein a control connection ( 17a ) of the second transistor ( 17 ) is connected so that the second transistor ( 17 ) after the start phase, a clocked coupling of the first coil ( 12 ) with the reference potential (VSS); and wherein the controlled rectifier element is designed to charge charges from the first coil ( 12 ) on the output capacitor ( 28 ) when the switch assembly is turned off; Der Spannungswandler gemäß Anspruch 28, bei dem der erste Transistor als Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor (JFET) (13) ausgebildet ist und bei der der zweite Transistor als Metall-Oxid-Halbleiter-Transistor (MOSFET) (17) ausgebildet ist; und wobei der Spannungswandler ausgelegt ist, um in der Startphase die erste Spule (12) über den JFET (13) mit dem Referenzpotential (VSS) zu koppeln, so dass zu Beginn der Startphase ein Stromfluss durch den JFET mindestens fünfmal so groß ist wie ein Stromfluss durch den MOSFET, und um nach der Startphase ein getaktetes Wandeln einer Eingangsspannung in eine Ausgangsspannung unter Verwendung des MOSFET (17) durchzuführen, so dass nach der Startphase ein Stromfluss durch den MOSFET mindestens zehnmal so groß ist wie ein Stromfluss durch den JFET.The voltage converter of claim 28, wherein the first transistor is a junction field-effect transistor (JFET) ( 13 ) is formed and in which the second transistor as a metal-oxide-semiconductor transistor (MOSFET) ( 17 ) is trained; and wherein the voltage converter is designed to be in the starting phase, the first coil ( 12 ) via the JFET ( 13 ) to couple with the reference potential (VSS), so that at the beginning of the start phase, a current flow through the JFET is at least five times as large as a current flow through the MOSFET, and after the start phase, a clocked conversion of an input voltage to an output voltage using the MOSFET ( 17 ), so that after the start phase, a current flow through the MOSFET is at least ten times as large as a current flow through the JFET. Der Spannungswandler gemäß einem der Ansprüche 28 oder 29, wobei ein Ein-Widerstand des JFET mindestens fünfmal so groß ist wie ein Ein-Widerstand des MOSFET.The voltage converter according to one of claims 28 or 29, wherein an on-resistance of the JFET at least five times is great like an on-resistance of the mosfet. Der Spannungswandler gemäß einem der Ansprüche 28 bis 30, wobei der Spannungswandler ferner eine Rückkopplungsschaltung aufweist, wobei die Rückkopplungsschaltung eine zweite Spule (L2) und eine dritte Spule (L3) aufweist, die mit der ersten Spule (12) induktiv gekoppelt sind, wobei ein Abgriff (22a) zwischen der zweiten Spule und der dritten Spule mit parallel geschalteten Kapazitäten (C3, C4) verbunden ist, wobei eine der Kapazitäten über einen Kapazitätsumschaltungs-Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor (JFET) schaltbar ist, wobei ein Anschluss der dritten Spule mit dem Steueranschluss des ersten Transistors und mit einem Steueranschluss des Kapazitätsumschaltungs-Sperrschicht-Feldeffekt-Transistors gekoppelt ist; und wobei ein Anschluss der zweiten Spule über ein Widerstands-Kapazitäts-Glied (C2, R2) mit einem Referenzpotential (VSS) gekoppelt ist, wobei die beiden parallel geschalteten Kapazitäten (C3, C4) ausgelegt sind, um in der Startphase eine stärkere Kopplung zwischen dem Abgriff und dem Steueranschluss des zweiten Transistors zu bewirken als nach der Startphase, um ein Rückkopplungssignal von dem Abgriff zu dem Steueranschluss (17a) des zweiten Transistors (17) zu koppeln.The voltage converter of claim 28, wherein the voltage converter further comprises a feedback circuit, wherein the feedback circuit has a second coil (L 2 ) and a third coil (L 3 ) connected to the first coil. 12 ) are inductively coupled, wherein a tap ( 22a ) is connected between the second coil and the third parallel-connected capacitor (C 3 , C 4 ), one of the capacitors being switchable via a capacitance switching junction field-effect transistor (JFET), one terminal of the third coil being connected to the third coil A control terminal of the first transistor and coupled to a control terminal of the capacitance switching junction field effect transistor; and wherein a terminal of the second coil is coupled to a reference potential (VSS) via a resistance-capacitance element (C 2 , R 2 ), the two capacitors connected in parallel (C 3 , C 4 ) are designed to cause a stronger coupling between the tap and the control terminal of the second transistor in the start-up phase than after the start phase, in order to generate a feedback signal from the tap to the control terminal ( 17a ) of the second transistor ( 17 ) to couple. Der Spannungswandler gemäß einem der Ansprüche 28 bis 31, wobei der Spannungswandler so ausgebildet ist, dass aufgrund einer induktiven Kopplung der ersten Spule mit der zweiten und dritten Spule die Rückkopplungsschaltung des Spannungswandlers zu selbstschwingenden Oszillationen anregbar ist.The voltage converter according to one of claims 28 to 31, wherein the voltage converter is formed so that due an inductive coupling of the first coil with the second and third Coil the feedback circuit of the voltage converter to self-oscillating oscillations excitable is. Der Spannungswandler gemäß einem der Ansprüche 28 bis 32, wobei der Spannungswandler so ausgebildet ist, dass die selbstschwingende Oszillation bereits bei einer Eingangsspannung einsetzt, die betragsmäßig kleiner als eine Einschaltspannung des zweiten Transistors ist; und wobei der Spannungswandler ausgebildet ist, um in der Startphase ein Rückkopplungssignal zu dem Steueranschluss des zweiten Transistors zu koppeln, so dass eine Spannung an dem Steueranschluss des zweiten Transistors die Einschaltspannung des zweiten Transistors erreicht, wobei die Eingangsspannung kleiner ist als die Schwellspannung des zweiten Transistors.The voltage converter according to one of claims 28 to 32, wherein the voltage converter is formed so that the self-oscillating Oscillation already starts at an input voltage, the amount smaller is a turn-on voltage of the second transistor; and where the voltage converter is designed to be in the startup phase, a feedback signal to couple to the control terminal of the second transistor, so that a voltage at the control terminal of the second transistor Switching voltage of the second transistor is reached, the input voltage less than the threshold voltage of the second transistor. Der Spannungswandler gemäß einem der Ansprüche 28 bis 33, bei dem das ansteuerbare Gleichrichtungselement eine Diode (38) mit einem parallel dazu geschalteten ansteuerbaren Transistor (39) aufweist.The voltage converter according to one of claims 28 to 33, wherein the controllable rectification element is a diode ( 38 ) with a controllable transistor connected in parallel thereto ( 39 ) having. Der Spannungswandler gemäß einem der Ansprüche 28 bis 34, bei dem der Steueranschluss des zweiten Transistors an eine Regelschleife (27) gekoppelt ist, die ausgelegt ist, um in Abhängigkeit von einer Last an dem Ausgangskondensator (28) eine Frequenz für das getaktete Koppeln und Übertragen von Ladung von der ersten Spule (12) auf den Ausgangskondensator (28) zu steuern, wobei der Steueranschluss (17a) des zweiten Transistors mit einem ersten Zweig (27a) für eine negative Spannungsbegrenzung beschaltet ist, wobei der erste Zweig (27a) eine Diode (30) und ein resistives Element (31) umfasst, die zwischen dem Steueranschluss des zweiten Transistors und das Referenzpotential (VSS) geschaltet sind, und wobei der Steueranschluss mit einem zweiten Zweig für eine positive Spannungsbegrenzung beschaltet ist, wobei der zweite Zweig eine Diode und ein einstellbares resistives Element umfasst, die zwischen den Steueranschluss des zweiten Transistors und das Referenzpotential geschaltet sind; wobei das einstellbare resistive Element einen Regel-Transistor (33) umfasst, dessen Laststrecke einen einstellbaren Widerstand aufweist, wobei der Regeltransistor so beschaltet ist, dass ein Widerstand der Laststrecke des Regeltransistors von der Ausgangsspannung des Spannungswandlers abhängig ist.The voltage converter according to one of claims 28 to 34, wherein the control terminal of the second transistor is connected to a control loop ( 27 ), which is designed to operate in response to a load on the output capacitor ( 28 ) a frequency for the clocked coupling and transfer of charge from the first coil ( 12 ) on the output capacitor ( 28 ), the control terminal ( 17a ) of the second transistor with a first branch ( 27a ) is connected to a negative voltage limit, wherein the first branch ( 27a ) a diode ( 30 ) and a resistive element ( 31 ), which is connected between the control terminal of the second transistor and the reference potential (VSS), and wherein the control terminal is connected to a second branch for a positive voltage limitation, wherein the second branch comprises a diode and an adjustable resistive element, which between the Control terminal of the second transistor and the reference potential are connected; wherein the adjustable resistive element comprises a control transistor ( 33 ), the load path having an adjustable resistor, wherein the control transistor is connected so that a resistance of the load path of the control transistor is dependent on the output voltage of the voltage converter. Der Spannungswandler gemäß einem der Ansprüche 28 bis 35, wobei der Spannungswandler aus diskreten elektrischen Bauteilen aufgebaut ist.The voltage converter according to one of claims 28 to 35, wherein the voltage converter of discrete electrical components is constructed. Der Spannungswandler gemäß einem der Ansprüche 28 bis 36, wobei der Spannungswandler eine Rückkopplungsschaltung (20) zur Erzeugung von Ansteuersignalen für den ersten Schalter und den zweiten Schalter aufweist, wobei die Rückkopplungsschaltung (20) über eine zweite (L2) und eine dritte Spule (L3) mit der ersten Spule (12) induktiv gekoppelt ist, und wobei das Windungsverhältnis der ersten Spule zu dem der zweiten und dritten Spule zwischen 1:4 und 1:25 liegt.The voltage converter according to one of claims 28 to 36, wherein the voltage converter comprises a feedback circuit ( 20 ) for generating drive signals for the first switch and the second switch, wherein the feedback circuit ( 20 ) via a second (L 2 ) and a third coil (L 3 ) with the first coil ( 12 ) is inductively coupled, and wherein the turns ratio of the first coil to that of the second and third coils is between 1: 4 and 1:25. Der Spannungswandler gemäß einem der Ansprüche 28 bis 37, wobei der Spannungswandler eine Rückkopplungsschaltung aufweist, wobei die Rückkopplungsschaltung über eine zweite und eine dritte Spule mit der ersten Spule induktiv gekoppelt ist, und wobei die erste, die zweite und die dritte Spule ein Spulenkernmaterial mit einer absoluten magnetischen Permeabilität μ höher als 6,28 × 10–5 H/m aufweisen.The voltage converter of claim 28, wherein the voltage converter comprises a feedback circuit, wherein the feedback circuit is inductively coupled to the first coil via second and third coils, and wherein the first, second, and third coils comprise a coil core material absolute magnetic permeability μ higher than 6.28 × 10 -5 H / m. Der Spannungswandler gemäß einem der Ansprüche 28 bis 38, wobei der Spannungswandler ferner eine Spannungsschutzschaltung aufweist, die zwischen dem Steueranschluss (17a) des zweiten Transistors und dem Referenzpotential (VSS) geschaltet ist, wobei die Spannungsschutzschaltung zwei entgegen gesetzt gekoppelte Zenerdioden aufweist.The voltage converter of claim 28, wherein the voltage converter further comprises a voltage protection circuit connected between the control terminal. 17a ) of the second transistor and the reference potential (VSS) is connected, wherein the voltage protection circuit comprises two counter-coupled Zener diodes. Ein Verfahren zum getakteten Zuführen von Energie zu einem Energiespeicher (12), basierend auf einer Ein gangsspannung (VDD), die an einem Eingang (14) einer Spannungswandlerschaltung (10) anliegt, mit folgenden Schritten: Zuführen (80) von Energie zu dem Energiespeicher der Spannungswandlerschaltung in einer Startphase durch Aktivieren eines ersten Schalters; und Zuführen (85) von Energie in getakteter Weise zu dem Energiespeicher der Spannungswandlerschaltung durch Aktivieren eines zweiten Schalters, wobei das Aktivieren des zweiten Schalters in der Startphase ein Koppeln eines Rückkopplungssignals zu dem Steueranschluss des zweiten Schalters über eine Kopplung umfasst, und wobei das Verfahren ein Verringern der Kopplung nach der Startphase umfasst, wobei der zweite Schalter zu dem ersten Schalter parallel geschaltet ist, und der zweite Schalter eine betragsmäßig größere Einschaltspannung aufweist, als der erste Schalter.A method for pulsed supply of energy to an energy store ( 12 ), based on an input voltage (VDD) at an input ( 14 ) of a voltage converter circuit ( 10 ), with the following steps: feeding ( 80 ) of energy to the energy storage of the voltage converter circuit in a start-up phase by activating a first switch; and feeding ( 85 ) of energy in timed manner to the energy storage of the voltage converter circuit by activating a second switch, wherein activating the second switch in the start phase comprises coupling a feedback signal to the control terminal of the second switch via a coupling, and wherein the method comprises decreasing the coupling to the starting phase comprises, wherein the second switch is connected in parallel with the first switch, and the second switch has a larger turn-on voltage than the first switch. Das Verfahren gemäß Anspruch 40, bei dem das Zuführen von Energie in getakteter Weise zu dem Energiespeicher ein Anregen einer selbstschwingenden Oszillation der Spannungswandlerschaltung umfasst.The method of claim 40, wherein the Respectively of energy in a timed manner to the energy storage a stimulus a self-oscillating oscillation of the voltage converter circuit includes. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 40 oder 41, bei dem das Zuführen (80) von Energie auf den Energiespeicher der Spannungswandlerschaltung in der Startphase und das Zuführen (85) von Energie in getakteter Weise nach der Startphase ein Koppeln von Rückkopplungssignalen, die auf einer Änderung der Energie in dem Energiespeicher (12) basieren, zu Steueranschlüssen des ersten Schalters und des zweiten Schalters umfasst.The method according to one of claims 40 or 41, wherein the feeding ( 80 ) of energy to the energy storage of the voltage converter circuit in the starting phase and the feeding ( 85 ) of energy in a timed manner after the starting phase, coupling of feedback signals which are based on a change in the energy in the energy store ( 12 ) to control terminals of the first switch and the second switch. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 40 bis 42, bei dem das Zuführen (85) von Energie in getakteter Weise ein lastabhängiges Steuern eines Steueranschlusses des zweiten Schalters mit einer Regelschleife (27) umfasst, wobei eine Arbeitsfrequenz der Spannungswandlerschaltung umso geringer ist, je höher eine Last ist, die mit einem Ausgang der Spannungswandlerschaltung gekoppelt ist.The method according to one of claims 40 to 42, wherein the feeding ( 85 ) of energy in a clocked manner a load-dependent control of a control terminal of the second switch with a control loop ( 27 ), wherein an operating frequency of the voltage converter circuit is lower the higher a load coupled to an output of the voltage converter circuit. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 40 bis 43, bei dem das Zuführen (80) von Energie zu dem Energiespeicher in einer Startphase und das Zuführen (85) von Energie in getakteter Weise nach der Startphase bei einer Eingangsspannung (VDD) durchgeführt wird, die kleiner als 300 mV, oder kleiner als 250 mV, ist.The method according to any of claims 40 to 43, wherein the feeding ( 80 ) of energy to the energy store in a start-up phase and the feeding ( 85 ) of energy in a clocked manner after the starting phase at an input voltage (VDD) which is less than 300 mV, or less than 250 mV. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 40 bis 44, wobei das Zuführen (80) von Energie zu dem Energiespeicher nach der Startphase derart erfolgt, dass ein Stromfluss durch den zweiten Schalter mindestens zehnmal so groß ist wie ein Stromfluss durch den ersten Schalter.The method according to any one of claims 40 to 44, wherein the feeding ( 80 ) of energy to the energy storage after the start-up phase is such that a current flow through the second switch is at least ten times as large as a current flow through the first switch.
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