DE102014100528A1

DE102014100528A1 - Verfahren zum ansteuern einer last

Info

Publication number: DE102014100528A1
Application number: DE102014100528.7A
Authority: DE
Inventors: Johannes Janschitz; Jürgen Schäfer; Herwig Wappis
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2014-01-17
Publication date: 2014-07-24
Also published as: CN103944550A; US9374081B2; CN103944550B; US20140203846A1

Abstract

Ein elektronischer Schalter umfasst eine Laststrecke, die in Reihe zu einer Last geschaltet ist, und einen Ansteueranschluss zum Erhalten eines Ansteuersignals. Der elektronische Schalter ist dazu ausgebildet, zwischen einem ersten Betriebszustand und einem zweiten Betriebszustand abhängig von dem Ansteuersignal umzuschalten. In einem ersten Schaltzyklus wird der elektronische Schalter von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand geschaltet und eine Spannung über der Last wird während des ersten Schaltzyklus ausgewertet, um ein gemessenes Schaltprofil zu erhalten. Das gemessene Schaltprofil wird mit einem Referenzprofil verglichen. Ein Ansteuerprofil wird abhängig von dem Vergleich erzeugt. Das Ansteuerprofil wird verwendet, den elektronischen Schalter in einem zweiten Schaltzyklus nach dem ersten Schaltzyklus anzusteuern. Wenigstens zwei Ansteuerparameter werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten in dem wenigstens einen zweiten Schaltzyklus verwendet, um den elektronischen Schalter anzusteuern.

Description

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen ein Verfahren zum Ansteuern einer Last, wie beispielsweise einer induktiven Last, und eine Ansteuerschaltung.
Es gibt verschiedene Schaltungsanwendungen im Automobil- oder Industriebereich, in denen eine Last angesteuert werden soll. Es gibt insbesondere Anwendungen, bei denen eine Anstiegsgeschwindigkeit einer Spannung über der Last auf eine vorgegebene maximale Anstiegsgeschwindigkeit begrenzt werden soll. Das Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit kann helfen, Spannungsspitzen von Spannungen über parasitären Induktivitäten zu reduzieren oder zu verhindern, und kann somit helfen, EMI (Elektromagnetische Interferenz) zu reduzieren.
Herkömmliche Ansteuerschaltungen zum Ansteuern elektrischer Lasten umfassen einen elektronischen Schalter, wie beispielsweise einen Leistungs-MOS-Transistor, der in Reihe zu der Last geschaltet ist. Die Reihenschaltung mit der Last und dem elektronischen Schalter ist zwischen Spannungsversorgungsanschlüsse geschaltet. Abhängig vom gewünschten Betriebszustand der Last ist der Schalter entweder eingeschaltet, um die Last an die Versorgungsanschlüsse anzuschließen, oder ausgeschaltet. Bei diesen Ansteuerschaltungen ist die Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung über der Last abhängig davon, wie schnell der elektronische Schalter von einem Aus-Zustand zu einem Ein-Zustand wechselt und von einem Ein-Zustand zu einem Aus-Zustand wechselt.
Leistungs-MOS-Transistoren sind spannungsgesteuerte Bauelemente, die an einem Ansteueranschluss (Gateanschluss) eine Ansteuerspannung erhalten und die abhängig von der Ansteuerspannung ein- und ausschalten. Das Schaltverhalten des MOS-Transistors kann durch Vorsehen eines Filters gesteuert werden, das an den Ansteueranschluss gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, die Ansteuerspannung zu filtern. Diese Filter erfordern allerdings häufig die Verwendung von passiven Komponenten, wie beispielsweise Widerständen oder Kondensatoren. Solche passiven Komponenten sind in den Halbleiterchip des Leistungs-MOS-Transistors schwierig zu integrieren. Wenn sie als diskrete Komponenten auf einer Leiterplatte (PCB, Printed Circuit Board) realisiert sind, erhöhen solche passive Komponenten die Herstellungskosten der Ansteuerschaltung.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Ansteuerverfahren und eine verbesserte Ansteuerschaltung zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Ansteuerschaltung gemäß Anspruch 11.
Ein erstes Ausführungsbeispiel betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer Last. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines elektronischen Schalters, wobei der elektronische Schalter eine in Reihe zu der Last geschaltete Laststrecke und einen Ansteueranschluss zum Erhalten eines Ansteuersignals aufweist und dazu ausgebildet ist, abhängig von dem Ansteuersignal zwischen einem ersten Betriebszustand und einem zweiten Betriebszustand umzuschalten. In einem ersten Ansteuerzyklus wird der elektronische Schalter vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand geschaltet und eine Spannung über der Last wird während des Schaltzyklus ausgewertet, um ein gemessenes Schaltprofil zu erhalten. Das gemessene Schaltprofil wird mit einem Referenzprofil verglichen und abhängig von dem Vergleich wird ein Ansteuerprofil zur Verfügung gestellt und das Ansteuerprofil wird gespeichert. Außerdem wird das Ansteuerprofil dazu verwendet, den elektronischen Schalter in wenigstens einem zweiten Schaltzyklus nach dem ersten Schaltzyklus anzusteuern, wobei die wenigstens zwei Ansteuerparameter zu unterschiedlichen Zeitpunkten in dem wenigstens einen zweiten Schaltzyklus verwendet werden, um den elektronischen Schalter anzusteuern.
Ein zweiter Aspekt betrifft eine elektronische Schaltung. Die elektronische Schaltung umfasst einen elektronischen Schalter, der eine Laststrecke, die dazu ausgebildet ist, in Reihe zu einer Last geschaltet zu werden, und einen Ansteueranschluss, der dazu ausgebildet ist, ein Ansteuersignal zu erhalten, aufweist. Der elektronische Schalter ist dazu ausgebildet, abhängig von dem Ansteuersignal zwischen einem ersten Betriebszustand und einem zweiten Betriebszustand umzuschalten. Die elektronische Schaltung umfasst außerdem eine Ansteuerschaltung. Die Ansteuerschaltung ist dazu ausgebildet, in einem ersten Schaltzyklus den Schalter von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand zu schalten und eine Spannung über der Last während des ersten Schaltzyklus auszuwerten, um ein gemessenes Schaltprofil zu erhalten, das gemessene Schaltprofil mit einem Referenzprofil zu vergleichen und ein Ansteuerprofil abhängig von dem Vergleich bereitzustellen, das Ansteuerprofil zu speichern und das Ansteuerprofil dazu zu verwenden, den elektronischen Schalter in wenigstens einem zweiten Schaltzyklus nach dem ersten Schaltzyklus anzusteuern, wobei die wenigstens zwei Ansteuerparameter zu unterschiedlichen Zeitpunkten in dem wenigstens einen Schaltzyklus verwendet werden, den elektronischen Schalter anzusteuern.
Beispiele werden nun anhand von Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung des Grundprinzips, sodass nur Merkmale, die zum Verständnis des Grundprinzips notwendig sind, dargestellt sind. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgerecht. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale.
1 veranschaulicht eine elektronische Schaltung mit einer Last und einem elektronischen Schalter, der in Reihe zu der Last geschaltet ist;
2 veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Last;
3 veranschaulicht eine Spannung über der Last, wenn der elektronische Schalter zyklisch ein- und ausgeschaltet wird;
4 veranschaulicht schematisch Zeitverläufe der Spannung über der Last, wenn der elektronische Schalter eingeschaltet ist, eines Referenzsignals, das eine gewünschte Spannung über der Last repräsentiert, und eines Fehlersignals, das die Differenz zwischen dem Referenzsignal und der Spannung über der Last repräsentiert;
5 veranschaulicht Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Ansteuern der Last gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
6 veranschaulicht Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Ansteuern der Last gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
7 veranschaulicht Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Ansteuern der Last gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
8 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Ansteuerschaltung zum Ansteuern des elektronischen Schalters;
9 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Ansteuerschaltung gemäß 8 weiter im Detail;
10 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Steuerschaltung der Ansteuerschaltung gemäß 9;
11 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Controllers in der Steuerschaltung gemäß 10;
12 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Controllers gemäß 11 weiter im Detail;
13 veranschaulicht das Funktionsprinzip des Controllers gemäß 12; und
14 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer steuerbaren Stromquelle.
In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen zur Veranschaulichung spezielle Ausführungsbeispiele, wie die Erfindung realisiert werden kann, dargestellt sind.
1 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung, die eine elektrische Last Z und einen elektronischen Schalter 1 zum Ansteuern der Last Z aufweist. Eine Reihenschaltung mit der Last Z und dem elektronischen Schalter 1 ist zwischen einen Anschluss für ein positives Versorgungspotenzial VDD und einen Anschluss für ein negatives Versorgungspotenzial oder Bezugspotenzial, wie beispielsweise Masse GND, geschaltet. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die Last Z und der elektronische Schalter 1 in einer High-Side-Konfiguration verschaltet. Das heißt, eine Laststrecke des elektronischen Schalters 1 ist zwischen den Anschluss für das positive Versorgungspotenzial VDD und die Last Z geschaltet. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Die nachfolgend erläuterten Prinzipien gelten ebenso für eine Schaltung, in der die Last Z und der elektronische Schalter 1 in einer Low-Side-Konfiguration (nicht dargestellt) verschaltet sind, in der der elektronische Schalter 1 zwischen die Last Z und den Anschluss für das negative Versorgungspotenzial geschaltet ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist der elektronische Schalter 1 als MOS-FET ausgebildet, insbesondere als n-leitender Anreicherungs-MOSFET. Dieser MOS-FET umfasst Drain- und Sourceanschlüsse D, S und eine (interne) Laststrecke zwischen den Drain- und Sourceanschlüssen D, S. Die Laststrecke ist in Reihe zu der Last Z geschaltet. Der MOSFET umfasst außerdem einen Gateanschluss als Steueranschluss. Der Steueranschluss ist dazu ausgebildet, ein Ansteuersignal S1 zu erhalten, wobei das Ansteuersignal S1 dazu ausgebildet ist, einen Betriebszustand des elektronischen Schalters 1 zu definieren. Ein Verfahren zum Erzeugen des Ansteuersignals S1 und ein Ausführungsbeispiel einer Ansteuerschaltung, die dazu ausgebildet ist, das Ansteuersignal S1 zu erzeugen, ist weiter unten weiter im Detail erläutert.
Die nachfolgend erläuterten Prinzipien sind nicht auf die Verwendung eines n-leitenden MOSFET als elektronischen Schalter 1 beschränkt. Stattdessen könnte der n-leitende MOSFET gemäß 1 durch eine beliebige andere Art von elektronischem Schalter ersetzt werden, wie beispielsweise eine andere Art von MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), einen IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), einen Bipolar-Sperrschichttransistor (BJT, Bipolar Junction Transistor), oder einen JFET (Junction Field-Effect Transistor).
Der MOSFET gemäß 1 umfasst eine interne Gate-Source-Kapazität C_GS, welche eine Kapazität zwischen dem Gateanschluss G und dem Sourceanschluss S ist. In 1 ist diese interne Kapazität C_GS durch einen Kondensator repräsentiert, der zwischen dem Gateanschluss G und dem Sourceanschluss S geschaltet ist.
Die Last Z kann eine beliebige Art von elektrischer Last sein, insbesondere eine beliebige Art von induktiver Last. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Last ein Magnetventil, das in einem Verbrennungsmotor verwendet werden kann.
Das Ersatzschaltbild einer induktiven Last Z, wie beispielsweise eines Magnetventils, ist in 2 dargestellt. Bezug nehmend auf 2 umfasst die Last Z eine induktive Komponente Z_L, die eine Spule des Magnetventils repräsentieren kann, und eine Widerstandskomponente Z_R, die einen Leitungswiderstand des Magnetventils repräsentieren kann.
Grundsätzlich schaltet das Ansteuersignal S1 den elektronischen Schalter ein- und aus, um die Last Z in verschiedenen Betriebszuständen zu betreiben. Zu Zwecken der Erläuterung sei angenommen, dass eine Spannung über der Laststrecke D-S des elektronischen Schalters 1 im Wesentlichen null ist, wenn der elektronische Schalter 1 eingeschaltet ist. In diesem Fall entspricht eine Lastspannung Vz über der Last Z der Versorgungsspannung, die zwischen den Versorgungsanschlüssen zur Verfügung steht, wenn der elektronische Schalter 1 eingeschaltet wurde (im Ein-Zustand ist). Wenn der elektronische Schalter 1 ausgeschaltet wurde (im Aus-Zustand ist), ist die Lastspannung Vz null.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel schaltet das Ansteuersignal S1 den elektronischen Schalter 1 zyklisch ein- und aus. Das heißt, es gibt mehrere aufeinanderfolgende Ansteuerzyklen, wobei in jedem Ansteuerzyklus der elektronische Schalter 1 für eine erste Zeitdauer (Ein-Dauer) eingeschaltet ist und für eine zweite Zeitdauer (Aus-Dauer) ausgeschaltet ist.
3 veranschaulicht schematisch einen Zeitverlauf der Lastspannung Vz, wenn der elektronische Schalter 1 zyklisch ein- und ausgeschaltet wird. Jedes Mal, wenn der elektronische Schalter 1 eingeschaltet wird, steigt die Lastspannung Vz bis etwa auf die Versorgungsspannung an, und jedes Mal, wenn der elektronische Schalter 1 ausgeschaltet wird, sinkt die Lastspannung Vz auf null ab. Steigende Flanken und fallende Flanken der Lastspannung Vz sind in 3 nur schematisch dargestellt.
Es kann wünschenswert sein, die elektrische Last Z so zu betreiben (anzusteuern), dass die Lastspannung Vz einen vorgegebenen Signalverlauf besitzt, wenn der elektronische Schalter 1 von einem ersten Betriebszustand zu einem zweiten Betriebszustand wechselt. Der erste Betriebszustand kann der eine vom Ein-Zustand und dem Aus-Zustand sein und der zweite Betriebszustand kann der andere von dem Ein-Zustand und dem Aus-Zustand sein. Das Definieren des Signalverlaufs der Lastspannung Vz, wenn der elektronische Schalter 1 vom ersten Betriebszustand zu dem zweiten Betriebszustand wechselt, kann wünschenswert sein, um eine Anstiegsgeschwindigkeit der Lastspannung Vz auf eine vorgegebene maximale Anstiegsgeschwindigkeit zu begrenzen. Dies ist nachfolgend anhand von 4 erläutert.
4 veranschaulicht ein Beispiel eines Zeitverlaufs der Lastspannung Vz während eines Wechsels des Betriebszustands des elektronischen Schalters 1 von einem Aus-Zustand als ersten Betriebszustand zu einem Ein-Zustand als zweiten Betriebszustand.
In 4 bezeichnet t0 einen Zeitpunkt, zu dem der Wechsel des Betriebszustands des elektronischen Schalters 1 beginnt. Bezug nehmend auf 4 steigt die Lastspannung Vz zunächst relativ langsam an (bis zum Zeitpunkt t2), steigt dann rasch an (bis zum Zeitpunkt tn) und steigt dann wieder relativ langsam an. Ein rascher Anstieg der Lastspannung Vz, wie beispielsweise zwischen den Zeitpunkten t2 und tn in 4, kann EMI-Probleme verursachen. Es kann daher wünschenswert sein, eine Anstiegsgeschwindigkeit der Lastspannung Vz auf eine maximale Anstiegsgeschwindigkeit zu begrenzen. In 4 repräsentiert eine mit REF bezeichnete Kurve ein Ausführungsbeispiel eines gewünschten Zeitverhaltens der Lastspannung Vz. Die Kurve REF wird nachfolgend als Referenzkurve oder Referenz-(Lastspannungs)-Profil bezeichnet. Die Kurve, die die Lastspannung Vz über der Zeit repräsentiert, wird als Schaltprofil bezeichnet.
Das Schaltprofil ist abhängig vom Schaltverhalten des elektronischen Schalters 1. Wenn der elektronische Schalter 1 beispielsweise schnell vom Aus-Zustand in den Ein-Zustand schaltet, kann die Lastspannung Vz rasch ansteigen. Um die Anstiegsgeschwindigkeit der Lastspannung Vz zu reduzieren, kann es notwendig werden, die Schaltgeschwindigkeit des elektronischen Schalters 1 zu reduzieren. Ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens, das geeignet ist, die Schaltgeschwindigkeit des elektronischen Schalters 1 so einzustellen, dass das Schaltprofil im Wesentlichen dem Referenzprofil entspricht, ist unten anhand von 5 erläutert.
Bezug nehmend auf 5 umfasst das Verfahren einen ersten Schritt 101 zum Schalten des elektronischen Schalters 1 von einem ersten Betriebszustand zu einem zweiten Betriebszustand in einem ersten Schaltzyklus. In einem weiteren Schritt 102 wird die Spannung Vz über der Last Z während des Wechsels des Betriebszustands des elektronischen Schalters 1 ausgewertet, um ein gemessenes Schaltprofil zu erhalten. Ein Beispiel der Laststreckenspannung Vz, die auftreten kann, wenn der elektronische Schalter 1 vom Aus-Zustand als erstem Betriebszustand in den Ein-Zustand als zweitem Betriebszustand schaltet, ist in 4 dargestellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Auswerten der Lastspannung Vz das Messen der Lastspannung Vz wenigstens zu zwei verschiedenen Zeitpunkten während des Wechsels des Betriebszustands. Zu Erläuterungszwecken sind in 4n Zeitpunkte t1 bis tn, mit n ≥ 2, dargestellt, zu denen die Lastspannung Vz gemessen wird. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Die Anzahl der Zeitpunkte, zu denen die Lastspannung Vz gemessen wird, kann beliebig sein. Das heißt, die Anzahl der Abtastwerte, die während des Wechsels des Betriebszustands von der Lastspannung Vz erhalten werden, kann beliebig sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl n von Abtastwerten zwischen 33 und 50 und insbesondere zwischen 5 und 10. Die Zeitpunkte t1 bis tn, zu denen die Lastspannung Vz gemessen wird, werden nachfolgend als Abtastzeitpunkte bezeichnet. Die Pegel (Werte) der Lastspannung Vz, die zu den einzelnen Abtastzeitpunkten erhalten werden, werden nachfolgend als Abtastwerte bezeichnet. Diese Abtastwerte sind in 4 mit Vz(1) bis Vz(n) bezeichnet.
Bezug nehmend auf 5 umfasst das Verfahren weiterhin (vgl. Schritt 103) das Vergleichen des gemessenen Schaltprofils mit einem Referenzprofil und (vgl. Schritt 104) das Bereitstellen eines Ansteuerprofils abhängig von dem Vergleich.
Bezug nehmend auf 4 kann das Vergleichen des gemessenen Schaltprofils mit dem Referenzprofil das Berechnen von Differenzen zwischen den Abtastwerten Vz(i) (Vz(i) bezeichnet einen beliebigen der Abtastwerte) und des zugehörigen Referenzwerts REF(i) umfassen. Ein zu einem Abtastwert Vz(i) gehöriger Referenzwert REF(i) ist ein Referenzwert, der dem Abtastzeitpunkt des Abtastwertes zugeordnet ist. In 4 sind die Referenzwerte REF(1) bis REF(n) den Abtastzeitpunkten t1 bis tn zugeordnet. Die Differenz zwischen einem Abtastwert Vz(i) und dem zugehörigen Referenzwert REF(i) repräsentiert eine Differenz zwischen dem Momentanwert der Lastspannung Vz zu einem gegebenen Abtastzeitpunkt und dem gewünschten Momentanwert der Lastspannung Vz zu diesem Abtastzeitpunkt. Die Differenzen ERR(i), die auch als Fehler bezeichnet werden können, die zu den verschiedenen Abtastzeitpunkten t1 bis tn erhalten werden, sind in 4 ebenfalls dargestellt.
Bezug nehmend auf 5 wird in einem weiteren Schritt 104 ein Ansteuerprofil basierend auf dem Vergleich zwischen dem gemessenen Schaltprofil und dem Referenzprofil bereitgestellt. Das Ansteuerprofil umfasst Parameter zum Erzeugen des Ansteuersignals (S1 in 1). Wenn das gemessene Schaltprofil beispielsweise n Abtastwerte umfasst und das Referenzprofil eine entsprechende Anzahl von n Referenzwerten umfasst, wird ein Ansteuerprofil erzeugt, das n Ansteuerparameter umfasst, wobei jeder dieser Ansteuerparameter während einer Zeitdauer verwendet wird, um das Ansteuersignal S1 zu definieren. Das Verwenden des Ansteuerprofils, um den elektronischen Schalter vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand zu schalten, kann zu einem Ansteuersignal S1 führen, das über der Zeitdauer variiert, während der elektronische Schalter 1 vom ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand schaltet.
Das anhand von 5 erläuterte Verfahren kann Teil eines iterativen Prozesses sein, bei dem die Lastspannung in jedem Schaltzyklus ausgewertet wird, wobei in jedem Schaltzyklus ein neues Ansteuerprofil bereitgestellt wird und wobei das in einem Schaltzyklus bereitgestellte Ansteuerprofil dazu verwendet wird, den elektronischen Schalter in dem nächsten Schaltzyklus zu schalten. Ein Verfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist in 6 dargestellt. Das Verfahren gemäß 6 basiert auf dem Verfahren gemäß 5, wobei das Verfahren gemäß 6 auf Anwendungen anwendbar ist, bei denen der elektronische Schalter in mehr als zwei aufeinanderfolgenden Schaltzyklen zyklisch ein- und ausgeschaltet wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 7 dargestellt ist, wird das Ansteuerprofil, das in einem Schaltzyklus erhalten wird, in einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Schaltzyklen (repräsentiert durch die Boxen 105 ₁ bis 105 _m in 6) verwendet. In einem letzten Schaltzyklus 105 _m dieser Sequenz wird die Lastspannung erneut ausgewertet und ein neues Ansteuerprofil wird erhalten (berechnet), das in der nächsten Sequenz von Schaltzyklen verwendet wird.
Obwohl das Verfahren im Zusammenhang mit einem Wechsel des Betriebszustands von einem Aus-Zustand zu einem Ein-Zustand des elektronischen Schalters 1 erläutert wurde, kann das Verfahren in entsprechender Weise verwendet werden, wenn der elektronische Schalter 1 den Betriebszustand vom Ein-Zustand in den Aus-Zustand wechselt.
8 veranschaulicht schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ansteuerschaltung zum Erzeugen des Ansteuersignals S1, das am Steueranschluss G des elektronischen Schalters 1 erhalten wird. Bezug nehmend auf 8 umfasst die Ansteuerschaltung eine Messschaltung 3, die dazu ausgebildet ist, die Lastspannung Vz über der Last Z zu messen. Die Messschaltung 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel parallel zu der Last Z geschaltet und ist weiterhin dazu ausgebildet, ein Messsignal S3 zu erzeugen, das die Lastspannung Vz repräsentiert. Ein Treiber 2 erhält das Messsignal S3 von der Messschaltung 3 und ein Eingangssignal Sin und erzeugt das Ansteuersignal S1 abhängig von diesen Signalen. Das Eingangssignal Sin definiert einen gewünschten Betriebszustand des elektronischen Schalters 1. Das heißt, das Eingangssignal Sin besitzt entweder einen Ein-Pegel oder einen Aus-Pegel, wobei der Treiber 2 dazu ausgebildet ist, den elektronischen Schalter 1 einzuschalten, wenn das Eingangssignal Sin einen Ein-Pegel besitzt, und den elektronischen Schalter 1 auszuschalten, wenn das Eingangssignal Sin einen Aus-Pegel besitzt. Der Treiber 2 ist außerdem dazu ausgebildet, das Ansteuersignal S1 zeitlich so zu variieren, dass der elektronische Schalter 1 so von einem ersten Betriebszustand, wie beispielsweise dem Aus-Zustand, zu einem zweiten Betriebszustand, wie beispielsweise dem Ein-Zustand, wechselt, dass die Lastspannung Vz während des Schaltprozesses sich gemäß einer Referenzkurve ändert. Ein Zeitprofil des Ansteuersignal S1 in einem Schaltzyklus wird durch den Treiber 2 abhängig von dem Schaltprofil der Lastspannung Vz, das in einem vorherigen Schaltzyklus gemessen wurde, berechnet.
9 zeigt Ausführungsbeispiele der Messschaltung 3 und des Treibers 2 weiter im Detail. Bezug nehmend auf 9 umfasst die Messschaltung 3 einen Verstärker 31, der die Spannung Vz über der Last misst und ein analoges Messsignal S31, das die Spannung Vz über der Last 32 repräsentiert, an einen Analog-zu-Digital-Wandler (Analog-to-Digital Converter, ADC) 32 liefert. Der ADC 32 tastet das von dem Verstärker 31 erhaltene Messsignal S31 ab, um Abtastwerte des Messsignals S31 zu erhalten und liefert digitale Darstellungen dieser Abtastwerte an den Treiber 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst das von dem Treiber 2 erhaltene Messsignal S31 eine Folge von digitalen Darstellungen des Messsignals, wobei das Messsignal die Spannung Vz über der Last Z repräsentiert.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 10 dargestellt ist, misst die Messschaltung 3 nicht die Spannung Vz, sondern misst eine zeitliche Ableitung der Lastspannung Vz. In diesem Fall ist eine Reihenschaltung mit einem Kondensator 33 und einem Widerstand 34 parallel zu der Last Z geschaltet, wobei der Verstärker 31 die Spannung V34 über dem Widerstand 34 misst. Die Spannung V34 über dem Widerstand 34 repräsentiert die zeitliche Ableitung dVz/dt der Lastspannung Vz, da diese Spannung V34 proportional ist zu einem Strom durch den Kondensator 33, wobei der Strom durch den Kondensator 33 abhängig ist von einer zeitlichen Ableitung der Lastspannung Vz. Das Erfassen der zeitlichen Ableitung dVz/dt der Lastspannung Vz anstelle der Lastspannung Vz ist beispielsweise nützlich in solchen Fällen, in denen es wünschenswert ist, den elektronischen Schalter 1 so zu steuern, dass eine Anstiegsgeschwindigkeit der Lastspannung Vz während des Schaltprozesses konstant ist. In diesem Fall erzeugt der Treiber das Ansteuerprofil derart, dass die zeitliche Ableitung der Lastspannung Vz während des Schaltprozesses, d.h., wenn der elektronische Schalter 1 von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand schaltet, konstant ist.
Nachfolgend wird das Messsignal S3, das von dem Treiber 2 erhalten wird, als Abtastsignal bezeichnet. Lediglich zu Zwecken der Erläuterung sei angenommen, dass die Folge von Abtastwerten (präziser: von digitalen Darstellungen der Abtastwerte), die in dem Abtastsignal enthalten sind, die Abtastwerte der Lastspannung Vz repräsentiert.
Damit entsprechen die Abtastwerte, die während eines Schaltprozesses erhalten werden, den zuvor anhand von 4 erläuterten Abtastwerten Vz(i).
Bezug nehmend auf 9 umfasst der Treiber 2 eine Steuerschaltung 50, die das Eingangssignal Sin und das Abtastsignal S3 erhält. Der Treiber 2 umfasst außerdem eine erste Ansteuereinheit 40 ₁, die dazu ausgebildet ist, den elektronischen Schalter 1 einzuschalten, und eine zweite Ansteuereinheit 40 ₂, die dazu ausgebildet ist, den elektronischen Schalter 1 auszuschalten. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst jeder der ersten und zweiten Ansteuereinheiten 40 ₁, 40 ₂ eine Reihenschaltung mit einer Stromquelle 41 ₁, 41 ₂ und einem Schalter 42 ₁, 42 ₂. Die Reihenschaltung mit der Stromquelle 41 ₁ und dem Schalter 42 ₁ der ersten Ansteuereinheit 40 ₁ erhält eine Versorgungsspannung von einer Versorgungsspannungsquelle 43 und ist zwischen die Versorgungsspannungsquelle und den Steueranschluss G des elektronischen Schalters 1 geschaltet. Die Versorgungsspannungsquelle 43 stellt eine Versorgungsspannung zur Verfügung, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf das elektrische Potenzial an dem Sourceanschluss S bezogen ist. Die Reihenschaltung mit der Stromquelle 41 ₂ und dem Schalter 42 ₂ der zweiten Ansteuereinheit 40 ₂ ist zwischen den Steueranschluss G und den Sourceanschluss S des elektronischen Schalters 1 geschaltet.
Die Steuerschaltung 50 ist dazu ausgebildet, die erste Ansteuereinheit 40 ₁ zu aktivieren, sobald das Eingangssignal Sin anzeigt, dass es erwünscht ist, den elektronischen Schalter 1 einzuschalten. Das heißt, die Steuerschaltung 50 aktiviert die erste Ansteuereinheit 40 ₁ jedes Mal dann, wenn das Eingangssignal Sin einen Ein-Pegel aufweist. Die Realisierung der ersten Ansteuereinheit 40 ₁ mit einer Stromquelle 41 ₁ und einem Schalter 42 ₂ ist nur ein Beispiel. Eine beliebige andere Art von Ansteuereinheit, die aktiviert und deaktiviert werden kann und die einen einstellbaren Ausgangsstrom liefert, kann ebenso verwendet werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel schaltet die Steuerschaltung 50 den Schalter 42 ₁ ein, um die erste Ansteuereinheit 40 ₁ zu aktivieren, und schaltet den Schalter 42 ₂ aus, um die in Reihe zu der Stromquelle 41 ₁ geschaltete erste Ansteuereinheit 40 ₁ zu deaktivieren.
Entsprechend ist die Steuerschaltung 50 dazu ausgebildet, die zweite Ansteuereinheit 40 ₂ zu aktivieren, sobald das Eingangssignal Sin anzeigt, dass es erwünscht ist, den elektronischen Schalter 1 auszuschalten. Das heißt, jedes Mal dann, wenn das Eingangssignal Sin einen Aus-Pegel aufweist, aktiviert die Steuerschaltung 50 die zweite Ansteuereinheit 40 ₂ durch Einschalten des Schalters 42 ₂.
Außerdem aktiviert die Steuerschaltung 50 nur eine der ersten und zweiten Ansteuereinheiten 40 ₁, 40 ₂ zum selben Zeitpunkt. Das heißt, die Steuerschaltung 50 deaktiviert die zweite Ansteuereinheit 40 ₂ (durch Ausschalten des Schalters 42 ₂), wenn die erste Ansteuereinheit 40 ₁ aktiviert ist, und die Steuerschaltung 50 deaktiviert die erste Ansteuereinheit 40 ₁ (durch Ausschalten des Schalters 42 ₂), wenn die zweite Ansteuereinheit 40 ₂ aktiviert ist.
Um die Schaltgeschwindigkeit des elektronischen Schalters 1 zu steuern und damit den Signalverlauf der Lastspannung Vz während der Schaltoperationen zu steuern, ist die Steuerschaltung 50 weiterhin dazu ausgebildet, einen durch die Stromquelle 41 ₁ in der ersten Ansteuereinheit 40 ₁ gelieferten Ansteuerstrom I41₁ zu variieren, und einen durch die Stromquelle 41 ₂ in der zweiten Ansteuereinheit 40 ₂ bereitgestellten Ansteuerstrom I41₂ zu variieren. In jedem Schaltzyklus variiert die Steuerschaltung 50 die Ansteuerströme I42₁, I42₂ abhängig von Ansteuerprofilen, die in einem vorangehenden Schaltzyklus erhalten wurden. Die Steuerschaltung 50 speichert zwei Ansteuerprofile, nämlich ein erstes Ansteuerprofil, das dazu verwendet wird, den ersten Ansteuerstrom I41₁ zu variieren, wenn der elektronische Schalter vom Aus-Zustand in den Ein-Zustand schaltet, und ein zweites Ansteuerprofil, das dazu verwendet wird, den zweiten Ansteuerstrom I41₂ zu variieren, wenn der elektronische Schalter 1 vom Ein-Zustand in den Aus-Zustand schaltet. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist nur eine der ersten und zweiten Ansteuereinheiten 40 ₁, 40 ₂ dazu ausgebildet, einen variablen Ansteuerstrom auszugeben. In diesem Fall speichert die Steuerschaltung nur eines der ersten und zweiten Ansteuerprofile, um die Schaltgeschwindigkeit nur bei einer von zwei möglichen Änderungen des Betriebszustands einzustellen.
Ein Ausführungsbeispiel einer Steuerschaltung 50, die dazu ausgebildet ist, die ersten und zweiten Ansteuereinheiten zu steuern, ist schematisch in 11 dargestellt. Die Steuerschaltung 50 gemäß 11 umfasst eine erste Steuereinheit 51 ₁, die dazu ausgebildet ist, die erste Ansteuereinheit 40 ₁ (in 11 nicht dargestellt) über Steuersignale S41₁, S42₁ zu steuern. Außerdem umfasst die Steuerschaltung 50 eine zweite Ansteuereinheit 51 ₂, die dazu ausgebildet ist, die zweite Ansteuereinheit 40 ₂ (in 11 nicht dargestellt) über zugehörige Steuersignale S41₁, S42₂ zu steuern. Jede der Steuereinheiten 51 ₁, 51 ₂ erhält das Eingangssignal und das Abtastsignal S3. Die einzelnen Steuereinheiten 51 ₁, 51 ₂ können mit identischen Funktionseinheiten realisiert sein. Ein Ausführungsbeispiel einer der Steuereinheiten 51 ₁, 51 ₂ ist in 12 dargestellt. In 12 bezeichnet das Bezugszeichen 51 eine der ersten und zweiten Steuereinheiten 51 ₁, 51 ₂, die eine der ersten und zweiten Ansteuereinheiten 40 ₁, 40 ₂ (in 12 nicht dargestellt) steuert.
Bezug nehmend auf 12 umfasst die Steuereinheit 51 einen ersten Speicher 52, wie beispielsweise ein Register, der dazu ausgebildet ist, eine Folge von Abtastwerten des Abtastsignals S3 zu speichern. Eine Steuereinheit 57 erhält das Eingangssignal Sin und ist dazu ausgebildet, das Speichern der Abtastwerte des Abtastsignals S3 in der ersten Speichereinheit 52 zu steuern. In der ersten Steuereinheit 51 ₁ (vgl. 11) ist die interne Steuereinheit 57 dazu ausgebildet, den ersten Speicher 52 so zu steuern, dass eine Folge von Abtastwerten des Abtastsignals 53 in dem ersten Speicher 52 gespeichert wird, nachdem das Eingangssignal Sin einen Ein-Pegel annimmt. Entsprechend ist die interne Steuereinheit 57 in der zweiten Steuereinheit 51 ₂ (vgl. 11) dazu ausgebildet, den Speicher 52 so zu steuern, dass eine Folge von Abtastwerten gespeichert wird, nachdem das Eingangssignal Sin einen Aus-Pegel annimmt. Die Anzahl der Abtastwerte, die in dem Speicher 52 gespeichert werden, ist abhängig von dem gewünschten Ansteuerprofil. Wenn es beispielsweise erwünscht ist, ein Ansteuerprofil mit n unterschiedlichen Ansteuerparametern zu erzeugen, wird eine entsprechende Anzahl von Abtastwerten in dem Speicher 52 gespeichert. Bezug nehmend auf die Erläuterung im Zusammenhang mit 4 entsprechen die in dem ersten Speicher 52 gespeicherten Abtastwerte den Messwerten Vz(1) bis Vz(n). Nachfolgend bezeichnet Vz(i) einen beliebigen der Messwerte (Abtastwerte) Vz(1) bis Vz(n). Diese Abtastwerte können Abtastwerte sein, die die Lastspannung Vz repräsentieren, oder können Abtastwerte sein, die die zeitliche Ableitung der Lastspannung Vz repräsentieren (wie anhand von 10 erläutert).
Bezug nehmend auf 12 umfasst die Steuereinheit 51 außerdem einen zweiten Speicher 53, der dazu ausgebildet ist, zu den in dem ersten Speicher 52 abgespeicherten Abtastwerten korrespondierende Referenzwerte zu speichern. Diese Referenzwerte REF(1)–REF(n) entsprechen den anhand von 4 erläuterten Referenzwerten. Nachfolgend bezeichnet REF(i) einen beliebigen der Referenzwerte REF(1) bis REF(n). Eine Fehlerberechnungseinheit 54 erhält die Abtastwerte von dem ersten Speicher 52 und die Referenzwerte von dem zweiten Speicher 53 und berechnet die Differenz zwischen einem Abtastwert und dem korrespondierenden Referenzwert, um mehrere Fehlerwerte ERR(1) bis ERR(n) bereitzustellen. Nachfolgend bezeichnet ERR(i) einen beliebigen der Fehlerwerte ERR(1) bis ERR(n). Jeder Fehlerwert ERR(i) repräsentiert die Differenz zwischen einem Abtastwert Vz(i) und dem korrespondierenden Referenzwert REF(i).
Eine Filtereinheit 55 umfasst mehrere Filter 55 ₁–55 _n, wobei jedes 55 _i der Filter 55 ₁–55 _n einen Fehlerwert ERR(i) erhält und an einem Ausgang den zugehörigen Ansteuerparameter D(i) ausgibt. Die einzelnen Ansteuerparameter D(1) bis D(n) werden in einem dritten Speicher 56 gespeichert. Allgemein berechnet jedes Filter 55 _i einen Ansteuerparameter D(i) abhängig von dem zugehörigen Fehlerwert ERR(i), d.h.: D(i) = f(ERR(i)) (1), wobei f(.) eine in jedem Filter implementierte mathematische Funktion bezeichnet, die einen Fehlerwert ERR(i) auf einen Ansteuerparameter D(i) abbildet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel berechnet jedes Filter 55 _i in einem Schaltzyklus den Ansteuerparameter D(i) nicht nur abhängig von dem Fehlerwert ERR(i), der aus einem in dem vorangehenden Schaltzyklus erhaltenen Abtastwert Vz(i) berechnet wird, sondern auch abhängig von einem Ansteuerparameter D_–1(i) und einem Fehlerwert ERR_–1(i), der in dem vorangehenden Schaltzyklus berechnet wird, d.h.: D(i) = g(ERR(i), D_–1(i), ERR_–1(i)) (2), wobei g(.) eine in jedem Filter implementierte mathematische Funktion bezeichnet, die einen Ansteuerparameter D(i) abhängig von dem zugehörigen Fehlerwert ERR(i), dem Ansteuerparameter D_–1(i), der zuvor in dem Speicher 56 gespeichert wurde, und dem Fehlerwert ERR_–1(i), der in dem vorangehenden Schaltzyklus erhalten wurde, berechnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die in einem Schaltzyklus erhaltenen Fehlerwerte ERR(i) gespeichert und jeder der gespeicherten Fehlerwerte wird in einem nachfolgenden Schaltzyklus einem Filter 55 _i zugeführt.
Die einzelnen Filter 55 ₁–55 _n können als Proportionalfilter (P-Filter), Integralfilter (I-Filter) oder Proportional-Integral-Filter (PI-Filter) realisiert sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Filter PI-Filter, die die einzelnen Ansteuerparameter D(i) wie folgt berechnen: D(i) = D_–1(i) + K_p·(ERR(i) – ERR_–1(i)) + K_p·T_A/T_N·ERR_–1(i) (3), wobei K_p und T_N Filterkoeffizienten sind und T_A die Dauer eines Schaltzyklus repräsentiert.
Ein Multiplexer 58 ist an den dritten Speicher 56 gekoppelt und ist dazu ausgebildet, das Stromquellensteuersignal S41 als eine Folge von Parameterwerten, die in dem dritten Speicher 56 gespeichert sind, bereitzustellen. Bezug nehmend auf die vorangehende Erläuterung bilden die einzelnen Ansteuerparameter D(1) bis D(n) ein Ansteuerprofil, das dazu verwendet wird, den elektronischen Schalter 1 in einem Schaltzyklus anzusteuern, wobei das Ansteuerprofil in einem vorangehenden Schaltzyklus erhalten wurde.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Steuerparameter der einzelnen Steuereinheiten 55 ₁–55 _n durch ein externes Parametersignal PA eingestellt werden. Dieses externe Parametersignal erlaubt es einem Benutzer, den Regelalgorithmus während der Verwendung der elektronischen Schaltung anzupassen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Steuerparameter abhängig von der Gate-Source-Kapazität des elektronischen Schalters 1 eingestellt werden.
Die Erzeugung des Stromquellensteuersignals S41 aus den Ansteuerparametern ist in 13 schematisch dargestellt, in der Zeitverläufe des Stromquellensteuersignals S41 und des Eingangssignals Sin dargestellt sind. Zu Erläuterungszwecken sei angenommen, dass das Stromquellensteuersignal S41 gemäß 13 dazu verwendet wird, den elektronischen Schalter 1 einzuschalten. Bezug nehmend auf 13 nimmt das Eingangssignal Sin zum Zeitpunkt t0 einen Ein-Pegel an. Beginnend mit diesem Zeitpunkt wird das Stromquellensteuersignal S41 als ein Signal mit einer zeitlich variierenden Amplitude erzeugt, wobei ein erster Ansteuerparameter D(1) die Amplitude in einer ersten Zeitperiode [t0, t1] definiert, ein zweiter Ansteuerparameter D(2) die Amplitude in einer zweiten Zeitperiode [t1, t2], definiert usw. Die Amplitude des Stromquellensteuersignals S41 definiert den Momentanwert der Stromquelle (41 ₁, 41 ₂ in 9).
Ein Ausführungsbeispiel einer Stromquelle 41 ist in 14 schematisch dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Stromquelle 41 mehrere Stromquellen 43 ₁, 43 ₂, 43 _p, die parallel geschaltet sind. Jede dieser Stromquellen 43 ₁–43 _p kann aktiviert oder deaktiviert werden. In 14 sind Mittel zum Aktivieren oder Deaktivieren der einzelnen Stromquellen 43 ₁–43 _p durch Schalter 44 ₁–44 _p repräsentiert, die in Reihe zu den einzelnen Stromquellen 43 ₁–43 _p geschaltet sind. Eine Auswahlschaltung 45 erhält das Stromquellensteuersignal S41 und ist dazu ausgebildet, die einzelnen Stromquellen 43 ₁–43 _p derart zu aktivieren, dass der gesamte Ausgangsstrom 41 der Stromquelle 41 einem Strom entspricht, wie er durch das Stromquellensteuersignal S41 definiert ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel gibt es wenigstens eine Stromquelle 43 ₀, die immer aktiviert ist, wenn die Stromquelle 41 aktiviert ist (d.h., wenn der Schalter (42 ₁, 42 ₂ in 9), der in Reihe zu der Stromquelle 41 geschaltet ist, geschlossen ist). Dies stellt sicher, dass der elektronische Schalter 1 einen definierten Schaltzustand auch dann erreicht, wenn ein Fehler bei der Berechnung der Ansteuerparameter D(i) auftreten würde.
Es sei erwähnt, dass Merkmale, die anhand einer speziellen Figur erläutert wurden, mit Merkmalen anderer Figuren kombiniert werden können, auch in den Fällen, in denen dies nicht explizit erwähnt wurde. Gleiche Begriffe bezeichnen in der Beschreibung gleiche Elemente.

Claims

Verfahren zum Ansteuern einer Last (Z), wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines elektronischen Schalters (1), der eine in Reihe zu der Last (Z) geschaltete Laststrecke und einen Ansteueranschluss zum Erhalten eines Ansteuersignals (S1) aufweist, wobei der elektronische Schalter (1) dazu ausgebildet ist, abhängig von dem Ansteuersignal (S1) zwischen einem ersten Betriebszustand und einem zweiten Betriebszustand umzuschalten; in einem ersten Schaltzyklus: Schalten des elektronischen Schalters (1) von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand und Auswerten einer Spannung (Vz) über der Last (Z) während des ersten Schaltzyklus, um ein gemessenes Schaltprofil zu erhalten; Vergleichen des gemessenen Schaltprofils mit einem Referenzprofil (REF) und Bereitstellen eines Ansteuerprofils abhängig von dem Vergleich; Verwenden des Ansteuerprofils, um den elektronischen Schalter (1) in einem zweiten Schaltzyklus nach dem ersten Schaltzyklus anzusteuern, wobei Ansteuerparameter zu unterschiedlichen Zeitpunkten in dem zweiten Schaltzyklus verwendet werden, um den elektronischen Schalter anzusteuern.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Auswerten der Spannung über der Last aufweist: Auswerten der Spannung (Vz) zu mehreren unterschiedlichen Zeitpunkten während des Wechsels des Betriebszustands, wobei das Ansteuerprofil die Ansteuerparameter umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Ansteuerprofil nur in einem zweiten Schaltzyklus verwendet wird, der dem ersten Schaltzyklus direkt nachfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Ansteuerprofil in mehreren aufeinanderfolgenden zweiten Schaltzyklen nach dem ersten Schaltzyklus verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der erste Betriebszustand ein Ein-Zustand ist und der zweite Betriebszustand ein Aus-Zustand ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, bei dem der erste Betriebszustand ein Aus-Zustand und der zweite Betriebszustand ein Ein-Zustand ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche bei dem der elektronische Schalter (1) einen Transistor aufweist; und bei dem das Ansteuern des elektronischen Schalters (1) das Ausgeben eines Ansteuerstroms an den Steueranschluss des Transistors aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der elektronische Schalter einen Transistor aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: einem MOS-(Metal Oxide Semiconductor)-Transistor; einem IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor); einem Bipolar-Sperrschichttransistor (BJT, Bipolar Junction Transistor); und einem JFET (Junction Field-Effect Transistor).
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der Ansteuerstrom abhängig von dem Ansteuerprofil ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Auswerten der Spannung (Vz) über der Last das Auswerten einer zeitlichen Ableitung der Spannung über der Last aufweist.
Elektronische Schaltung, die aufweist: einen elektronischen Schalter (1), der eine Laststrecke, die dazu ausgebildet ist, in Reihe zu einer Last (Z) geschaltet zu werden, und einen Ansteueranschluss, der dazu ausgebildet ist, ein Ansteuersignal (S1) zu erhalten, aufweist, wobei der elektronische Schalter (1) dazu ausgebildet ist, abhängig von dem Ansteuersignal (S1) zwischen einem ersten Betriebszustand und einem zweiten Betriebszustand umzuschalten; eine Ansteuerschaltung (2), die dazu ausgebildet ist in einem ersten Schaltzyklus den elektronischen Schalter (1) von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand zu schalten und eine Spannung (Vz) über der Last während des ersten Schaltzyklus auszuwerten, um ein gemessenes Schaltprofil zu erhalten, das gemessene Schaltprofil mit einem Referenzprofil zu vergleichen und ein Ansteuerprofil abhängig von dem Vergleich bereitzustellen, das Ansteuerprofil zu speichern; und das Ansteuerprofil zu verwenden, den elektronischen Schalter (1) in einem zweiten Schaltzyklus nach dem ersten Schaltzyklus anzusteuern, wobei in dem zweiten Schaltzyklus Ansteuerparameter zu unterschiedlichen Zeitpunkten verwendet werden, um den elektronischen Schalter anzusteuern.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 11, bei dem die Ansteuerschaltung (2) dazu ausgebildet ist, die Spannung (Vz) wenigstens zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten während des Wechsels des Betriebszustands auszuwerten, wobei das Ansteuerprofil die Ansteuerparameter umfasst.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 11 oder 12, bei der die Ansteuerschaltung (2) dazu ausgebildet ist, das Ansteuerprofil nur in einem zweiten Schaltzyklus zu verwenden, der dem ersten Schaltzyklus unmittelbar nachfolgt.
Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 11–13, bei dem die Ansteuerschaltung (2) dazu ausgebildet ist, das Ansteuerprofil in mehreren aufeinanderfolgenden zweiten Schaltzyklen nach dem ersten Schaltzyklus zu verwenden.
Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 11–14, bei dem der erste Betriebszustand ein Ein-Zustand und der zweite Betriebszustand ein Aus-Zustand ist.
Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 11–14, bei dem der erste Betriebszustand ein Aus-Zustand und der zweite Betriebszustand ein Ein-Zustand ist.
Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 11–15, bei dem die elektronische Schaltung (1) einen Transistor aufweist, und bei dem die Ansteuerschaltung (2) dazu ausgebildet ist, den elektronischen Schalter durch Ausgeben eines Ansteuerstroms an den Steueranschluss des Transistors anzusteuern.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 17, bei dem der elektronische Schalter einen Transistor aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: einem MOS-(Metal Oxide Semiconductor)-Transistor; einem IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor); einem Bipolar-Sperrschichttransistor (BJT, Bipolar Junction Transistor); und einem JFET (Junction Field-Effect Transistor).
Elektronische Schaltung nach Anspruch 17 oder 18, bei dem die Ansteuerschaltung (2) dazu ausgebildet ist, den Ansteuerstrom abhängig von dem Ansteuerprofil auszugeben.
Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 11–19, bei dem die Ansteuerschaltung dazu ausgebildet ist, eine zeitliche Ableitung der Spannung über der Last auszuwerten.
Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 11–20, bei dem die Ansteuerschaltung aufweist: eine Messschaltung, die dazu ausgebildet ist, eine Spannung über der Last auszuwerten und ein Messsignal auszugeben; und einen Treiber, der dazu ausgebildet ist, das Messsignal zu erhalten und den elektronischen Schalter anzusteuern.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 21, bei dem die Messschaltung dazu ausgebildet ist, eine zeitliche Ableitung der Spannung über der Last auszuwerten.
Elektronische Schaltung nach Anspruch 22, bei dem die Messschaltung aufweist: eine Reihenschaltung mit einem Kondensator und einem Widerstand, wobei die Reihenschaltung dazu ausgebildet ist, parallel zu der Last geschaltet zu werden, wobei die Messschaltung dazu ausgebildet ist, das Messsignal abhängig von einer Spannung über dem Widerstand zu erzeugen.