DE102014117444A1 - Digitaler Controller für einen Leistungsschaltwandler - Google Patents

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Stefano Marsili
Stylianos Perissakis
Roman Riederer
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Abstract

Gemäß einem Beispiel weist ein Verfahren das Empfangen eines Spannungswerts auf und das Vergleichen des Spannungswerts mit einem Referenzspannungswert, um einen Delta-Spannungswert zu bestimmen. Das Verfahren kann außerdem das Bestimmen eines Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert umfasst. Das Verfahren kann außerdem das Empfangen eines Stromwerts und das Vergleichen des Stromwerts mit dem Referenzstromwert umfassen, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen. Das Verfahren kann außerdem das Bestimmen eines Schwellwerts basierend auf dem Delta-Stromwert umfassen, wobei der Stromwert dazu verwendet wird, ein Steuersignal zu bestimmen, das einen Leistungswandler steuert.

Description

  • Die Erfindung betrifft Controller für elektrische Leistungsschaltwandler und insbesondere digitale Controller für Leistungsschaltwandler.
  • Leistungswandler einschließlich Leistungsschaltwandler können als Treiber für Lasten mit besonderen Strom- und/oder Spannungsanforderungen wie beispielsweise Batterien eingesetzt werden. Während des Betriebs eines Leistungsschaltwandlers werden ein oder mehrere Schalter verwendet, um die Ausgangsleistung zu steuern. Generell wird irgendeine Form von Controllern eingesetzt, um den Betrieb dieser Schalter zu steuern. Beim Design eines Controllers für einen Leistungsschaltwandler ist es grundsätzlich wünschenswert, den Wirkungsgrad des Leistungswandlers zu maximieren.
  • Im Allgemeinen beziehen sich die in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken auf die Verwendung einer Last (z.B. einer Batterie), die mit dem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist, um einen Referenzstrom für eine Stromregelschleife zu bestimmen, die den Leistungswandler steuert. Beispielsweise kann ein Controller einen Referenzstromwert basierend auf der Spannung über einer Batterie ermitteln, die mit dem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist, sowie einen Referenzspannungswert. Der Controller kann dann basierend auf dem Referenzstromwert und dem der Batterie zugeführten Strom einen Schwellwert bestimmen. Gemäß einigen Beispielen kann der Controller dann basierend auf dem Schwellwert ein Steuersignal an den Leistungswandler ausgeben.
  • Gemäß einem Beispiel weist ein Verfahren das Entgegennehmen eines Spannungswerts auf, das Vergleichen des Spannungswerts mit einem Referenzspannungswert, um einen Delta-Spannungswert (engl.: delta voltage value) zu ermitteln, das Bestimmen eines Referenzstromwerts, der auf dem Delta-Spannungswert basiert, Entgegennehmen eines Stromwerts, das Vergleichen des Stromwerts mit dem Referenzstromwert, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen, sowie das Bestimmen eines Schwellwerts basierend auf dem Delta-Stromwert, wobei der Schwellwert dazu verwendet wird, ein Steuersignal festzulegen, das einen Leistungswandler steuert.
  • Gemäß einem anderen Beispiel weist ein Schaltkreis einen ersten Analog-Digital-Wandler auf, der dazu ausgebildet ist, eine Analogspannung in einen digitalen Spannungswert zu konvertieren, einen ersten Subtrahierer, der dazu ausgebildet ist, eine Referenzspannung von dem digitalen Spannungswert zu subtrahieren, um einen Delta-Spannungswert zu bestimmen, einen Integrator, der dazu ausgebildet, den Delta-Spannungswert zu integrieren, um einen Referenzstromwert zu bestimmen, einen zweiten Analog-Digital-Wandler, der dazu ausgebildet ist, einen vom Leistungswandler empfangenen Analogstrom-Abtastwert (engl.: analog current sample) in einen digitalen Stromwert zu konvertieren, einen zweiten Subtrahierer, der dazu ausgebildet ist, den Referenzstromwert von dem digitalen Stromwert zu subtrahieren, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen, einen Controller, der dazu ausgebildet ist, einen Spannungswert basierend auf dem Delta-Stromwert zu bestimmen, und einen digitalen Pulsweitenmodulator, der dazu ausgebildet ist, ein Steuersignal basierend auf dem Schwellwert an den Leistungswandler auszugeben.
  • Gemäß einem weiteren Beispiel weist eine Vorrichtung ein Mittel zum Empfangen eines Spannungswerts auf, ein Mittel zum Vergleichen des Spannungswerts mit einem Referenzspannungswert, um einen Delta-Spannungswert zu bestimmen, ein Mittel zum Bestimmen eines Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert, ein Mittel zum Empfangen eines Stromwerts, ein Mittel zum Vergleichen des Stromwerts mit einem Referenzstromwert, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen, sowie ein Mittel zum Bestimmen eines Schwellwerts basierend auf dem Delta-Stromwert, wobei der Schwellwert dazu verwendet wird, ein Steuersignal festzulegen, das einen Leistungswandler steuert.
  • Die Einzelheiten von einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung werden in den beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen, sowie aus den Ansprüchen.
  • 1 ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein Beispiel zur Steuerung eines Leistungsschaltwandlers gemäß einer oder mehreren Techniken dieser Offenbarung veranschaulicht.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das Einzelheiten eines Beispielcontrollers veranschaulicht, der einen Leistungsschaltwandler gemäß einer oder mehreren Techniken dieser Offenbarung steuert.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das Einzelheiten eines Beispielsystems zur Steuerung eines Leistungsschaltwandlers gemäß einer oder mehreren Techniken dieser Offenbarung veranschaulicht.
  • 4 ist ein Blockdiagramm, das Einzelheiten eines Beispielsystems zur Steuerung eines Leistungsschaltwandlers gemäß einer oder mehreren Techniken dieser Offenbarung veranschaulicht.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das Einzelheiten eines Beispielsystems zur Steuerung eines Leistungsschaltwandlers gemäß einer oder mehreren Techniken dieser Offenbarung veranschaulicht.
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das Einzelheiten eines Beispielsystems zur Steuerung eines Leistungsschaltwandlers gemäß einer oder mehreren Techniken dieser Offenbarung veranschaulicht.
  • 7 ist ein Blockdiagramm, das Einzelheiten eines Beispielsystems zur Steuerung eines Leistungsschaltwandlers gemäß einer oder mehreren dieser Offenbarung veranschaulicht.
  • 8 ist ein Flussdiagramm, das Beispieloperationen eines Controllers für einen Leistungsschaltwandler gemäß einer oder mehreren Techniken dieser Offenbarung veranschaulicht.
  • Ein Leistungsschaltwandler (SMPC) ist eine elektronische Spannungsversorgung (engl.: power supply), die einen oder mehrere Schalter aufweist, um elektrische Leistung zu konvertieren und von einer Spannungsversorgung an eine Last zu übertragen. Einige Beispiele von SMPCs weisen Abwärts-, Aufwärts-, Abwärts-Aufwärts-, Sperr- und Ćuk-Wandler auf. Leistungswandlung wird durch die Einstellung des Duty Cycles eines Steuersignals erreicht, das zum Steuern des Zustandes des Schalters verwendet wird. Je größer der Duty Cycle des Steuersignals ist, desto mehr Leistung wird an die Last übertragen. Typischerweise wird das Steuersignal entweder durch einen analogen oder einen digitalen Controller erzeugt.
  • Gemäß einigen Beispielen kann die an einen SMPC angeschlossene Last eine oder mehrere Batterien enthalten. Bei derartigen Beispielen kann der SMPC die Batterien laden. Typischerweise ist die Menge der einer Batterie zugeführten Leistung während des Ladeprozesses nicht konstant. Um den Anforderungen zum Aufladen von Batterien gerecht zu werden, setzen einige SMPC-Controller zwei separate Ladephasen ein, von denen jede durch eine separate Schleife geregelt wird. Diese Phasen werden typischerweise als Konstantstromphasen und als Konstantspannungsphase bezeichnet. Die Spannungsregelschleife bestimmt ihren Duty Cycle basierend auf der Differenz zwischen einer Batteriespannung einer Referenzspannung. Die Stromregelschleife bestimmt ihren Duty Cycle basierend auf der Differenz zwischen einem Batterieladestrom und einem vorgegebenen Referenzstrom. Jede der Regelschleifen gibt einen Duty Cycle aus, und der geringere der beiden Duty Cicles wird dazu verwendet, das Steuersignal zu bestimmen, das den SMPC ansteuert. Die beiden separaten Regelschleifen laufen während des gesamten Ladeprozesses, selbst dann, wenn der SMPC in der entsprechenden Ladephase nicht in Betrieb ist (z.B. ist die Spannungsregelschleife während der Konstantstromphase aktiv).
  • Gemäß Techniken dieser Offenbarung kann ein Digitalcontroller die Spannung, die über einer Last gemessen wird, welche mit dem Ausgang eines Leistungswandlers gekoppelt ist, dazu verwenden, den Referenzstrom für eine Stromregelschleife zu bestimmen, die den Leistungswandler regelt. Verschiedene Aspekte dieser Offenbarung können einen oder mehrere Vorteile bereitstellen. Beispielsweise können die Techniken dieser Offenbarung das Erfordernis eliminieren, zwei separate Regelschleifen zu implementieren. Zusätzliche Techniken dieser Offenbarung können für eine effizientere Energieübertragung und verringerte Energieverluste sorgen.
  • 1 stellt ein konzeptionelles Diagramm dar, das ein Beispielsystem 100 zur Steuerung eines Leistungsschaltwandlers gemäß einer oder mehrerer Techniken dieser Offenbarung illustriert. Das System 100 weist einen Controller 2 auf, einen Leistungswandler 4, sowie eine Last 6. Ohne hierauf beschränkt zu sein können Beispiele des Controllers 2 einen oder mehrere Prozessoren einschließlich einem oder mehrere Mikroprozessoren enthalten, digitale Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs), anwenderprogrammierbare Gatter-Arrays (engl.: field programmable gate arrays) (FPGAs), oder beliebige andere äquivalente integrierte oder diskrete Logikschaltungen ebenso wie beliebige Kombinationen derartiger Komponenten.
  • Wie in 1 gezeigt ist, kann der Controller 2 eine I/O-Einheit 8 enthalten. Gemäß einigen Beispielen ist die I/O-Einheit 8 dazu ausgebildet, ein oder mehrere Eingangssignale zu empfangen und/oder ein oder mehrere Ausgangssignale zu erzeugen. Beispiele der I/O-Einheit, die in 1 gezeigt ist, können einen oder mehrere Analog-Digital-Wandler enthalten, einen oder mehrere Generatoren zur digitalen Pulsweitenmodulation (DPWM), einen oder mehrere Mehrzweck-Eingänge/-Ausgänge (GPIO) zur allgemeinen Verwendung, mehrere Bus-Schnittstellen (z.B. I2C, UART, LIN, SPI, IrDa, und/oder CAN), und/oder jede beliebige andere Art von Einrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Eingabe zu empfangen oder eine Ausgabe zu erzeugen. Eine I/O-Einheit 8 kann Signale von anderen Komponenten des Systems 100 wie beispielsweise dem Leistungswandler 4 und/oder der Last 6 empfangen. Zusätzlich kann die I/O-Einheit 8 Signale an andere Komponenten des Systems 100 wie zum Beispiel den Leistungswandler 4 und/oder die Last 6 ausgeben.
  • Gemäß einigen Beispielen enthält der Controller 2 ein I/O-Modul 10. Das I/O-Modul 10 kann eine oder mehrere Funktionen ausführen, um eine Eingabe wie zum Beispiel elektrische Signale zu empfangen, und eine solche Eingabe an andere mit dem Controller 2 verbundene Komponenten wie zum Beispiel ein Referenzstrommodul 12 und ein Delta-Strommodul 14 zu senden. Das I/O-Modul 10 kann auch Daten von Komponenten empfangen, die, wie beispielsweise das Steuersignalmodul 16, mit dem Controller 2 verbunden sind. Unter Verwendung der Daten kann das I/O-Modul 10 andere mit dem Controller 2 verbundene Komponenten wie zum Beispiel die I/O-Einheit 8 dazu veranlassen, basierend auf den Daten eine Ausgabe bereitzustellen. Beispielsweise kann das I/O-Modul 10 Daten von dem Steuersignalmodul 16 empfangen, das die I/O-Einheit 8 veranlasst, ein Steuersignal an den Leistungswandler 4 auszugeben.
  • Gemäß einigen Beispielen enthält der Controller 2 das Referenzstrommodul 12. Das Referenzstrommodul 12 kann eine Funktionalität aufweisen, eine beliebige Auswahl von Operationen auf dem Controller 2 durchzuführen. Beispielsweise kann das Referenzstrommodul 12 Daten wie beispielsweise einen Spannungswert von anderen Komponenten des Controllers 2 wie beispielsweise dem I/O-Modul 10 empfangen. Das Referenzstrommodul 12 kann ebenso eine Funktionalität aufweisen, die empfangenen Daten zu verarbeiten und das Ergebnis an andere Komponenten des Controllers 2 wie beispielsweise das Delta-Strommodul 14, zu senden. Beispielsweise kann das Referenzstrommodul 12 einen vom I/O-Modul 10 empfangenen Spannungswert verarbeiten, um einen Referenzstromwert zu bestimmen. Das Referenzstrommodul 12 kann dann den bestimmten Referenzstromwert an das Delta-Strommodul 14 übermitteln.
  • Gemäß einigen Beispielen enthält der Controller 2 das Delta-Strommodul 14. Das Delta-Strommodul 14 kann eine Funktionalität aufweisen, eine beliebige Varietät von Operationen auf dem Controller 2 durchzuführen. Beispielsweise kann das Delta-Strommodul 14 Daten wie beispielsweise einen Referenzstromwert oder einen Stromwert von anderen Komponenten des Controllers 2 wie beispielsweise dem Referenzstrommodul oder dem I/O-Modul 10 empfangen. Das Delta-Strommodul 14 kann ebenso eine Funktionalität aufweisen, die empfangenen Daten zu verarbeiten und das Ergebnis an andere Komponenten des Controllers 2 wie beispielsweise das Steuersignalmodul 16 zu senden. Beispielsweise kann das Delta-Strommodul 14 einen vom Referenzstrommodul 12 empfangenen Referenzstromwert und einen von dem I/O-Modul 10 empfangenen Stromwert verarbeiten, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen. Das Delta-Strommodul 14 kann dann den bestimmten Delta-Stromwert an das Steuersignalmodul 16 übermitteln.
  • Gemäß einigen Beispielen enthält der Controller 2 das Steuersignalmodul 16. Das Steuersignalmodul 16 kann eine Funktionalität aufweisen, eine beliebige Varietät von Operationen auf dem Controller 2 durchzuführen. Beispielsweise kann das Steuersignalmodul 16 Daten wie beispielsweise einen Delta-Stromwert von anderen Komponenten des Controllers 2 wie beispielsweise dem Delta-Strommodul 14 empfangen. Das Steuersignalmodul 16 kann ebenso eine Funktionalität aufweisen, die empfangenen Daten zu verarbeiten und das Ergebnis an andere Komponenten des Controllers 2 wie beispielsweise das I/O-Modul 10, zu senden. Beispielsweise kann das Steuersignalmodul einen von dem Delta-Strommodul 14 empfangenen Delta-Stromwert verarbeiten, um einen Schwellwert zu bestimmen. Das Steuersignalmodul 16 kann dann den bestimmten Schwellwert an das I/O-Modul 10 übermitteln. Das I/O-Modul 10 kann dann die I/O-Einheit 8 dazu veranlassen, basierend auf dem Schwellwert eine Ausgabe zu erzeugen.
  • Das System 100 kann einen Leistungswandler 4 aufweisen. Wie in 1 gezeigt ist, kann der Leistungswandler 4 mit anderen Komponenten des Systems 100 wie beispielsweise dem Controller 2 und der Last 6 gekoppelt sein. Gemäß einigen Beispielen ist der Leistungswandler 4 dazu ausgebildet, ein Eingangssignal wie beispielsweise ein Steuersignal von anderen Komponenten des Systems 100 wie beispielsweise dem Controller 2 zu empfangen. Der Leistungswandler 4 kann dazu ausgebildet sein, eine Ausgabe wie beispielsweise elektrische Energie für andere Komponenten des Systems 100 wie beispielsweise die Last 6 bereitzustellen. Gemäß einigen Beispielen ist der Leistungswandler 4 dazu ausgebildet, eine Ausgabe an andere Komponenten des Systems 100 als Reaktion auf eine Eingabe abzugeben, das er von anderen Komponenten des Systems 100 empfangen hat. Beispielsweise kann der Leistungswandler 4 der Last 6 als Reaktion auf ein von dem Controller 2 empfangenes Steuersignal Energie zuführen. Gemäß einigen Beispielen kann der Leistungswandler dazu ausgebildet sein, Signale wie beispielsweise Spannungs- oder Stromsignale (entweder analog oder digital) an andere Komponenten des Systems 100 zu senden. Beispielsweise kann der Leistungswandler 4 dazu ausgebildet sein, einen Spannungs-Abtastwert (engl.: voltage sample) und/oder einen Strom-Abtastwert (engl.: current sample) an den Controller 2 zu senden. Beispiele von Leistungswandlern 4 enthalten Leistungsschaltwandler wie beispielsweise Abwärts-, Aufwärts-, Abwärts-Aufwärts, Sperr-, Ćuk-Wandler, oder jede andere Einrichtung enthalten, die elektrische Energie bereitstellen kann.
  • Das System 100 kann eine Last 6 aufweisen. Wie in 1 gezeigt ist, kann die Last 6 mit anderen Komponenten des Systems 100 einschließlich einem Leistungswandler 4 und einem Controller 2 gekoppelt sein. Gemäß einigen Beispielen kann die Last 6 eine oder mehrere Batterien aufweisen, eine oder mehrere Recheneinrichtungen, eine beliebige andere Einrichtung, die elektrische Energie verwendet, oder irgendeine beliebige Kombination hiervon. Wenn die Last 6 eine Batterie enthält, kann die Batterie eine Vielzahl von Zellen aufweisen. Die Last kann dazu ausgebildet sein, von anderen Komponenten des Systems 100 wie beispielsweise dem Leistungswandler 4 eine Eingabe wie beispielsweise elektrische Energie zu empfangen. Zusätzlich kann die Last 6 dazu ausgebildet sein, eine Ausgabe an andere Komponenten des Systems 100 auszugeben. Beispielsweise kann die Last 6 dazu ausgebildet sein, Spannungs-Abtastwerte (entweder analog oder digital) an den Controller 2 auszugeben. Beispiele für die Last 6 können Computer enthalten (z.B. Tablet- oder Laptop-Computer), mobile Recheneinrichtungen (z.B. „Smartphones“ und Personal Digital Assistants), Batterien (z.B. Nickel-Cadmium-, Bleisäure-, Nickel-Metall-Hydrid-, Nickel-Zink-, Silberoxid-, Lithiumionen-Batterien, oder jede andere Art von wieder aufladbaren Batterien), oder eine beliebige Kombination hiervon.
  • Techniken dieser Offenbarung können den Wirkungsgrad und die Optimierung von Controllern von Leistungsschaltwandlern verbessern. Unter Verwendung der Techniken dieser Offenbarung kann ein Controller eines Leistungsschaltwandlers anstelle der Implementierung von zwei separaten Regelschleifen zur Festlegung eines Steuersignals wenigstens zwei verschachtelte Regelschleifen einsetzen, um das Steuersignal für einen Leistungswandler festzulegen. Der Controller kann die Stromregelschleife innerhalb der Spannungsregelschleife implementieren, so dass die Spannungsregelschleife den von der Stromregelschleife verwendeten Referenzstrom festlegt. Anders ausgedrückt kann die Spannungsregelschleife als äußere Schleife bezeichnet werden, und die Stromregelschleife kann als innere Schleife bezeichnet werden.
  • Bei dem Beispiel gemäß 1 kann das I/O-Modul 10 Daten von einer I/O-Einheit 8 empfangen, die einem von der Last 6 empfangenen Spannungs-Abtastwert entsprechen. Bei anderen Beispielen kann der Spannungs-Abtastwert von dem Leistungswandler 4 empfangen werden. Der Spannungs-Abtastwert kann einer Spannung über der Last 6 entsprechen. Gemäß einigen Beispielen kann der empfangene Spannungs-Abtastwert ein analoger Spannungs-Abtastwert sein. In derartigen Fällen können die I/O-Einheit 8 und/oder das I/O-Modul 10 einen Analog-Digital-Wandler aufweisen, der den analogen Spannungs-Abtastwert in einen digitalen Spannungs-Abtastwert konvertieren kann. Bei anderen Beispielen kann der empfangene Spannungs-Abtastwert bereits einen digitalen Spannungswert enthalten. In jedem Fall kann das I/O-Modul 10 den Spannungswert an das Referenzstrommodul 12 senden.
  • Das Referenzstrommodul 12 kann den Spannungswert empfangen. Das Referenzstrommodul 12 kann den empfangenen Spannungswert mit einem Referenzspannungswert vergleichen, um einen Delta-Spannungswert zu ermitteln. Beispielsweise kann das Referenzstrommodul 12 den Delta-Spannungswert dadurch ermitteln, dass es den Referenzspannungswert von dem empfangenen Spannungswert subtrahiert. Wenn der empfangene Referenzspannungswert beispielsweise 8 Volt beträgt und der Referenzspannungswert 12 Volt beträgt, kann das Referenzstrommodul 12 festlegen, dass der Delta-Spannungswert 4 Volt beträgt. Gemäß einigen Beispielen kann das Referenzstrommodul 12 den ermittelten Delta-Spannungswert weiter verarbeiten. Beispielsweise kann das Referenzstrommodul 12 den ermittelten Delta-Spannungswert invertieren. Um mit dem vorangehenden Beispiel fortzufahren, bei dem der empfangene Spannungswert 8 Volt beträgt und der Referenzspannungswert 12 Volt beträgt, kann das Delta-Strommodul 12 festlegen, dass der Delta-Spannungswert minus 4 Volt beträgt. Zusätzlich kann das Referenzstrommodul 12 auf den ermittelten Delta-Spannungswert eine nicht-lineare Verstärkung anwenden. Beispielsweise kann das Referenzstrommodul 12 einen ersten Verstärkungspegel auf den Delta-Spannungswert anwenden, wobei der Delta-Spannungswert größer ist als ein Schwellwert, und kann einen zweiten Verstärkungspegel auf den Delta-Spannungswert anwenden, wobei der Delta-Spannungswert geringer ist als der Schwellwert. Gemäß einigen Beispielen kann der Schwellwert Null sein. Gemäß einigen Beispielen kann das Referenzstrommodul 12 eine Vielzahl von Verstärkungspegeln auf eine entsprechende Vielzahl von Schwellwerten anwenden. Beispielsweise kann das Referenzstrommodul 12 einen ersten Verstärkungspegel auf den Delta-Spannungswert anwenden, wobei der Delta-Spannungswert größer ist als ein erster Schwellwert, kann einen zweiten Verstärkungspegel auf den Delta-Spannungswert anwenden, wobei der Delta-Spannungswert zwischen dem ersten Schwellwert und einem zweiten Schwellwert liegt, und kann einen dritten Verstärkungspegel auf den Delta-Spannungswert anwenden, wobei der Delta-Spannungswert kleiner ist als der zweite Schwellwert. Gemäß einigen Beispielen kann der erste Verstärkungspegel größer sein als der zweite Verstärkungspegel. Gemäß einigen Beispielen können der erste Verstärkungspegel und/oder der zweite Verstärkungspegel digital wiederprogrammierbar sein. Gemäß einigen Beispielen kann das Referenzstrommodul 12 den ersten Verstärkungspegel auf den Delta-Spannungswert anwenden, wobei der Delta-Spannungswert größer ist als sein erster Wert. Bei derartigen Beispielen kann der erste Wert digital wiederprogrammierbar sein.
  • In jedem Fall kann das Referenzstrommodul 12 dann basierend auf dem Delta-Spannungswert einen Referenzstromwert ermitteln. Beispielsweise kann das Referenzstrommodul 12 den Delta-Spannungswert integrieren, um den Referenzstromwert zu ermitteln. Gemäß einigen Beispielen kann das Referenzstrommodul 12 den ermittelten Referenzstromwert begrenzen, so dass der Referenzstromwert größer ist als ein Minimalwert und geringer als ein Maximalwert. Gemäß einigen Beispielen kann der Minimalwert ein Ladeschlussstrompegel sein und der Maximalwert kann ein Maximalstrom sein, bei dem eine Batterie, die elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist, geladen werden kann. In jedem Fall kann das Referenzstrommodul 12 den ermittelten Referenzstromwert an das Delta-Strommodul 14 senden.
  • Das Delta-Strommodul 14 kann den Referenzstromwert empfangen. Zusätzlich kann das Delta-Strommodul 14 einen Stromwert von dem I/O-Modul 10 empfangen. Beispielsweise kann das I/O-Modul 10 Daten von der I/O-Einheit 8 empfangen, die einem von der Last 6 empfangenen Strom-Abtastwert entsprechen. Gemäß einigen Beispielen kann der Strom-Abtastwert von dem Leistungswandler 4 empfangen werden. Der Strom-Abtastwert kann einem zu der Last 6 fließenden Strom entsprechen. Gemäß einigen Beispielen kann der empfangene Strom-Abtastwert ein analoger Strom-Abtastwert sein. In derartigen Fällen können die I/O-Einheit 8 und/oder das I/O-Modul 10 einen Analog-Digital-Wandler enthalten, der den analogen Strom-Abtastwert in einen digitalen Stromwert konvertiert. In jedem Fall kann das I/O-Modul 10 den Stromwert an das Delta-Strommodul 14 senden.
  • Das Delta-Strommodul 14 kann den empfangenen Stromwert mit dem empfangenen Referenzstromwert vergleichen, um einen Delta-Stromwert zu ermitteln. Beispielsweise kann das Delta-Strommodul 14 den Delta-Stromwert dadurch ermitteln, dass es den vom Referenzstrommodul 12 empfangenen Referenzstromwert von dem vom I/O-Modul 10 empfangenen Stromwert subtrahiert. Das Delta-Strommodul 14 kann den ermittelten Delta-Stromwert an das Steuersignalmodul 16 übermitteln.
  • Das Steuersignalmodul 16 kann den Delta-Stromwert empfangen. Das Steuersignalmodul 16 kann basierend auf dem empfangenen Delta-Stromwert einen Schwellwert ermitteln. Beispielsweise kann das Steuersignalmodul 16 den Schwellwert mit einem Proportional-Integral-(PI)-Controller basierend auf dem Delta-Stromwert ermitteln. Gemäß einigen Beispielen kann das Steuersignalmodul 16 an das I/O-Modul 10 ein Signal senden, das die I/O-Einheit 8 dazu veranlasst, ein Steuersignal basierend auf dem ermittelten Schwellwert auszugeben. Bei derartigen Beispielen kann das Steuersignal an den Leistungswandler 4 weitergeleitet werden, um zu bewirken, dass der Leistungswandler 4 die Last 6 mit Energie versorgt. Auf diese Weise verwendet der Controller 2 zwei ineinander verschachtelte Regelschleifen, um das Steuersignal für einen Leistungswandler festzulegen. Von daher können die Methoden den Wirkungsgrad und die Optimierung des Controllers des Leistungsschaltwandlers verbessern.
  • 2 stellt ein Blockdiagramm dar, welches Einzelheiten eines Beispielcontrollers veranschaulicht, der einen Leistungsschaltwandler gemäß einer oder mehreren Techniken der vorliegenden Offenbarung steuert. 2 veranschaulicht ein Beispiel des Controllers 2, und es können andere Beispiele des Controllers 2 implementiert werden.
  • Wie bei dem konkreten Ausführungsbeispiel gemäß 2 gezeigt ist, kann der Controller 2 einen oder mehrere Prozessoren 18 aufweisen, einen oder mehrere Analog-Digital-Wandler 20A–N, eine I/O-Einheit 8, einen Signalgenerator 22, sowie eine oder mehrere Speichereinrichtungen 24. Eine jede der Komponenten 18, 20A–N, 8, 22 und 24 kann über Kommunikationskanäle 26 zur Kommunikation zwischen den Komponenten (physikalisch, kommunikativ und/oder operativ) vernetzt sein. Gemäß einigen Beispielen können die Kommunikationskanäle 26 einen Systembus enthalten, eine Interprozesskommunikationsdatenstruktur, oder jeden anderen Kanal zur Datenübermittlung. Gemäß einigen Beispielen können ein oder mehrere Speichereinrichtungen 24 ein I/O-Modul 10 aufweisen, ein Referenzstrommodul 12, ein Delta-Strommodul 14, ein Steuersignalmodul 16, sowie Daten 28. Das I/O-Modul 10, das Referenzstrommodul 12, das Delta-Strommodul 14 und das Steuersignalmodul 16 können Informationen wie beispielsweise Daten 28 untereinander ebenso wie mit anderen Komponenten in dem Controller 2 austauschen.
  • Gemäß einem Beispiel sind die Prozessoren 18 dazu ausgebildet, Funktionalität und/oder Prozessanweisungen zur Ausführung innerhalb des Controllers 2 zu implementieren. Beispielsweise können Prozessoren 18 dazu in der Lage sein, eine oder mehrere der in den Speichereinrichtungen 24 gespeicherten Anweisungen auszuführen. Beispiele von Prozessoren 18 können einen oder mehrere beliebige Mikroprozessoren enthalten, digitale Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs), anwenderprogrammierbare Gatter-Arrays (FPGAs), oder jeden anderen äquivalenten integrierten oder diskreten Logikschaltkreis ebenso wie jede beliebige Kombination derartiger Komponenten.
  • Eine oder mehrere Speichereinrichtungen 24 können dazu ausgebildet sein, während des Betriebs Informationen innerhalb des Controllers 2 zu speichern. Gemäß einigen Beispielen können ein oder mehrere Speichereinrichtungen 24 ein computerlesbares Speichermittel aufweisen. Gemäß einigen Beispielen können ein oder mehrere Speichereinrichtungen 24 einen temporären Speicher aufweisen, was bedeutet, dass ein primärer Zweck der Speichereinrichtungen 24 nicht in einer Langzeit-Speicherung besteht. Gemäß einem Beispiel können ein oder mehrere Speichereinrichtungen 24 einen flüchtigen Speicher enthalten, was bedeutet, dass einer oder mehrere der Speichereinrichtungen 24 den gespeicherten Inhalt nicht behält, wenn das System abgeschaltet wird. Beispiele für flüchtige Speicher enthalten Direktzugriffsspeicher (RAM = random access memories), dynamischen Direktspeicher (DRAM = dynamic random access memories), statischen Direktspeicher (SRAM = static random access memories), sowie andere im Stand der Technik bekannte flüchtige Speicher. Gemäß einigen Beispielen werden ein oder mehrere der Speichereinrichtungen 24 dazu verwendet, Programmanweisungen zur Ausführung durch die Prozessoren 18 zu speichern. Gemäß einem Beispiel können ein oder mehrere Speichereinrichtungen 24 von Software oder Modulen, die auf dem Controller 2 läuft/laufen (z.B. Module 10, 12, 14 und 16) während der Programmausführung Informationen vorübergehend zu speichern.
  • Gemäß einigen Beispielen können eine oder mehrere Speichereinrichtungen 24 auch ein oder mehrere computerlesbare Speichermittel enthalten. Ein oder mehr der Speichereinrichtungen 24 können dazu ausgebildet sein, größere Mengen von Informationen in diesem flüchtigen Speicher zu speichern. Ein oder mehrere Speichereinrichtungen 24 können weiterhin zur Langzeitspeicherung von Informationen ausgebildet sein. Gemäß einigen Beispielen können ein oder mehrere Speichereinrichtungen 24 nicht-flüchtige Speicherelemente enthalten. Beispiele derartiger nicht-flüchtiger Speicherelemente können magnetische Festplatten enthalten, optische Disketten, Floppy Discs, Flashspeicher oder Formen elektrisch programmierbarer Speicher (EPROM) oder elektrisch löschbarer und programmierbarer Speicher (EEPROM).
  • Gemäß einigen Beispielen kann der Controller 2 auch einen oder mehrere Analog-Digital-Wandler (ADC) 20A–N (gemeinschaftlich ADC20) enthalten. Ein ADC20 ist dazu ausgebildet, ein empfangenes Analogsignal in einen digitalen Wert umzuwandeln. Beispiele für einen ADC20 enthalten einen Direktwandlungs-ADC, einen Flash-ADC, einen ADC mit sukzessiver Approximation, einen ADC mit Rampenvergleich, einen integrierenden Wilkinson-ADC, einen delta-kodierten ADC, einen Pipeline-ADC, einen Sigma-Delta-ADC, einen zeitverschachtelten ADC, oder jede andere Einrichtung, die dazu in der Lage ist, ein Analogsignal in ein Digitalsignal umzuwandeln.
  • Gemäß einigen Beispielen weist der Controller 2 auch einen Signalgenerator 22 auf. Gemäß einigen Beispielen kann der Signalgenerator 22 dazu ausgebildet sein, ein Signal zu erzeugen und auszugeben. Beispielsweise kann der Signalgenerator 22 dazu ausgebildet sein, ein PWM-Signal auszugeben. Gemäß einigen Beispielen kann der Signalgenerator 22 ein besonders konfigurierter Ausgang des Controllers 2 sein. Gemäß anderen Beispielen kann der Signalgenerator 22 ein GPIO-Ausgang des Controllers 2 sein.
  • Wie in 2 gezeigt ist, enthält das Referenzstrommodul 12 einen Subtrahierer 30, einen Verstärker 32, sowie einen Integrator 34. Der Subtrahierer 30 kann dazu ausgebildet sein, einen ersten Wert von einem zweiten Wert abzuziehen, um einen dritten Wert zu ermitteln. Beispielsweise kann der Subtrahierer 30 einen Referenzspannungswert von einem digitalen Spannungswert subtrahieren, um einen Delta-Spannungswert zu ermitteln. Der Verstärker 32 kann dazu ausgebildet sein, einen Wert zu verstärken, um einen verstärkten Wert zu ermitteln. Gemäß einigen Beispielen kann der Verstärker 32 einen Wert durch Anlegen einer nicht-linearen Verstärkung verstärken. Beispielsweise kann der Verstärker 32 eine nicht-lineare Verstärkung auf einen Delta-Spannungswert anwenden, um einen verstärkten Delta-Spannungswert zu ermitteln. Der Integrator kann dazu ausgebildet sein, einen Wert zu integrieren, um einen integrierten Wert zu ermitteln. Beispielsweise kann der Integrator 34 einen Delta-Spannungswert integrieren, um einen Referenzstromwert zu ermitteln.
  • Wie in 2 gezeigt ist, enthält das Delta-Strommodul 14 einen Subtrahierer 36. Der Subtrahierer 36 kann dazu ausgebildet sein, einen ersten Wert von einem zweiten Wert zu subtrahieren, um einen dritten Wert zu ermitteln. Beispielsweise kann der Subtrahierer 36 so umgeändert werden, dass er einen Referenzstromwert von einem digitalen Stromwert subtrahiert, um einen Delta-Stromwert zu ermitteln.
  • Gemäß einigen Beispielen können eine oder mehrere der Speichereinrichtungen 24 Daten 28 enthalten. Gemäß einigen Beispielen sind die Daten dazu ausgebildet, Einstellungen für die Verwendung durch andere Komponenten des Controllers 2 wie beispielsweise den Modulen 10, 12, 14, und 16 zu speichern.
  • Gemäß Techniken der Offenbarung kann der ADC20 einen analogen Spannungs-Abtastwert von einem Leistungswandler empfangen und den analogen Spannungs-Abtastwert in einen digitalen Wert konvertieren. Das I/O-Modul 10 kann dann den digitalen Spannungswert von dem ADC20 empfangen und diesen dem Subtrahierer 30 des Referenzstrommoduls 12 zuführen.
  • Der Subtrahierer 30 kann den digitalen Spannungswert empfangen. Gemäß einigen Beispielen kann der Subtrahierer 30 aus den Daten 28 einen Referenzspannungswert empfangen. Der Subtrahierer 30 kann dann den digitalen Spannungswert von dem Referenzspannungswert subtrahieren, um einen Delta-Spannungswert zu ermitteln. Gemäß einigen Beispielen kann der Subtrahierer 30 dann den ermittelten Delta-Spannungswert an den Verstärker 32 senden.
  • Der Verstärker 32 kann den Delta-Spannungswert empfangen. Gemäß einigen Beispielen kann der Verstärker 32 den empfangenen Delta-Spannungswert invertieren, um einen verstärkten Delta-Spannungswert zu ermitteln. Gemäß einigen Beispielen kann der Verstärker 32 eine nicht-lineare Verstärkung auf den empfangenen Delta-Spannungswert anwenden, um den verstärkten Delta-Spannungswert zu bestimmen. Beispielsweise kann der Verstärker 32 eine nicht-lineare Verstärkung auf den empfangenen Delta-Spannungswert anwenden, indem ein erster Verstärkungspegel auf den Delta-Spannungswert angewendet wird, wenn der Delta-Spannungswert größer ist als der zweite Spannungsschwellwert, und einen zweiten Verstärkungspegel auf den Delta-Spannungswert anwenden, wenn der Delta-Spannungswert kleiner ist als der zweite Schwellwert. Gemäß einigen Beispielen kann der erste Verstärkungspegel größer sein als der zweite Verstärkungspegel. Gemäß einigen Beispielen kann der zweite Schwellwert gleich Null sein. In jedem Fall kann der Verstärker 32 den verstärkten Delta-Spannungswert an den Integrator 34 übermitteln.
  • Der Integrator 34 kann den verstärkten Delta-Spannungswert empfangen. Gemäß einigen Beispielen kann der Integrator 34 den empfangenen verstärkten Delta-Spannungswert integrieren, um einen Referenzstromwert zu bestimmen. Gemäß einigen Beispielen kann der Integrator 34 einen oder mehrere zuvor verstärkte Delta-Spannungswerte in den Daten 28 speichern. Gemäß einigen Beispielen kann der Integrator 34 den einen oder die mehreren zuvor gespeicherten verstärkten Delta-Spannungswerte dazu verwenden, den verstärkten Delta-Spannungswert zu integrieren. Gemäß einigen Beispielen ist der Integrator 34 ein begrenzender Integrator (engl.: clamped integrator), der den ermittelten Referenzstromwert auf Werte zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert beschränkt. Gemäß einigen Beispielen kann der Minimalwert ein Ladeschlussspannungspegel sein, und der Maximalwert kann ein Maximalstrom sein, mit dem eine Batterie geladen werden kann, die elektrisch mit einem Ausgang eines Leistungswandlers gekoppelt ist. In jedem Fall kann der Integrator 34 den ermittelten Referenzstromwert an den Subtrahierer 36 des Delta-Strommoduls 14 übermitteln.
  • Der ADC20 kann von einem Leistungswandler einen analogen Strom-Abtastwert empfangen und den analogen Strom-Abtastwert in einen digitalen Stromwert konvertieren. Das I/O-Modul 10 kann dann den digitalen Stromwert von dem ADC20 empfangen und diesen dem Subtrahierer 36 des Delta-Strommoduls 14 zuführen.
  • Der Subtrahierer des Delta-Strommoduls 14 kann den Referenzstromwert und den digitalen Stromwert empfangen. Gemäß einigen Beispielen kann der Subtrahierer 36 den Referenzstromwert von dem digitalen Stromwert subtrahieren, um einen Delta-Stromwert zu ermitteln. Der Subtrahierer 36 kann den ermittelten Delta-Stromwert an den PI-Regler 38 des Steuersignalmoduls 16 übermitteln.
  • Der PI-Regler 38 des Steuersignalmoduls 16 kann den Delta-Stromwert empfangen. Gemäß einigen Beispielen kann der PI-Regler 38 basierend dem Delta-Stromwert einen Schwellwert ermitteln. Gemäß einigen Beispielen kann der PI-Regler 38 eine Rückkopplungsschleife implementieren, die einen Proportionalterm und einen Integralterm verwendet, um einen Schwellwert zu bestimmen. Der PI-Regler 38 kann den ermittelten Schwellwert an einen digitalen Pulsweitenmodulationscontroller 40 (DPWM) übermitteln.
  • Der DPWM 40 kann den Schwellwert empfangen. Gemäß einigen Beispielen kann der DPWM-Controller 40 basierend auf dem empfangenen Schwellwert ein PWM-Signal festlegen. Gemäß einigen Beispielen kann der DPWM-Controller 40 Daten, die dem festgelegten PWM-Signal entsprechen, an den Signalgenerator 22 übermitteln, die den Signalgenerator 22 dazu veranlassen, ein PWM-Signal an einen Leistungswandler auszugeben, der operativ mit dem Controller 2 gekoppelt ist.
  • Gemäß einigen Beispielen kann die digitale Spannung mit einer Spannung über einer Last korrespondieren, die elektrisch mit einem Ausgang eines Leistungswandlers gekoppelt ist. Gemäß einigen Beispielen kann der Stromwert mit einem Strom korrespondieren, der durch eine Last fließt. Gemäß einigen Beispielen kann eine Last eine Batterie aufweisen. Bei derartigen Beispielen kann die Batterie eine Vielzahl von Zellen enthalten. Gemäß einigen Beispielen kann der der ADC20 dazu ausgebildet sein, eine Vielzahl von von einem Leistungswandler empfangenen analogen Spannungs-Abtastwerten in eine Vielzahl von digitalen Spannungswerten zu konvertieren. Gemäß einigen Beispielen kann eine Vielzahl von Spannungswerten jeweils Spannungen über einer Vielzahl von Batteriezellen entsprechen. Gemäß einigen Beispielen enthält der Controller 2 weiterhin einen Selektor, der dazu ausgebildet ist, aus einer Vielzahl von digitalen Spannungswerten einen Zellspannungswert auszuwählen. Bei derartigen Beispielen kann der Subtrahierer 30 dazu ausgebildet sein, eine Referenzspannung von dem ausgewählten Zellspannungswert zu subtrahieren, um einen Delta-Spannungswert zu ermitteln.
  • Gemäß einigen Beispielen enthält der Controller 2 weiterhin Komponenten, die eine Eingangsstromschleife definieren und/oder eine Temperaturschleife. Gemäß einigen Beispielen können die Komponenten des Controllers 2, die die Eingangsstromschleife definieren, einen Subtrahierer enthalten, der dazu ausgebildet ist, von einem von einem Leistungswandler empfangenen Eingangsstromwert einen Referenzeingangsstrom zu subtrahieren, um einen Delta-Eingangsstromwert zu ermitteln, einen Integrator, der dazu ausgebildet ist, den Delta-Eingangsstromwert zu integrieren, um einen ersten Zwischenwert zu ermitteln. Gemäß einigen Beispielen können die Komponenten des Controllers 2, die die Temperaturschleife definieren, einen Subtrahierer enthalten, der dazu ausgebildet ist, von einem von einem Leistungswandler empfangenen Temperaturwert eine Referenztemperatur zu subtrahieren, um einen Delta-Temperaturwert zu ermitteln, sowie einen Integrator, der dazu ausgebildet ist, den Delta-Temperaturwert zu integrieren, um einen zweiten Zwischenwert zu ermitteln. In jedem Fall kann der Integrator 34 ein begrenzender Integrator sein, der dazu ausgebildet ist, einen Referenzstromwert zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert zu bestimmen. Gemäß einigen Beispielen kann der Maximalwert auf einem oder beiden von dem ersten Zwischenwert und dem zweiten Zwischenwert basieren.
  • 3 ist ein konzeptionelles Diagramm, das Einzelheiten eines Beispielsystems 100 zur Steuerung eines Leistungsschaltwandlers gemäß einer oder mehrerer Techniken dieser Offenbarung veranschaulicht. Wie in 3 gezeigt ist, kann das System 100 einen Controller 2 aufweisen, einen Leistungswandler 4, sowie eine Last 6.
  • Bei dem Beispiel gemäß 3 enthält der Leistungswandler 4 eine getaktete Spannungsversorgung 42 (engl.: switching power supply) und einen Stromsensor 44. Die getaktete Spannungsversorgung 42 ist dazu ausgebildet, einer Last 8 als Reaktion auf den Empfang eines Steuersignals Energie zuzuführen. Der Stromsensor 44 ist dazu ausgebildet, an den Controller 2 ein Signal auszugeben, das mit dem zu der Last 8 fließenden Strom korrespondiert. Gemäß einigen Beispielen enthält der Stromsensor 44 einen Messwiderstand, und die Spannungspegel auf jeder Seite des Messwiderstandes werden, zusammen mit dem Wert des Messwiderstands, dem Controller 2 zugeführt, so dass der durch den Messwiderstand fließende Strom ermittelt werden kann. Gemäß einigen Beispielen kann der Stromsensor 44 dazu ausgebildet sein, an den Controller 2 ein Signal auszugeben, das mit dem in den Leistungswandler 4 fließenden Strom korrespondiert.
  • Bei dem Beispiel gemäß 3 enthält die Last Batteriezellen 46A–N. Wie oben diskutiert können die Batteriezellen 46A–N jede Art von wieder aufladbarer Batterie enthalten. Batteriezellen 46A–N können eine einzige Batterie bilden, oder eine Gruppe von Batterien. Bei dem Beispiel gemäß 3 sind die Batteriezellen 46A–N dazu ausgebildet, den Controller 2 mit Signalen zu versorgen, die mit der Spannung über jeder Zelle korrespondieren. Zusätzlich können bei einigen Beispielen die Last 8 und/oder die Batteriezellen 46A–N dazu ausgebildet sein, dem Controller 2 zusätzliche Informationen wie beispielsweise Temperatur zuzuführen.
  • Gemäß Techniken dieser Offenbarung kann der Controller 2 eine Vielzahl von Spannungswerten von der Last 8 empfangen. Beispielsweise kann der ADC20A–N eine Vielzahl von Spannungs-Abtastwerten empfangen, die jeweils mit Spannungen über den Batteriezellen 46A–N korrespondieren. Gemäß einigen Beispielen kann das System 100 weiterhin einen Multiplexer und eine zugehörige Steuerlogik enthalten, so dass nur ein einziger ADC20A verwendet wird, um die Vielzahl von Spannungs-Abtastwerten zu empfangen. Gemäß einigen Beispielen können die Spannungs-Abtastwerte analoge Spannungs-Abtastwerte enthalten. Bei derartigen Beispielen können die ADC20A–N die empfangenen analogen Spannungswerte in digitale Spannungswerte konvertieren. In jedem Fall kann der Controller 2 aus der Vielzahl von Spannungswerten den größten Spannungswert auswählen.
  • Gemäß einigen Beispielen kann der Controller 2 dann den ausgewählten Spannungswert wie oben beschrieben verarbeiten. Beispielsweise kann der Controller 2 den Spannungswert mit einem Referenzspannungswert vergleichen, um einen Delta-Spannungswert zu bestimmen, einen Referenzstromwert basierend auf dem Delta-Spannungswert bestimmen, einen Stromwert empfangen, den Stromwert mit dem Referenzstromwert vergleichen, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen, und basierend auf dem Delta-Stromwert einen Schwellwert zu bestimmen, wobei der Schwellwert dazu verwendet wird, ein Steuersignal zu bestimmen, das den Leistungswandler steuert.
  • Gemäß einigen Beispielen kann der Controller 2 eine Eingangsstromschleife enthalten, eine Temperaturschleife und/oder eine Ladezustands-Regelschleife. Gemäß einigen Beispielen kann der Controller 2 zusätzliche Daten von der Last 8 erhalten. Beispielsweise kann der Controller 2 von der Last 8 einen oder mehrere Temperaturmesswerte erhalten, die mit der gegenwärtigen Temperatur von einer oder mehreren der Batteriezellen 46A–N korrespondieren. Bei derartigen Beispielen kann der Controller 2 die empfangene Temperatur mit einer Referenztemperatur vergleichen, um eine Delta-Temperatur zu bestimmen. Gemäß einigen Beispielen kann die Referenztemperatur mit einer maximalen Betriebstemperatur von einer oder mehreren der Batteriezellen 46A–N korrespondieren. Gemäß einigen Beispielen kann der Controller 2 basierend auf der Delta-Temperatur einen ersten Referenzwert bestimmen. Beispielsweise kann der Controller 2 eine lineare Verstärkung anwenden und/oder den Delta-Temperaturwert integrieren, um den ersten Referenzwert zu bestimmen. Wie oben diskutiert wurde, kann der Controller 2 bei der Bestimmung des Referenzstromwertes den bestimmten Referenzstromwert derart beschränken, dass der Referenzstromwert größer ist als ein Minimalwert und geringer als ein Maximalwert. Gemäß einigen Beispielen kann der Controller 2 bei der Bestimmung des Delta-Spannungswertes den ersten Referenzwert anstelle des Referenzspannungswerts verwenden. Auf diese Weise kann die Temperaturschleife eine zweite verschachtelte Schleife darstellen. Gemäß einigen Beispielen kann der Controller 2 den Maximalwert für den Referenzstrom basierend auf dem ersten Referenzwert bestimmen. Auf diese Weise wird die Sicherheit des Systems 100 erhöht, weil sich die Menge der von dem Leistungswandler 4 bereitgestellten Energie verringert, wenn die Batterie ihre maximale Betriebstemperatur überschreitet.
  • Gemäß einigen Beispielen kann der Controller 2 zusätzliche Daten von dem Leistungswandler 4 erhalten. Beispielsweise kann der Controller 2 von dem Leistungswandler 4 einen Eingangsstromwert empfangen, der mit dem in den Leistungswandler 4 fließenden Strom korrespondiert. Bei derartigen Beispielen kann der Controller 2 den empfangenen Eingangsstromwert mit einem Referenzeingangsstromwert vergleichen, um einen Delta-Eingangsstromwert zu bestimmen. Zusätzlich kann der Controller 2 bei derartigen Beispielen basierend auf dem Delta-Eingangsstromwert einen zweiten Referenzwert bestimmen. Beispielsweise kann der Controller 2 eine nicht-lineare Verstärkung anwenden und/oder den Delta-Eingangsstromwert integrieren, um den zweiten Referenzwert zu bestimmen. Gemäß einigen Beispielen kann der Controller 2 bei der Bestimmung des Delta-Spannungswertes den zweiten Referenzwert anstelle des Referenzspannungswertes verwenden. Auf diese Weise kann die Eingangsstromschleife eine zweite verschachtelte Schleife darstellen. Gemäß einigen Beispielen kann der Controller 2 den Maximalwert für den Referenzstrom basierend auf dem zweiten Referenzwert bestimmen. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Kontrolle bereitgestellt, da es möglich wird, die Menge des von dem Leistungswandler 4 verwendeten Stroms zu begrenzen.
  • 4 stellt ein Blockdiagramm dar, das Einzelheiten eines Beispielsystems zur Steuerung eines Leistungsschaltwandlers gemäß einer oder mehrerer Techniken dieser Offenbarung veranschaulicht. Wie in 4 gezeigt ist, kann das System 100 einen Controller 2 aufweisen, einen Leistungswandler 4, sowie eine Last 6.
  • Bei dem Beispiel gemäß 4 enthält der Controller 2 Anlog-Digital-Wandler 20A–N, Analog-Digital-Wandler 20Y–Z, einen Max-Selektor 48, Daten 28, einen Subtrahierer 30, einen Inverter 50, einen nicht-linearen Verstärker 52, einen Addierer 54, einen Begrenzungs-Block 55, eine Verzögerung 56, einen Subtrahierer 36, einen PI-Regler 38, sowie einen DPWM 40. Gemäß einigen Beispielen sind die Analog-Digital-Wandler 20Y–Z dazu ausgebildet, einen von dem Leistungswandler empfangenen analogen Strom-Abtastwert in einen digitalen Strom-Abtastwert zu konvertieren. Gemäß einigen Beispielen ist der Max-Selektor 48 dazu ausgebildet, eine Vielzahl von Spannungswerten zu empfangen, die Vielzahl von Spannungswerten zu analysieren, um den größten Spannungswert zu bestimmen, und den größten Spannungswert auszugeben. Gemäß einigen Beispielen ist der Inverter 50 dazu ausgebildet, einen Wert zu empfangen, den Wert zu invertieren, und einen sich ergebenden, invertierten Wert auszugeben. Gemäß einigen Beispielen ist der nicht-lineare Verstärker 52 dazu ausgebildet, einen Wert zu empfangen, eine nicht-lineare Verstärkung auf den Wert anzuwenden, um einen resultierenden Wert zu bestimmen und den resultierenden Wert auszugeben. Gemäß einigen Beispielen ist der Addierer 54 dazu ausgebildet, einen ersten Wert und einen zweiten Wert zu empfangen, den ersten Wert zu dem zweiten Wert zu addieren und einen kombinierten Wert zu bestimmen und den kombinierten Wert auszugeben. Gemäß einigen Beispielen ist die Verzögerung 56 dazu ausgebildet, einen Wert von einem ersten Zeitpunkt (engl.: first time sample) zu empfangen, den Wert zu speichern, und den gespeicherten Wert während eines zweiten, späteren Zeitpunkts (engl.: second, later time sample) auszugeben. Die Funktionsweise der Analog-Digital-Wandler 20A–N, der Daten 28, des Subtrahierers 30, des Subtrahierers 36, des PI-Reglers 38 sowie des DPWM 40 ist oben unter Bezugnahme auf 1–3 beschrieben.
  • Bei dem Beispiel gemäß 4 enthält der Leistungswandler 4 einen High-Side-Schalter 58, einen Low-Side-Schalter 60, eine Spule 62, einen Kondensator 64, sowie einen Stromsensor 44. Gemäß einigen Beispielen sind der High-Side-Schalter 58 und der Low-Side-Schalter 60 dazu ausgebildet, ein oder mehr Steuersignale zu empfangen und als Reaktion auf das eine oder die mehreren Steuersignale den Stromfluss entweder zuzulassen, oder zu verhindern. Gemäß einigen Beispielen können der High-Side-Schalter 58, der Low-Side-Schalter 60, die Drossel 62 und der Kondensator 64 einen Leistungsschaltwandler bilden, wie er oben diskutiert wurde. Die Funktionsweise des Stromsensors 44 wurde oben unter Bezugnahme auf die 1–3 beschrieben.
  • Bei dem Beispiel gemäß 4 enthält die Last 6 Batteriezellen 46A–N (gemeinschaftlich „Batteriezellen 46“). Die Funktionsweise der Batteriezellen 46A–N wurde oben unter Bezugnahme auf die 1–3 beschrieben.
  • Gemäß Techniken dieser Offenbarung kann der Controller 2 von der Last 8 eine Vielzahl von Spannungswerten empfangen. Beispielsweise kann der ADC20A–N eine Vielzahl von analogen Spannung-Abtastwerten empfangen, die jeweils mit den Spannungen über den Batteriezellen 46A–N korrespondieren. Gemäß einigen Beispielen kann der ADC20A–N die empfangene Vielzahl analoger Spannungs-Abtastwerte in eine Vielzahl digitaler Spannungs-Abtastwerte konvertieren. Gemäß einigen Beispielen kann der ADC20A–N die Vielzahl der digitalen Spannungswerte an den Max-Selektor 48 übermitteln.
  • Der Max-Selektor 48 kann die Vielzahl der digitalen Spannungswerte empfangen. Gemäß einigen Beispielen kann der Max-Selektor 48 aus der Vielzahl der digitalen Spannungswerte einen Spannungswert auswählen. Gemäß einigen Beispielen kann der ausgewählte Spannungswert der größte Spannungswert sein. Der Max-Selektor 48 kann den ausgewählten Spannungswert an den Subtrahierer 30 übermitteln.
  • Der Subtrahierer 30 kann den digitalen Spannungswert empfangen. Bei einigen Beispielen kann der Subtrahierer 30 von den Daten 28 einen Referenzspannungswert empfangen. Der Subtrahierer 30 kann dann den digitalen Spannungswert von dem Referenzspannungswert subtrahieren, um einen Delta-Spannungswert zu bestimmen. Gemäß einigen Beispielen kann der Subtrahierer 30 dann den bestimmten Delta-Spannungswert an den Inverter 50 übermitteln.
  • Der Inverter 50 kann den Delta-Spannungswert empfangen. Gemäß einigen Beispielen kann der Inverter 50 den Delta-Spannungswert invertieren, um einen invertierten Delta-Spannungswert zu bestimmen. Beispielsweise kann der Inverter 50 den Delta-Spannungswert mit minus eins multiplizieren, um den invertierten Delta-Spannungswert zu bestimmen. Gemäß einigen Beispielen kann der Inverter 50 dann den invertierten Delta-Spannungswert an den nicht-linearen Verstärker 52 übermitteln.
  • Der nicht-lineare Verstärker 52 kann den invertierten Delta-Spannungswert empfangen. Gemäß einigen Beispielen kann der nicht-lineare Verstärker 52 eine nicht-lineare Verstärkung auf den empfangenen Delta-Spannungswert anwenden, indem ein erster Verstärkungspegel auf den Delta-Spannungswert angewandt wird, wenn der Delta-Spannungswert größer ist als der zweite Schwellwert, und einen zweiten Verstärkungspegel auf den Delta-Spannungswert anwenden, wenn der Delta-Spannungswert kleiner ist als der zweite Schwellwert. Gemäß einigen Beispielen kann der erste Verstärkungspegel größer sein als der zweite Verstärkungspegel. In jedem Fall kann der nicht-lineare Verstärker 52 den verstärkten Delta-Spannungswert an den Addierer 54 übermitteln.
  • Der Addierer 54 kann den verstärkten Delta-Spannungswert empfangen. Gemäß einigen Beispielen kann der Addierer 54 von der Verzögerung 56 einen vorherigen Referenzstromwert empfangen. Gemäß einigen Beispielen kann der Addierer 54 dann den verstärkten Delta-Spannungswert zu dem vorherigen Referenzstromwert addieren, um einen Zwischenwert zu bestimmen. Gemäß einigen Beispielen kann der Addierer 54 den Zwischenwert an den Begrenzungsblock 55 übermitteln.
  • Der Begrenzungsblock 55 kann den Zwischenwert empfangen. Gemäß einigen Beispielen kann der Begrenzungsblock 55 basierend auf dem Zwischenwert einen Referenzstromwert bestimmen. Gemäß einigen Beispielen kann der Begrenzungsblock 55 den Referenzstromwert durch Beschränkung des Zwischenwerts zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert bestimmen. Gemäß einigen Beispielen handelt es sich bei dem Minimalwert um einen Ladeendstrompegel. Gemäß einigen Beispielen handelt es sich bei dem Maximalwert um einen Maximalstrom, mit dem die Batteriezellen 46 geladen werden dürfen.
  • Der ADC20Y–Z kann von einem Leistungswandler einen Analogstrom-Abtastwert empfangen und den Analogstrom-Abtastwert in einen digitalen Stromwert konvertieren. Gemäß einigen Beispielen kann der ADC20Y–Z von dem Leistungswandler 4 zwei Spannungs-Abtastwerte empfangen. Bei derartigen Beispielen kann eine Differenz zwischen den beiden Spannungs-Abtastwerten mit einer Spannung über dem Stromsensor 44 korrespondieren. Beispielsweise kann der ADC20Y–Z die Differenz zwischen den beiden Spannungs-Abtastwerten durch einen Widerstandswert eines in dem Stromsensor 44 enthaltenen Messwiderstands dividieren, um den digitalen Stromwert zu bestimmen. Gemäß einigen Beispielen kann der ADC20Y–Z den digitalen Stromwert an den Subtrahierer 36 übermitteln.
  • Die Funktionsweise und die Operationen des Subtrahierers 36 und des PI-Reglers 38 sind oben unter Bezugnahme auf 1–3 vollständig beschrieben.
  • Wie oben diskutiert wurde, kann der DPWM 40 den Schwellwert von dem PI-Regler 38 erhalten. Gemäß einigen Beispielen kann der DPWM 40 an den High-Side-Schalter 58 ein Signal ausgeben, das bewirkt, dass der High-Side-Schalter 58 „schließt“. Beispielsweise kann der DPWM 40 an den High-Side-Schalter 58 ein Signal ausgeben, das bewirkt, dass Strom von VIn zur Last 6 über die Drossel 62 fließt. Gemäß einigen Beispielen kann der DPWM 40 an den High-Side-Schalter 58 ein Signal ausgeben, das bewirkt, dass der High-Side-Schalter 58 „öffnet“. Beispielsweise kann der DPWM 40 an den High-Side-Schalter 58 ein Signal ausgeben, das den Stromfluss von VIn an die Last 6 über die Drossel 62 unterbindet. Gemäß einigen Beispielen kann der DPWM 40 an den Low-Side-Schalter 60 ein Signal ausgeben, das bewirkt, dass der Low-Side-Schalter 60 „öffnet“. Beispielsweise kann der DPWM 40 an den Low-Side-Schalter 60 ein Signal ausgeben, das den Stromfluss von der Drossel 62 nach Masse unterbindet. Gemäß einigen Beispielen kann der DPWM 40 an den Low-Side-Schalter 60 ein Signal ausgeben, das bewirkt, dass der Low-Side-Schalter 60 „schließt“. Beispielsweise kann der DPWM 40 an den Low-Side-Schalter 60 ein Signal ausgeben, das bewirkt, dass Strom vom Induktor 62 nach Masse fließt.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das Einzelheiten eines Beispielcontrollers veranschaulicht, der einen Leistungsschaltwandler gemäß einer oder mehrerer Techniken dieser Offenbarung steuert. Wie bei dem Beispiel gemäß 5 veranschaulicht ist, kann der Controller 2 eine Vielzahl von verschachtelten Schleifen 68A–N (gemeinschaftlich „verschachtelte Schleifen 68“) aufweisen, eine Vielzahl von Referenzwertregistern 70A–70N (gemeinschaftlich „Referenzwertregister 70“), ein Maximalwertregister 72, eine Vielzahl von Minimalwertregistern 74A–74N (gemeinschaftlich „Minimalwertregister 74“), einen Subtrahierer 36, sowie einen PI-Regler 38. Die Funktionsweise des Subtrahierers 36 und des PI-Reglers 38 ist oben unter Bezugnahme auf 4 beschreiben.
  • Jede der verschachtelten Schleifen 68 kann einer Messgröße zugeordnet werden. Einige Beispielmessgrößen enthalten die gesamte Batteriespannung, die Batteriezellspannung, einen Ladezustand einer Batterie und eine Batterietemperatur. Jede der verschachtelten Schleifen 68 kann dazu ausgebildet sein, basierend auf einem oder mehreren empfangenen Werten einen Ausgabezielwert zu bestimmen. Gemäß einigen Beispielen können der eine oder die mehreren empfangenen Werte einen Messgrößenwert, einen Referenzwert, einen Maximalwert und einen Minimalwert enthalten. Jede der verschachtelten Schleifen 68 kann dazu ausgebildet sein, ihren Ausgabezielwert zwischen dem empfangenen Maximalwert und dem empfangenen Minimalwert zu bestimmen. Gemäß einigen Beispielen kann jede der verschachtelten Schleifen 68 eine Funktionsweise ähnlich wie das Referenzstrommodul 12 der 1 und 2 aufweisen, allerdings im Kontext mit anderen Messgrößen. Gemäß einigen Beispielen, wie solchen, bei denen die verschachtelte Schleife 68A der Messgröße der Gesamt-Batteriespannung zugeordnet ist, kann die verschachtelte Schleife 68A eine identische Funktionsweise in Bezug auf das Referenzstrommodul 12 der 1 und 2 enthalten.
  • Verschachtelte Schleifen 68 können von außen nach innen angeordnet sein. Beispielsweise ist die verschachtelte Schleife 68B bezüglich der verschachtelten Schleife 68A eine äußere Schleife, und die verschachtelte Schleife 68N ist bezüglich der verschachtelten Schleife 68B eine äußere Schleife. Gemäß einigen Beispielen können die verschachtelten Schleifen 68 in einer parallelen Konfiguration angeordnet sein. Beispielsweise kann die Ausgabe der äußersten Schleife für die nächste Schleife als Maximalwert verwendet werden. Wie bei dem Beispiel von 5 gezeigt ist, kann es sich bei dem durch die Schleife 68N bestimmten Ausgabezielwert um den von der Schleife 68B, der nächstinneren Schleife, verwendeten Maximalwert handeln, wenn der Ausgabezielwert der Schleife 68B bestimmt wird. Weiterhin kann es sich bei dem von der Schleife 68B bestimmten Ausgabezielwert um den von der Schleife 68A, der nächstinneren Schleife, verwendeten Maximalwert handeln, wenn der Ausgabezielwert der Schleife 68A bestimmt wird.
  • Jedes der Referenzwertregister 70 kann dazu ausgebildet sein, einen Referenzwert zu speichern. Gemäß einigen Beispielen können die Referenzwertregister 70 in einer oder mehreren Speichereinrichtungen wie beispielsweise den Speichereinrichtungen 24 gemäß 2 enthalten sein. Das Maximalwertregister 72 kann dazu ausgebildet sein, einen Maximalwert zu speichern. Gemäß einigen Beispielen kann das Maximalwertregister 72 in einer oder mehreren Speichereinrichtungen wie beispielsweise den Speichereinrichtungen 24 gemäß 2 enthalten sein. Ein jedes der Minimalwertregister 74 kann dazu ausgebildet sein, einen Minimalwert zu speichern. Gemäß einigen Beispielen können alle Minimalwertregister 74 denselben Minimalwert speichern. Gemäß einigen Beispielen kann jedes der Minimalwertregister 74 einen anderen Minimalwert speichern. Gemäß einigen Beispielen kann es sich bei dem Minimalwert um den Minimalstrom handeln, mit dem eine Batterie geladen werden darf. Wenn beispielsweise der Controller 2 einen Leistungsschaltwandler steuert, der eine Batterie lädt, kann es sich bei dem Minimalwert um den Minimalstrom handeln, mit dem die Batterie geladen werden darf. Gemäß einigen Beispielen kann der Minimalwert mit dem am Ende des Ladevorgangs bereitgestellten Strom korrespondieren. Gemäß einigen Beispielen können die von Minimalwertregistern 74 gespeicherten Werte von der Konfiguration der Schleifen 68 (z.B. parallel, in Reihe oder eine Kombination von in Reihe/parallel) abhängen. Beispielsweise kann bei dem Beispiel gemäß 5, bei dem sich die Schleifen 68 in Parallelkonfiguration befinden, jedes der Minimalwertregister 74 denselben Wert speichern. Zusätzlich kann bei einigen Beispielen der Effekt der von den Minimalwertregistern 74 gespeicherten Werte von der Konfiguration der Schleifen 68 (z.B. parallel, in Reihe oder eine Kombination von in Reihe/parallel) abhängen. Wenn beispielsweise die Schleife 68A einer Batteriespannung zugeordnet ist und die Schleife 68B einer Batterietemperatur zugeordnet ist, dann kann der minimale Begrenzungswert für die Temperaturschleife den Effekt besitzen, dass er den minimalen Spannungspegel, bei dem die Batterie geladen wird, festlegt. Gemäß einigen Beispielen können Minimalwertregister 74 in einer oder mehreren Speichereinrichtungen wie beispielsweise den Speichereinrichtungen 24 gemäß 2 enthalten sein.
  • Gemäß einer oder mehrerer Techniken dieser Offenbarung kann die Schleife 68N einer ersten Messgröße zugeordnet sein und kann von einer anderen Komponente des Systems 100 (z.B. einem Leistungswandler wie beispielsweise dem Leistungswandler 4 gemäß den 1, 3 und 4 oder einer Last wie beispielsweise der Last 6 gemäß den 1, 3 und 4) einen ersten Messgrößenwert empfangen, einen Referenzwert von dem Referenzwertregister 70N, einen Minimalwert von dem Minimalwertregister 74N, und einen Maximalwert von dem Maximalwertregister 72. Basierend auf den erhaltenen Werten kann die Schleife 68N einen Ausgabezielwert bestimmen und den bestimmten Wert der nächstinneren Schleife zuführen. Wie in 5 gezeigt ist, ist die nächstinnere Schleife die Schleife 68B.
  • Die Schleife 68B kann einer zweiten Messgröße zugeordnet sein, und kann von einer anderen Komponente des Systems 100 (z.B. einem Leistungswandler wie beispielsweise dem Leistungswandler 4 gemäß 1, 3 und 4 oder einer Last wie beispielsweise der Last 6 gemäß 1, 3 und 4) einen zweiten Messwert erhalten, einen Referenzwert von dem Referenzwertregister 70B, einen Minimalwert von dem Minimalwertregister 74B, sowie einen Maximalwert von der Schleife 68N (d.h. der Maximalwert der Schleife 68B ist der von der Schleife 68N bestimmte Ausgabezielwert). Basierend auf den erhaltenen Werten kann die Schleife 68B einen Ausgabezielwert bestimmen und den bestimmten Wert der nächsten inneren Schleife zuführen. Wie in 5 gezeigt ist, ist die nächste innere Schleife die Schleife 68A.
  • Die Schleife 68A kann einer dritten Messgröße zugeordnet sein, und kann von einer anderen Komponente des Systems 100 (z.B. einem Leistungswandler wie beispielsweise dem Leistungswandler 4 gemäß 1, 3 und 4 oder einer Last wie beispielsweise der Last 6 gemäß 1, 3 und 4) einen dritten Messwert erhalten, einen Referenzwert von dem Referenzwertregister 70A, einen Minimalwert von dem Minimalwertregister 74A, sowie einen Maximalwert von der Schleife 68B (d.h. der Maximalwert der Schleife 68A ist der von der Schleife 68B bestimmte Ausgabezielwert). Basierend auf den erhaltenen Werten kann die Schleife 68A einen Ausgabezielwert bestimmen und den bestimmten Wert der nächsten inneren Schleife zuführen. Wie in 5 gezeigt ist, ist die Stromregelschleife (d.h. der bestimmte Ausgabezielwert der Schleife 68A) der von der Stromregelschleife verwendete Referenzstrom.
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das Einzelheiten eines Beispielcontrollers veranschaulicht, der einen Leistungsschaltwandler gemäß einer oder mehreren Techniken dieser Offenbarung steuert. Wie bei dem Beispiel gemäß 6 dargestellt ist, kann der Controller 2 verschachtelte Schleifen 68 enthalten, ein Referenzwertregister 70, eine Vielzahl von Maximalwertregistern 72A–72N (gemeinschaftlich „Maximalwertregister 72“), Minimalwertregister 74, einen Subtrahierer 36, sowie einen PI-Regler 38. Die Funktionsweise des Subtrahierers und des PI-Reglers 38 ist oben unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
  • Verschachtelte Schleifen 68 können eine Funktionsweise ähnlich wie die verschachtelten Schleifen 68 gemäß 5 aufweisen. Bei dem Beispiel gemäß 6 können die verschachtelten Schleifen 68 in einer Reihenkonfiguration angeordnet sein. Beispielsweise kann die Ausgabe der äußersten Schleife als Referenzwert für die nächste Schleife verwendet werden. Wie bei dem Beispiel gemäß 6 gezeigt ist, kann es sich bei dem von der Schleife 68N bestimmten Ausgabezielwert um den von der Schleife 68B, dem nächsten in der inneren Schleife, verwendeten Referenzwert handeln, wenn der Ausgabezielwert der Schleife 68B bestimmt wird. Weiterhin kann es sich bei dem von der Schleife 68B bestimmten Ausgabezielwert um den von der Schleife 68A, der nächstinneren Schleife, verwendeten Referenzwert handeln, wenn der Ausgabezielwert von Schleife 68A bestimmt wird.
  • Ein jedes der Maximalwertregister 72 weist eine Funktionsweise ähnlich wie das Maximalwertregister 72 gemäß 5 auf. Das Referenzwertregister 70 kann eine Funktionsweise ähnlich wie das Referenzwertregister 70 gemäß 5 aufweisen. Die Minimalwertregister 74 können eine Funktionsweise ähnlich wie das Referenzwertregister 70 gemäß 5 aufweisen.
  • Gemäß einer oder mehreren Techniken dieser Offenbarung kann die Schleife 68N einer ersten Messgröße zugeordnet sein und von einer anderen Komponente des Systems 100 (z.B. einem Leistungswandler wie beispielsweise dem Leistungswandler 4 gemäß 1, 3 und 4, oder einer Last, wie beispielsweise der Last 6 gemäß 1, 3 und 4) einen ersten Messgrößenwert empfangen, einen Referenzwert von dem Referenzwertregister 70, einen Minimalwert von dem Minimalwertregister 74N, und einen Maximalwert von dem Maximalwertregister 72N. Basierend auf den empfangenen Werten kann die Schleife 68N einen Ausgabezielwert bestimmen und den bestimmten Wert der nächsten inneren Schleife zuführen. Wie in 6 gezeigt ist, ist die nächste innere Schleife die Schleife 68B.
  • Die Schleife 68B kann einer zweiten Messgröße zugeordnet sein und von einer anderen Komponente des Systems 100 (z.B. einem Leistungswandler wie beispielsweise dem Leistungswandler 4 gemäß 1, 3 und 4 oder einer Last, wie beispielsweise der Last 6 gemäß 1, 3 und 4) einen zweiten Messgrößenwert empfangen, einen Referenzwert von der Schleife 68N (d.h. der Referenzwert von Schleife 68B ist der bestimmte Ausgabezielwert von Schleife 68N), einen Minimalwert von dem Minimalwertregister 74B, und einen Maximalwert von dem Maximalwertregister 72B. Basierend auf den empfangenen Werten kann die Schleife 68B einen Ausgabezielwert bestimmen und den bestimmten Wert der nächsten inneren Schleife zuführen. Wie in 6 gezeigt ist, ist die nächste innere Schleife die Schleife 68A.
  • Die Schleife 68A kann einer dritten Messgröße zugeordnet sein und von einer anderen Komponente des Systems 100 (z.B. einem Leistungswandler wie beispielsweise dem Leistungswandler 4 gemäß 1, 3 und 4 oder einer Last, wie beispielsweise der Last 6 gemäß 1, 3 und 4) einen dritten Messgrößenwert empfangen, einen Referenzwert von der Schleife 68B (d.h. der Referenzwert von Schleife 68A ist der bestimmte Ausgabezielwert von Schleife 68B), einen Minimalwert von dem Minimalwertregister 74A, und einen Maximalwert von dem Maximalwertregister 72A. Basierend auf den empfangenen Werten kann die Schleife 68A einen Ausgabezielwert bestimmen und den bestimmten Wert der nächsten inneren Schleife zuführen. Wie in 6 gezeigt ist, ist die Stromregelschleife (d.h. der bestimmte Ausgabezielwert der Schleife 68A) der von der Stromregelschleife verwendete Referenzstrom.
  • 7 ist ein Blockdiagramm, das Einzelheiten eines Beispielcontrollers veranschaulicht, der einen Leistungsschaltwandler gemäß einer oder mehreren Techniken dieser Offenbarung steuert. Wie bei dem Beispiel in 7 veranschaulicht ist, kann der Controller 2 verschachtelte Schleifen 68 enthalten, Referenzwertregister 70, Maximalwertregister 72, Minimalwertregister 74, einen Subtrahierer 36, und einen PI-Regler 38. Die Funktionsweise des Subtrahierers 36 und des PI-Reglers 38 sind oben unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
  • Verschachtelte Schleifen 68 können eine Funktionsweise ähnlich wie die verschachtelten Schleifen 68 der 5 und 6 aufweisen. Bei dem Beispiel gemäß 7 können die verschachtelten Schleifen 68 in einer gemischten Reihen- und Parallelkonfiguration angeordnet sein. Beispielsweise kann die Ausgabe der äußersten Schleife als Maximalwert für die nächste Schleife verwendet werden. Wie bei dem Beispiel in 7 veranschaulicht ist, kann es sich bei dem von der Schleife 68N bestimmten Ausgabezielwert um den von der Schleife 68B, der nächsten inneren Schleife, verwendeten Maximalwert handeln, wenn der Ausgabezielwert von Schleife 68B bestimmt wird. Weiterhin kann es sich bei dem von der Schleife 68B bestimmten Ausgabezielwert um den von Schleife 68A, der nächsten inneren Schleife, verwendeten Referenzwert handeln, wenn der Ausgabezielwert von Schleife 68A bestimmt wird. Anders ausgedrückt ist die Schleife 68N bei dem Beispiel gemäß 7 parallel zu der Schleife 68B, die sich in Reihe mit Schleife 68A befindet. Gemäß einigen Beispielen sind andere Kombinationen von Parallel- und Reihenschleifen möglich (z.B. kann sich Schleife 68N in Reihe mit Schleife 68B befinden, welche parallel zu Schleife 68A sein kann).
  • Gemäß einer oder mehreren Techniken dieser Offenbarung kann die Schleife 68N einer ersten Messgröße zugeordnet sein und von einer anderen Komponente des Systems 100 (z.B. einem Leistungswandler wie beispielsweise dem Leistungswandler 4 gemäß den 1, 3 und 4 oder einer Last, wie beispielsweise der Last 6 gemäß den 1, 3 und 4) einen ersten Messgrößenwert empfangen, einen Referenzwert von dem Referenzwertregister 70N, einen Minimalwert von dem Minimalwertregister 74N, und einen Maximalwert von dem Maximalwertregister 72. Basierend auf den empfangenen Werten kann die Schleife 68N einen Ausgabezielwert bestimmen und den bestimmten Wert der nächsten inneren Schleife zuführen. Wie in 7 gezeigt ist, ist die nächste innere Schleife die Schleife 68B.
  • Die Schleife 68B kann einer zweiten Messgröße zugeordnet sein und von einer anderen Komponente des Systems 100 (z.B. einem Leistungswandler wie beispielsweise dem Leistungswandler 4 gemäß 1, 3 und 4 oder einer Last, wie beispielsweise der Last 6 gemäß 1, 3 und 4) einen zweiten Messgrößenwert empfangen, einen Referenzwert von dem Referenzwertregister 70B, einen Minimalwert von dem Minimalwertregister 74B, und einen Maximalwert von der Schleife 68N (d.h. der Maximalwert von Schleife 68B ist der bestimmte Ausgabezielwert von Schleife 68N). Basierend auf den empfangenen Werten kann die Schleife 68B einen Ausgabezielwert bestimmen und den bestimmten Wert der nächsten inneren Schleife zuführen. Wie in 7 gezeigt ist, ist die nächste innere Schleife die Schleife 68A.
  • Die Schleife 68A kann einer dritten Messgröße zugeordnet sein und von einer anderen Komponente des Systems 100 (z.B. einem Leistungswandler wie beispielsweise dem Leistungswandler 4 gemäß 1, 3 und 4 oder einer Last, wie beispielsweise der Last 6 gemäß 1, 3 und 4) einen dritten Messgrößenwert empfangen, einen Referenzwert von der Schleife 68B (d.h. der Referenzwert von Schleife 68A ist der bestimmte Ausgabezielwert von Schleife 68B), einen Minimalwert von dem Minimalwertregister 74A, und einen Maximalwert von dem Maximalwertregister 72A. Basierend auf den empfangenen Werten kann die Schleife 68A einen Ausgabezielwert bestimmen und den bestimmten Wert der nächsten inneren Schleife zuführen. Wie in 7 gezeigt ist, ist die Stromregelschleife (d.h. der bestimmte Ausgabezielwert der Schleife 68A) der von der Stromregelschleife verwendete Referenzstrom.
  • 8 ist ein Flussdiagramm, das Beispieloperationen eines Controllers für einen Leistungsschaltwandler gemäß einer oder mehreren Techniken dieser Offenbarung veranschaulicht. Lediglich zum Zweck der Erläuterung sind die Beispieloperationen nachfolgend im Zusammenhang mit dem Controller 2, wie er in 1–4 gezeigt ist, beschrieben.
  • Bei dem Beispiel gemäß 8 kann der Controller 2 anfänglich einen Spannungswert empfangen (802). Der Controller 2 kann nachfolgend den Spannungswert mit einem Referenzspannungswert vergleichen, um einen Delta-Spannungswert zu bestimmen (804). Der Controller 2 kann dann einen Referenzstromwert basierend auf dem Delta-Spannungswert bestimmen (806). Der Controller 2 kann einen Stromwert empfangen (808). Der Controller 2 kann nachfolgend den Stromwert mit dem Referenzstromwert vergleichen, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen (810). Der Controller 2 kann dann einen Schwellwert basierend auf dem Delta-Stromwert bestimmen (812). Der Controller 2 kann dann basierend auf dem Schwellwert ein Steuersignal an einen Leistungswandler ausgeben (814).
  • Gemäß einem Beispiel kann der Spannungswert mit einer Spannung über einer Last korrespondieren, die elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist. Gemäß einem Beispiel kann der Stromwert mit einem zur Last fließenden Strom korrespondieren. Gemäß einem Beispiel kann die Last von einer Batterie und einer Vorrichtung wenigstens eines enthalten. Gemäß einem Beispiel kann die Batterie eine Vielzahl von Zellen enthalten. Gemäß einem Beispiel kann das Empfangen eines Spannungswerts von dem Leistungswandler das Empfangen einer Vielzahl von Spannungswerten von dem Leistungswandler enthalten. Gemäß einem Beispiel kann die Vielzahl von Spannungswerten jeweils mit Spannungen über der Vielzahl der Zellen der Batterie korrespondieren. Gemäß einem Beispiel können die Operationen das Auswählen eines Spannungswerts aus der Vielzahl der Spannungswerte enthalten. Gemäß einem Beispiel kann das Vergleichen des Spannungswerts mit dem Referenzspannungswert zur Bestimmung des Delta-Spannungswerts das Vergleichen des ausgewählten Spannungswerts mit der Referenzspannung zur Bestimmung des Delta-Spannungswerts enthalten. Gemäß einigen Beispielen kann das Auswählen des Spannungswerts aus der Vielzahl von Spannungswerten das Auswählen des größten Spannungswerts aus der Vielzahl von Spannungswerten enthalten.
  • Gemäß einem Beispiel kann das Bestimmen des Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert das Anwenden einer nicht-linearen Verstärkung auf den Delta-Spannungswert enthalten. Gemäß einem Beispiel kann das Anwenden der nicht-linearen Verstärkung auf den Delta-Spannungswert das Anwenden eines ersten Verstärkungspegels auf den Delta-Spannungswert enthalten, wenn der Delta-Spannungswert größer ist als der Referenzspannungswert, und das Anwenden eines zweiten Verstärkungspegels auf den Delta-Spannungswert, wenn der Delta-Spannungswert kleiner ist als ein zweiter Schwellwert. Gemäß einigen Beispielen kann der erste Verstärkungspegel größer sein als der zweite Verstärkungspegel. Gemäß einigen Beispielen kann der zweite Schwellwert gleich Null sein.
  • Gemäß einem Beispiel kann das Bestimmen des Referenzstromwertes basierend auf dem Delta-Spannungswert das Integrieren des Delta-Spannungswerts enthalten, um den Referenzstromwert zu bestimmen. Gemäß einem Beispiel können die Operationen das Beschränken des Referenzstromwerts derart enthalten, dass der Referenzstromwert größer ist als Minimalwert und kleiner als ein Maximalwert. Gemäß einem Beispiel kann es sich bei dem Minimalwert um einen Ladeendstrompegel handeln und bei dem Maximalwert um einen Maximalstrom, mit dem eine Batterie, die elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist, geladen werden kann.
  • Gemäß einem Beispiel kann das Empfangen des Stromwerts das Empfangen eines analogen Strom-Abtastwerts enthalten, und das Konvertieren des analogen Strom-Abtastwerts in einen digitalen Stromwert. Gemäß einem Beispiel kann das Vergleichen des Stromwerts mit dem Referenzstromwert zur Bestimmung eines Delta-Stromwerts das Vergleichen des digitalen Stromwerts mit dem Referenzstromwert zur Bestimmung eines Delta-Stromwerts enthalten. Gemäß einem Beispiel kann das Empfangen des Spannungswerts von dem Leistungswandler das Empfangen eines analogen Spannungs-Abtastwerts enthalten, und das Konvertieren des analogen Spannungs-Abtastwerts in einen digitalen Spannungswert. Gemäß einem Beispiel kann das Vergleichen des Spannungswerts mit der Referenzspannung zur Bestimmung des Delta-Spannungswerts das Vergleichen des digitalen Spannungswerts mit der Referenzspannung zur Bestimmung des Delta-Spannungswerts enthalten.
  • Gemäß einem Beispiel kann das Vergleichen des Stromwerts mit dem Referenzstromwert zur Bestimmung des Delta-Stromwerts das Subtrahieren des Referenzstromwerts von dem Stromwert zur Bestimmung des Delta-Stromwerts enthalten. Gemäß einem Beispiel kann das Bestimmen des Schwellwerts basierend auf dem Delta-Stromwert das Bestimmen des Schwellwerts basierend auf dem Delta-Stromwert mit einem Proportional-Integral-(PI)-Controller enthalten.
  • Gemäß einem Beispiel kann es sich bei dem Steuersignal um ein pulsweitenmoduliertes (PWM) Signal handeln. Gemäß einem Beispiel können die Operationen das Erzeugen des PWM-Signals basierend auf dem Schwellwert enthalten, und das Ausgeben des PWM-Signals an den Leistungswandler. Gemäß einem Beispiel kann das Bestimmen des Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert das Bestimmen des Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert und wenigstens einem von einem Eingangsstrom des Leistungswandlers und einer Temperatur einer mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelten Batterie enthalten. Gemäß einem Beispiel kann es sich bei dem Leistungswandler um einen Multi-Phasen-Leistungswandler handeln.
  • Beispiel 1. Ein Verfahren, das aufweist: Empfangen eines Spannungswerts; Vergleichen des Spannungswerts mit einem Referenzspannungswert, um einen Delta-Spannungswert zu bestimmen; Bestimmen eines Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert; Empfangen eines Stromwerts; Vergleichen des Stromwerts mit dem Referenzstromwert, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen; und Bestimmen eines Schwellwerts basierend auf dem Delta-Stromwert, wobei der Stromwert dazu verwendet wird, ein Steuersignal zu bestimmen, das einen Leistungswandler steuert.
  • Beispiel 2. Verfahren nach Beispiel 1, bei dem der Spannungswert mit einer Spannung über einer Last korrespondiert, die elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist, wobei der Stromwert mit einem zu der Last fließenden Strom korrespondiert, und wobei die Last von einer Batterie und einer Vorrichtung wenigstens eines aufweist.
  • Beispiel 3. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–2, wobei die Batterie eine Vielzahl von Zellen aufweist, wobei das Empfangen eines Spannungswerts das Empfangen einer Vielzahl von Spannungswerten umfasst, und wobei die Vielzahl von Spannungswerten jeweils mit Spannungen über der Vielzahl der Zellen der Batterie korrespondiert, und das weiterhin umfasst: Auswählen eines Spannungswerts aus der Vielzahl von Spannungswerten, wobei das Vergleichen des Spannungswerts mit dem Referenzspannungswert zur Bestimmung des Delta-Spannungswerts das Vergleichen des ausgewählten Spannungswerts mit der Referenzspannung zur Bestimmung des Delta-Spannungswerts umfasst.
  • Beispiel 4. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–3, wobei das Auswählen des Spannungswerts aus der Vielzahl von Spannungswerten das Auswählen des größten Spannungswerts aus der Vielzahl von Spannungswerten umfasst.
  • Beispiel 5. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–4, wobei das Bestimmen des Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert das Anwenden einer nicht-linearen Verstärkung auf den Delta-Spannungswert umfasst.
  • Beispiel 6. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–5, wobei der Schwellwert ein erster Schwellwert ist, und wobei das Anwenden der nicht-linearen Verstärkung auf den Delta-Spannungswert das Anwenden eines ersten Verstärkungspegels auf den Delta-Spannungswert umfasst, wenn der Delta-Spannungswert größer ist als ein zweiter Schwellwert, und das Anwenden eines zweiten Verstärkungspegels auf den Delta-Spannungswert, wenn der Delta-Spannungswert kleiner ist als der zweite Schwellwert.
  • Beispiel 7. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–6, wobei der erste Verstärkungspegel größer ist als der zweite Verstärkungspegel.
  • Beispiel 8. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–7, wobei der zweite Schwellwert der Referenzspannungswert ist.
  • Beispiel 9. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–8, wobei das Bestimmen des Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert das Integrieren des Delta-Spannungswerts zur Bestimmung des Referenzstromwerts umfasst.
  • Beispiel 10. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–9, das weiterhin das Begrenzen des Referenzstromwerts derart umfasst, dass der Referenzstromwert größer ist als ein Minimalwert und kleiner als ein Maximalwert, wobei der Minimalwert ein Ladeendstrompegel ist, und der Maximalwert ein Maximalstrom, mit dem eine Batterie geladen werden kann, die elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist.
  • Beispiel 11. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–10, wobei das Empfangen des Stromwerts umfasst: Empfangen eines analogen Strom-Abtastwerts; und Umwandeln des analogen Strom-Abtastwerts in einen digitalen Stromwert, wobei das Vergleichen des Stromwerts mit dem Referenzstromwert zur Bestimmung eines Delta-Stromwerts das Vergleichen des digitalen Stromwerts mit dem Referenzstromwert umfasst, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen, und wobei das Empfangen des Spannungswerts von dem Leistungswandler umfasst: Empfangen eines analogen Spannungs-Abtastwerts; und Umwandeln des analogen Spannungs-Abtastwerts in einen digitalen Spannungswert, wobei das Vergleichen des Spannungswerts mit der Referenzspannung zur Bestimmung des Delta-Spannungswerts das Vergleichen des digitalen Spannungswerts mit der Referenzspannung umfasst, um den Delta-Spannungswert zu bestimmen.
  • Beispiel 12. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–11, wobei das Vergleichen des Stromwerts mit dem Referenzstromwert zur Bestimmung des Delta-Stromwerts das Subtrahieren des Referenzstromwerts von dem Stromwert umfasst, um den Delta-Stromwerts zu bestimmen.
  • Beispiel 13. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–12, wobei das Bestimmen des Schwellwerts basierend auf dem Delta-Stromwert das Bestimmen des Schwellwerts basierend auf dem Delta-Stromwert mit einem Proportional-Integral-(PI)-Controller umfasst.
  • Beispiel 14. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–13, wobei das Steuersignal ein pulsweitenmoduliertes (PWM) Signal ist, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: Erzeugen des PWM-Signals basierend auf dem Schwellwert; und Ausgeben des PWM-Signals an den Leistungswandler.
  • Beispiel 15. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–14, wobei das Bestimmen des Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert weiterhin das Bestimmen des Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert und wenigstens einem von einem Eingangsstrom des Leistungswandlers, einer Temperatur einer elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelten Batterie und einem Ladezustand der Batterie umfasst.
  • Beispiel 16. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–15, das weiterhin umfasst: Bestimmen des Referenzspannungswerts basierend auf wenigstens einem von einem Eingangsstrom des Leistungswandlers, einer Temperatur einer Batterie, die elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist, und einem Ladezustand der Batterie.
  • Beispiel 17. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–16, das weiterhin umfasst: Bestimmen eines Minimalwerts basierend auf wenigstens einem von einem Eingangsstrom des Leistungswandlers, einer Temperatur einer Batterie, die elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist, und eines Ladezustands der Batterie; und Begrenzen des Referenzstromwerts derart, dass der Referenzstromwert größer ist als der Minimalwert und kleiner als ein Maximalwert.
  • Beispiel 18. Verfahren gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 1–17, wobei der Leistungswandler ein Multi-Phasen-Leistungswandler ist.
  • Beispiel 19. Ein Schaltkreis, der aufweist: Einen ersten Analog-Digital-Wandler, der dazu ausgebildet ist, einen analogen Spannungs-Abtastwert in einen digitalen Spannungswert zu konvertieren; einen ersten Subtrahierer, der dazu ausgebildet ist, eine Referenzspannung von dem digitalen Spannungswert zu subtrahieren, um einen Delta-Spannungswert zu bestimmen; einen Integrator, der dazu ausgebildet ist, den Delta-Spannungswert zu integrieren, um einen Referenzstromwert zu bestimmen; einen zweiten Analog-Digital-Wandler, der dazu ausgebildet ist, einen von dem Leistungswandler empfangenen analogen Strom-Abtastwert in einen digitalen Stromwert umzuwandeln; einen zweiten Subtrahierer, der dazu ausgebildet ist, den Referenzstromwert von dem digitalen Stromwert zu subtrahieren, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen; einen Controller, der dazu ausgebildet ist, einen Schwellwert basierend auf dem Delta-Stromwert zu bestimmen; und einen digitalen Pulsweitenmodulator, der dazu ausgebildet ist, basierend auf dem Schwellwert ein Steuersignal an einen Leistungswandler auszugeben.
  • Beispiel 20. Schaltkreis gemäß Beispiel 19, wobei der Spannungswert mit einer Spannung über einer Last korrespondiert, die elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist, wobei der Stromwert mit einem durch die Last fließenden Strom korrespondiert, wobei die Last eine Batterie aufweist, wobei die Batterie eine Vielzahl von Zellen aufweist, wobei der erste Analog-Digital-Wandler dazu ausgebildet ist, eine Vielzahl von von dem Leistungswandler empfangenen, analogen Spannungs-Abtastwerten in eine Vielzahl von digitalen Spannungswerten zu konvertieren, wobei die Vielzahl von Spannungswerten jeweils mit Spannungen über der Vielzahl der Zellen der Batterie korrespondieren, und wobei der Schaltkreis weiterhin aufweist: Einen Selektor, der dazu ausgebildet ist, aus der Vielzahl der digitalen Spannungswerte einen Zellspannungswert auszuwählen, wobei der erste Subtrahierer dazu ausgebildet ist, die Referenzspannung von dem ausgewählten Zellspannungswert zu subtrahieren, um den Delta-Spannungswert zu bestimmten.
  • Beispiel 21. Schaltkreis gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 19–20, der weiterhin aufweist: Einen Verstärker, der dazu ausgebildet ist, eine nicht-lineare Verstärkung auf den Delta-Spannungswert anzuwenden, um einen verstärkten Delta-Spannungswert zu bestimmen, wobei der Integrator dazu ausgebildet ist, den verstärkten Delta-Spannungswert zu integrieren, um den Referenzstromwert zu bestimmen.
  • Beispiel 22. Schaltkreis gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 19–21, der weiterhin Komponenten aufweist, die von Folgendem wenigstens eines festlegen: Eine Eingangsstromschleife, wobei die Komponenten aufweisen: Einen dritten Subtrahierer, der dazu ausgebildet ist, einen Referenzeingangsstrom von einem von dem Leistungswandler empfangenen Eingangsstrom zu subtrahieren, um einen Delta-Eingangsstromwert zu bestimmen; und einen zweiten Integrator, der dazu ausgebildet ist, den Delta-Eingangsstromwert zu integrieren, um einen ersten Zwischenwert zu bestimmen; und eine Temperaturschleife, wobei die Komponenten aufweisen: Einen vierten Subtrahierer, der dazu ausgebildet ist, eine Referenztemperatur von einem von dem Leistungswandler empfangenen Temperaturwert zu subtrahieren, um einen Delta-Temperaturwert zu bestimmen; und einen dritten Integrator, der dazu ausgebildet ist, den Delta-Temperaturwert zu integrieren, um einen zweiten Zwischenwert zu bestimmen; eine Ladezustandsschleife, wobei die Komponenten aufweisen: Einen fünften Subtrahierer, der dazu ausgebildet ist, einen Referenzladezustand von einem von dem Leistungswandler empfangenen Ladezustandswert zu subtrahieren, um einen Delta-Ladezustandswert zu bestimmen; und einen vierten Integrator, der dazu ausgebildet ist, den Delta-Ladezustandswert zu integrieren, um einen dritten Zwischenwert zu bestimmen, wobei der Integrator ein begrenzender Integrator ist, der dazu ausgebildet ist, den Referenzstromwert zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert festzulegen, wobei der Maximalwert auf einem oder mehreren der folgenden Werte basiert: dem ersten Zwischenwert, dem zweiten Zwischenwert und dem dritten Zwischenwert.
  • Beispiel 23. Schaltkreis gemäß einer beliebigen Kombination der Beispiele 19–22, wobei die Ladezustandsschleife eine äußere Schleife ist.
  • Beispiel 24. Eine Vorrichtung, die aufweist: Mittel zum Empfangen eines Spannungswerts; Mittel zum Vergleichen des Spannungswerts mit einem Referenzspannungswert, um einen Delta-Spannungswert zu bestimmen; Mittel zum Bestimmen eines Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert; Mittel zum Empfangen eines Stromwerts; Mittel zum Vergleichen des Stromwerts mit dem Referenzstromwert, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen; und Mittel zum Bestimmen eines Schwellwerts basierend auf dem Delta-Stromwert, wobei der Schwellwert dazu verwendet wird, ein Steuersignal zu definieren, das einen Leistungswandler steuert.
  • Beispiel 25. Eine Vorrichtung, die Mittel aufweist, um jede beliebige Kombination der Verfahren gemäß den Beispielen 1–18 durchzuführen.
  • Beispiel 25. Eine Schaltkreis, der Mittel aufweist, um jede beliebige Kombination der Verfahren gemäß den Beispielen 1–18 durchzuführen.
  • Die in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Techniken können, zumindest in Teilen, in Hardware, Software, Firmware oder jeder beliebigen Kombination davon implementiert werden. Beispielsweise können verschiedene Aspekte der beschriebenen Techniken in einem oder mehreren Prozessoren einschließlich einem oder mehreren Mikroprozessoren, digitalen Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASICs), anwenderprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs) oder jedem anderen äquivalenten integrierten oder diskreten Logikschaltkreis ebenso wie in beliebigen Kombinationen derartiger Komponenten implementiert werden. Der Ausdruck „Prozessor“ oder „verarbeitende Schaltung“ kann sich allgemein auf jede beliebige der vorangehenden Logikschaltungen beziehen, sowohl allein, als auch in Kombination mit anderen Logikschaltungen, oder jeder anderen äquivalenten Schaltung. Eine Steuereinheit, die Hardware aufweist, kann ebenso eine oder mehrere der Techniken dieser Offenbarung durchführen.
  • Derartige Hardware, Software und Firmware kann in derselben Vorrichtung oder in verschiedenen Vorrichtungen implementiert werden, um die verschiedenen in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken zu tragen. Zusätzlich können beliebige der beschriebenen Einheiten, Module oder Komponenten zusammen oder separat als diskrete aber dialogfähige Logikbauelemente implementiert werden. Die Darstellung verschiedener Merkmale als Module oder Einheiten ist dazu gedacht, die verschiedenen funktionalen Aspekte hervorzuheben und impliziert nicht notwendigerweise, dass derartige Module oder Einheiten durch separate Hardware-, Firmware- oder Softwarekomponenten realisiert werden müssen. Es ist vielmehr so, dass die mit einem oder mehreren Modulen oder Einheiten verbundene Funktionalität durch separate Hardware-, Firmware- oder Softwarekomponenten ausgeführt werden kann, oder innerhalb gemeinsamer oder getrennter Hardware-, Firmware- oder Softwarekomponenten integriert werden kann.
  • Die in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken können ebenso verkörpert oder kodiert sein in einem Erzeugnis einschließlich einem computerlesbaren Speichermedium, das mit Anweisungen kodiert ist. Anweisungen, die in einem Erzeugnis einschließlich eines computerlesbaren kodierten Speichermediums eingebettet oder kodiert sind, können einen oder mehrere programmierbare Prozessoren oder andere Prozessoren dazu veranlassen, eine oder mehrere der hierin beschriebenen Techniken zu implementieren, etwa wie wenn Anweisungen, die in dem computerlesbaren Speichermedium verkörpert oder kodiert sind, durch den einen oder die mehreren Prozessoren ausgeführt werden. Computerlesbare Speichermedien können Direktzugriffsspeicher (RAM), ausschließlich lesbare Speicher (ROM), programmierbare ausschließlich lesbare Speicher (PROM), löschbare programmierbare ausschließlich lesbare Speicher (EPROM), elektronisch löschbare programmierbare ausschließlich lesbare Speicher (EEPROM), Flash-Speicher, eine Festplatte, eine Compact Disc ROM (CD-ROM), eine Floppy Disc, eine Kassette, magnetische Medien, optische Medien oder andere computerlesbare Medien enthalten. Gemäß einigen Beispielen kann ein Gegenstand zur Herstellung einen oder mehrere computerlesbare Speichermedien enthalten.
  • Gemäß einigen Beispielen kann ein computerlesbares Speichermedium ein nicht-flüchtiges Medium sein. Der Ausdruck „nicht-flüchtig“ kann anzeigen, dass das Speichermedium nicht in einer Trägerwelle oder einem ausgebreiteten Signal manifestiert ist. Bei bestimmten Beispielen kann ein nicht-flüchtiges Speichermedium Daten speichern, die sich mit der Zeit ändern (z.B. in RAM oder Cache).

Claims (23)

  1. Ein Verfahren, das aufweist: Empfangen eines Spannungswerts; Vergleichen des Spannungswerts mit einem Referenzspannungswert, um einen Delta-Spannungswert zu bestimmen; Bestimmen eines Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert; Empfangen eines Stromwerts; Vergleichen des Stromwerts mit dem Referenzstromwert, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen; und Bestimmen eines Schwellwerts basierend auf dem Delta-Stromwert, wobei der Stromwert dazu verwendet wird, ein Steuersignal zu bestimmen, das einen Leistungswandler steuert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Spannungswert mit einer Spannung über einer Last korrespondiert, die elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist, wobei der Stromwert mit einem zu der Last fließenden Strom korrespondiert, und wobei die Last von einer Batterie und einer Vorrichtung wenigstens eines aufweist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Batterie eine Vielzahl von Zellen aufweist, wobei das Empfangen eines Spannungswerts das Empfangen einer Vielzahl von Spannungswerten umfasst, und wobei die Vielzahl von Spannungswerten jeweils mit Spannungen über der Vielzahl der Zellen der Batterie korrespondiert, und das weiterhin umfasst: Auswählen eines Spannungswerts aus der Vielzahl von Spannungswerten, wobei das Vergleichen des Spannungswerts mit dem Referenzspannungswert zur Bestimmung des Delta-Spannungswerts das Vergleichen des ausgewählten Spannungswerts mit der Referenzspannung zur Bestimmung des Delta-Spannungswerts umfasst.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Auswählen des Spannungswerts aus der Vielzahl von Spannungswerten das Auswählen des größten Spannungswerts aus der Vielzahl von Spannungswerten umfasst.
  5. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen des Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert das Anwenden einer nicht-linearen Verstärkung auf den Delta-Spannungswert enthält.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Schwellwert ein erster Schwellwert ist, und wobei das Anwenden der nicht-linearen Verstärkung auf den Delta-Spannungswert das Anwenden eines ersten Verstärkungspegels auf den Delta-Spannungswert umfasst, wenn der Delta-Spannungswert größer ist als ein zweiter Schwellwert, und das Anwenden eines zweiten Verstärkungspegels auf den Delta-Spannungswert, wenn der Delta-Spannungswert kleiner ist als der zweite Schwellwert.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei der erste Verstärkungspegel größer ist als der zweite Verstärkungspegel.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei der zweite Schwellwert der Referenzspannungswert ist.
  9. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen des Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert das Integrieren des Delta-Spannungswerts zur Bestimmung des Referenzstromwerts umfasst.
  10. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, das weiterhin das Begrenzen des Referenzstromwerts derart umfasst, dass der Referenzstromwert größer ist als ein Minimalwert und kleiner als ein Maximalwert, wobei der Minimalwert ein Ladeendstrompegel ist, und der Maximalwert ein Maximalstrom, mit dem eine Batterie geladen werden kann, die elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist.
  11. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Empfangen des Stromwerts umfasst: Empfangen eines analogen Strom-Abtastwerts; und Umwandeln des analogen Strom-Abtastwerts in einen digitalen Stromwert, wobei das Vergleichen des Stromwerts mit dem Referenzstromwert zur Bestimmung eines Delta-Stromwerts das Vergleichen des digitalen Stromwerts mit dem Referenzstromwert umfasst, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen, und wobei das Empfangen des Spannungswerts von dem Leistungswandler umfasst: Empfangen eines analogen Spannungs-Abtastwerts; und Umwandeln des analogen Spannungs-Abtastwerts in einen digitalen Spannungswert, wobei das Vergleichen des Spannungswerts mit der Referenzspannung zur Bestimmung des Delta-Spannungswerts das Vergleichen des digitalen Spannungswerts mit der Referenzspannung umfasst, um den Delta-Spannungswert zu bestimmen.
  12. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Vergleichen des Stromwerts mit dem Referenzstromwert zur Bestimmung des Delta-Stromwerts das Subtrahieren des Referenzstromwerts von dem Stromwert umfasst, um den Delta-Stromwert zu bestimmen.
  13. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen des Schwellwerts basierend auf dem Delta-Stromwert das Bestimmen des Schwellwerts basierend auf dem Delta-Stromwert mit einem Proportional-Integral-(PI)-Controller enthält.
  14. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Steuersignal ein pulsweitenmoduliertes (PWM) Signal ist, wobei das Verfahren weiterhin aufweist: Erzeugen des PWM-Signals basierend auf dem Schwellwert; und Ausgeben des PWM-Signals an den Leistungswandler.
  15. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen des Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert weiterhin das Bestimmen des Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert und wenigstens einem von einem Eingangsstrom des Leistungswandlers, einer Temperatur einer elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelten Batterie und einem Ladezustand der Batterie umfasst.
  16. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, das weiterhin aufweist: Bestimmen des Referenzspannungswerts basierend auf wenigstens einem von einem Eingangsstrom des Leistungswandlers, einer Temperatur einer Batterie, die elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist, und einem Ladezustand der Batterie.
  17. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, das weiterhin aufweist: Bestimmen eines Minimalwerts basierend auf wenigstens einem von einem Eingangsstrom des Leistungswandlers, einer Temperatur einer Batterie, die elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist, und eines Ladezustands der Batterie; und Begrenzen des Referenzstromwerts derart, dass der Referenzstromwert größer ist als der Minimalwert und kleiner als ein Maximalwert.
  18. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Leistungswandler ein Multi-Phasen-Leistungswandler ist.
  19. Ein Schaltkreis, der aufweist: einen ersten Analog-Digital-Wandler, der dazu ausgebildet ist, einen analogen Spannungs-Abtastwert in einen digitalen Spannungswert zu konvertieren; einen ersten Subtrahierer, der dazu ausgebildet ist, eine Referenzspannung von dem digitalen Spannungswert zu subtrahieren, um einen Delta-Spannungswert zu bestimmen; einen Integrator, der dazu ausgebildet ist, den Delta-Spannungswert zu integrieren, um einen Referenzstromwert zu bestimmen; einen zweiten Analog-Digital-Wandler, der dazu ausgebildet ist, einen von dem Leistungswandler empfangenen analogen Strom-Abtastwert in einen digitalen Stromwert umzuwandeln; einen zweiten Subtrahierer, der dazu ausgebildet ist, den Referenzstromwert von dem digitalen Stromwert zu subtrahieren, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen; einen Controller, der dazu ausgebildet ist, einen Schwellwert basierend auf dem Delta-Stromwert zu bestimmen; und einen digitalen Pulsweitenmodulator, der dazu ausgebildet ist, basierend auf dem Schwellwert ein Steuersignal an einen Leistungswandler auszugeben.
  20. Schaltkreis gemäß Anspruch 19, wobei der Spannungswert mit einer Spannung über einer Last korrespondiert, die elektrisch mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt ist, wobei der Stromwert mit einem durch die Last fließenden Strom korrespondiert, wobei die Last eine Batterie aufweist, wobei die Batterie eine Vielzahl von Zellen aufweist, wobei der erste Analog-Digital-Wandler dazu ausgebildet ist, eine Vielzahl von von dem Leistungswandler empfangenen, analogen Spannungs-Abtastwerten in eine Vielzahl von digitalen Spannungswerten zu konvertieren, wobei die Vielzahl von Spannungswerten jeweils mit Spannungen über der Vielzahl der Zellen der Batterie korrespondieren, und wobei der Schaltkreis weiterhin aufweist: einen Selektor, der dazu ausgebildet ist, aus der Vielzahl der digitalen Spannungswerte einen Zellspannungswert auszuwählen, wobei der erste Subtrahierer dazu ausgebildet ist, die Referenzspannung von dem ausgewählten Zellspannungswert zu subtrahieren, um den Delta-Spannungswert zu bestimmten.
  21. Schaltkreis gemäß einem der Ansprüche 19 oder 20, der weiterhin aufweist: einen Verstärker, der dazu ausgebildet ist, eine nicht-lineare Verstärkung auf den Delta-Spannungswert anzuwenden, um einen verstärkten Delta-Spannungswert zu bestimmen, wobei der Integrator dazu ausgebildet ist, den verstärkten Delta-Spannungswert zu integrieren, um den Referenzstromwert zu bestimmen.
  22. Schaltkreis gemäß einem der Ansprüche 19–21, der weiterhin Komponenten aufweist, die von Folgendem wenigstens eines festlegen: Eine Eingangsstromschleife, wobei die Komponenten aufweisen: einen dritten Subtrahierer, der dazu ausgebildet ist, einen Referenzeingangsstrom von einem von dem Leistungswandler empfangenen Eingangsstrom zu subtrahieren, um einen Delta-Eingangsstromwert zu bestimmen; und einen zweiten Integrator, der dazu ausgebildet ist, den Delta-Eingangsstromwert zu integrieren, um einen ersten Zwischenwert zu bestimmen; eine Temperaturschleife, wobei die Komponenten aufweisen: einen vierten Subtrahierer, der dazu ausgebildet ist, eine Referenztemperatur von einem von dem Leistungswandler empfangenen Temperaturwert zu subtrahieren, um einen Delta-Temperaturwert zu bestimmen; und einen dritten Integrator, der dazu ausgebildet ist, den Delta-Temperaturwert zu integrieren, um einen zweiten Zwischenwert zu bestimmen; eine Ladezustandsschleife, wobei die Komponenten aufweisen: einen fünften Subtrahierer, der dazu ausgebildet ist, einen Referenzladezustand von einem von dem Leistungswandler empfangenen Ladezustandswert zu subtrahieren, um einen Delta-Ladezustandswert zu bestimmen; und einen vierten Integrator, der dazu ausgebildet ist, den Delta-Ladezustandswert zu integrieren, um einen dritten Zwischenwert zu bestimmen, wobei der Integrator ein begrenzender Integrator (engl.: clamped integrator) ist, der dazu ausgebildet ist, den Referenzstromwert zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert festzulegen, wobei der Maximalwert auf einem oder mehreren der folgenden Werte basiert: dem ersten Zwischenwert, dem zweiten Zwischenwert und dem dritten Zwischenwert.
  23. Eine Vorrichtung, die aufweist: ein Mittel zum Empfangen eines Spannungswerts; ein Mittel zum Vergleichen des Spannungswerts mit einem Referenzspannungswert, um einen Delta-Spannungswert zu bestimmen; ein Mittel zum Bestimmen eines Referenzstromwerts basierend auf dem Delta-Spannungswert; ein Mittel zum Empfangen eines Stromwerts; ein Mittel zum Vergleichen des Stromwerts mit dem Referenzstromwert, um einen Delta-Stromwert zu bestimmen; und ein Mittel zum Bestimmen eines Schwellwerts basierend auf dem Delta-Stromwert, wobei der Schwellwert dazu verwendet wird, ein Steuersignal zu definieren, das einen Leistungswandler steuert.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017129133A1 (de) * 2017-12-07 2019-06-13 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren und Vorrichtung für das Energiemanagement eines elektrisch angetriebenen Aktors
DE102021210057A1 (de) 2021-09-13 2023-03-16 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung zum Empfangen eines Eingangsstroms und Betriebsverfahren hierfür

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8786337B2 (en) * 2012-05-14 2014-07-22 Ensphere Solutions, Inc. Low jitter clock generator for multiple lanes high speed data transmitter
US9696350B2 (en) * 2013-03-15 2017-07-04 Intel Corporation Non-linear control for voltage regulator
US9804036B2 (en) * 2014-06-19 2017-10-31 Infineon Technologies Ag Temperature sensor calibration
CN105024626A (zh) * 2015-07-29 2015-11-04 上海电气集团股份有限公司 一种输出功率连续可控的风光互补控制器及系统
US20170222465A1 (en) * 2016-02-01 2017-08-03 Qualcomm Incorporated Dynamic thermal balancing of parallel regulators to reduce hotspots and increase performance
CN108574404B (zh) * 2017-03-07 2020-07-07 联合汽车电子有限公司 占空比控制电路及双向dcdc转换器的软启动方法
US11048321B2 (en) 2018-06-01 2021-06-29 Nvidia Corporation Distributed digital low-dropout voltage micro regulator
US10707755B1 (en) * 2019-01-25 2020-07-07 International Business Machines Corporation Integrated circuits with programmable gate timing signal generation for power converters and apparatus comprising the same
US11940822B2 (en) * 2021-06-25 2024-03-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device including a voltage regulator and an integrated circuit module
CN113675908B (zh) * 2021-07-01 2024-04-19 漳州科华电气技术有限公司 充电控制装置及电源设备

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5844399A (en) 1996-07-26 1998-12-01 The University Of Toledo Battery charger control system
US6169669B1 (en) 1999-07-15 2001-01-02 Texas Instruments Incorporated Digital signal processor controlled uninterruptable power supply
EP1435686A3 (de) * 2001-03-08 2005-03-09 Shindengen Electric Manufacturing Company, Limited Stabilisierte Gleichstromversorgung
US6922044B2 (en) * 2002-09-06 2005-07-26 Intersil Americas Inc. Synchronization of multiphase synthetic ripple voltage regulator
EP1587208A1 (de) * 2004-04-14 2005-10-19 Infineon Technologies AG Abwärtswandler mit verlustarmer Strommessung
CN1259609C (zh) 2004-07-08 2006-06-14 清华大学 采用主从电流均分的微处理器多相开关电源
US7449869B2 (en) 2004-09-01 2008-11-11 Artesyn Technologies, Inc. Digital current mode controller with low frequency current sampling
US7902803B2 (en) 2005-03-04 2011-03-08 The Regents Of The University Of Colorado Digital current mode controller
US7982445B1 (en) * 2007-11-08 2011-07-19 National Semiconductor Corporation System and method for controlling overshoot and undershoot in a switching regulator
US9520785B2 (en) * 2009-11-17 2016-12-13 Infineon Technologies Austria Ag Nonlinear control loop for DC-DC converters
US8638079B2 (en) * 2010-02-27 2014-01-28 Infineon Technologies Ag Pulse modulation control in a DC-DC converter circuit
EP2365620B1 (de) 2010-03-09 2015-05-06 C.R.F. Società Consortile per Azioni System und Verfahren zur Steuerung einer Stromwandlervorrichtung, insbesondere zum Aufladen einer wiederaufladbaren Batterie aus dem Stromnetz
US8441820B2 (en) 2010-09-29 2013-05-14 General Electric Company DC-link voltage balancing system and method for multilevel converters
JP2012080670A (ja) * 2010-10-01 2012-04-19 Elpida Memory Inc スイッチングレギュレータ
US8810231B2 (en) * 2011-08-09 2014-08-19 Lsi Corporation System and method for switching voltage regulator to reduce ripple in output voltage
US8779740B2 (en) * 2011-08-19 2014-07-15 Infineon Technologies Austria Ag Digital sliding mode controller for DC/DC converters
US20130127430A1 (en) * 2011-11-18 2013-05-23 Diodes Incorporated Power Regulator for Driving Pulse Width Modulator
KR101319989B1 (ko) * 2012-04-25 2013-10-18 한국에너지기술연구원 복수의 전력변환모듈을 제어하는 장치 및 방법과, 전력량 불균형 분석 장치 및 방법
US9362828B2 (en) * 2013-02-06 2016-06-07 Microsemi Corporation Hysteretic current mode control converter with low, medium and high current thresholds

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017129133A1 (de) * 2017-12-07 2019-06-13 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren und Vorrichtung für das Energiemanagement eines elektrisch angetriebenen Aktors
DE102021210057A1 (de) 2021-09-13 2023-03-16 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung zum Empfangen eines Eingangsstroms und Betriebsverfahren hierfür

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CN104682484A (zh) 2015-06-03

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