DE102014219335A1 - Verfahren und vorrichtung zur unterdrückung von überschwingen für leistungswandler - Google Patents

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Abstract

Diese Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Leistungswandlers (1) zum Umwandeln einer DC-Eingangsspannung in eine DC-Ausgangsspannung, wobei der Leistungswandler (1) aufweist einen Induktor (12), ein oder mehrere Schaltelement(e) (20-1, 20-2) zum mit-Strom-Versorgen und nicht-mit-Strom-Versorgen des Induktors (12), eine Treiberschaltung (22) zum Steuern eines Schaltbetriebs des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente (20-1, 20-2) in Übereinstimmung mit einem Steuersignal, und eine Rückkopplungsschaltung zum Erzeugen des Steuersignals basierend auf einer ersten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für eine tatsächliche Ausgangsspannung des Leistungswandlers (1), und in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Schaltungsparameter(n) der Rückkopplungsschaltung, wobei das Verfahren aufweist: Erfassen einer „offene Schleife”-Bedingung einer Rückkopplungssteuerung durch die Rückkopplungsschaltung; und Modifizieren zumindest eines der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung auf eine Weise, dass eine Zeit reduziert wird, bis die Rückkopplungssteuerung durch die Rückkopplungsschaltung in die „geschlossene Schleife”-Bedingung zurückkehrt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Anmeldung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Überschwingen in Leistungswandlern. Das Verfahren und die Vorrichtung sind insbesondere anwendbar auf DC-DC-Leistungswandler, wie Abwärtswandler, insbesondere Strommodus-Abwärtswandler.
  • Hintergrund
  • Leistungswandler, wie DC-DC-Leistungswandler, die eine Eingangsspannung in eine typischerweise niedrigere Ausgangsspannung konvertieren, sind in der Technik bekannt. Bei DC-DC-Leistungswandlern wird die Ausgangsspannung typischerweise unter Verwendung einer Rückkopplungsschleife (Rückkopplungsschaltung) in Abhängigkeit von einem tatsächlichen Wert der Ausgangsspannung und/oder einem tatsächlichen Wert eines Spulenstroms gesteuert, der durch eine Spule eines Ausgangsfilters des DC-DC-Leistungswandlers fließt.
  • Bei derartigen DC-DC-Leistungswandlern jedoch, wenn eine schnelle Transiente an der Ausgangsseite des DC-DC-Leistungswandlers auftritt, zum Beispiel aufgrund eines plötzlichen Schaltens oder Änderns der Last (wie zum Beispiel ein Entfernen der Last), kann die Rückkopplungsschleife geöffnet werden, d. h. eine „offene Schleife”-Bedingung der Rückkopplungssteuerung durch die Rückkopplungsschleife kann auftreten. Diese Bedingung entsteht aufgrund der Tatsache, dass der Spulenstrom der plötzlichen Änderung der Last nicht folgen kann, da seine Stromanstiegsrate durch die Induktivität der Spule über die bekannte Beziehung dl/dt = V/L begrenzt ist.
  • Die „offene Schleife”-Bedingung der Rückkopplungsschleife kann zu einem Überschwingen führen (d. h. eine unerwünschte Oszillation der Ausgangsspannung und/oder des Laststroms) aufgrund der Stufenantwort des Ausgangsfilters, die nicht länger durch eine Steuerung der Rückkopplungsschleife gedämpft wird. Ein solches Überschwingen kann eine Beschädigung der Komponenten des DC-DC-Leistungswandlers verursachen und sollten vermieden werden.
  • Somit besteht ein Bedarf für ein Verfahren und eine Vorrichtung, die fähig sind zum Unterdrücken eines Überschwingens in einem Leistungswandler bei einem Auftreten von schnellen Transienten.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Angesichts dieses Problems sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Leistungswandlers und eine Vorrichtung in einem Leistungswandler vor mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Leistungswandlers zum Umwandeln einer DC-Eingangsspannung in eine DC-Ausgangsspannung. Der Leistungswandler kann aufweisen einen Induktor, ein oder mehrere Schaltelement(e) zum mit-Strom-Versorgen und nicht-mit-Strom-Versorgen des Induktors, eine Treiberschaltung zum Steuern eines Schaltbetriebs des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente in Übereinstimmung mit einem Steuersignal, und eine Rückkopplungsschaltung zum Erzeugen des Steuersignals basierend auf einer ersten Rückkopplungsquantität, die für eine tatsächliche Ausgangsspannung des Leistungswandlers indikativ ist bzw. angibt, und in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Schaltungsparameter(n) der Rückkopplungsschaltung. Das Verfahren kann aufweisen ein Erfassen einer „offene Schleife”-Bedingung einer Rückkopplungssteuerung durch die Rückkopplungsschaltung. Das Verfahren kann weiter aufweisen ein Modifizieren zumindest eines der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung auf eine Weise, dass eine Zeit reduziert wird, die die Rückkopplungssteuerung (wie durch die Rückkopplungsschaltung angewendet) benötigt, um die Steuerung in die „geschlossene Schleife”-Bedingung zurückzubringen. Der Leistungswandler kann das Steuersignal basierend auf der ersten Rückkopplungsquantität, die für eine tatsächliche Ausgangsspannung des Leistungswandlers indikativ ist, und einer optionalen zweiten Rückkopplungsquantität erzeugen, die für einen Induktorstrom indikativ ist.
  • Durch Erfassen und Entgegenwirken einer „offene Schleife”-Bedingung, wie oben beschrieben, kann ein Überschwingen der Ausgangsspannung des Leistungswandlers bei einem Auftreten von schnellen Transienten der Last und eine resultierende Beschädigung der Elemente des Leistungswandlers verhindert werden.
  • Das vorliegende Dokument schlägt ein breites Spektrum von Möglichkeiten zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung vor. In Ausführungsbeispielen kann ein Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung ein Vergleichen der ersten Rückkopplungsquantität (zum Beispiel die Ausgangsspannung oder eine Spannung proportional zu der Ausgangsspannung) mit einem ersten Schwellenwert umfassen. Ein Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung kann weiter ein Bestimmen umfassen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn die erste Rückkopplungsquantität den ersten Schwellenwert übersteigt. Zum Beispiel kann die Ausgangsspannung mit einer oberen Schwellenspannung für die Ausgangsspannung verglichen werden.
  • In Ausführungsbeispielen kann ein Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung ein Vergleichen der ersten Rückkopplungsquantität mit einem zweiten Schwellenwert umfassen. Ein Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung kann weiter ein Bestimmen umfassen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn die erste Rückkopplungsquantität den zweiten Schwellenwert nicht übersteigt (d. h. darunter fällt). Zum Beispiel kann die Ausgangsspannung mit einer niedrigeren Schwellenspannung für die Ausgangsspannung verglichen werden.
  • In Ausführungsbeispielen kann ein Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung ein Bestimmen eines Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität umfassen. Ein Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung kann weiter ein Bestimmen umfassen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn der bestimmte Gradient der ersten Rückkopplungsquantität nicht innerhalb eines vorgegebenen Bereichs für den Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität ist. Dieser vorgegebene Bereich kann den Nullwert aufweisen und kann zum Beispiel um den Nullwert zentriert sein. In anderen Worten, es kann bestimmt werden, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn der absolute Wert der Steigung der Ausgangsspannung zu groß wird, d. h. wenn die aktuelle Ausgangsspannung zu steil steigt oder fällt.
  • Die Rückkopplungsschaltung kann das Steuersignal basierend auf einer zweiten Rückkopplungsquantität erzeugen, die für einen Induktorstrom indikativ ist bzw. angibt, und einer dritten Rückkopplungsquantität, die für eine Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität und einer Referenzspannung für die Ausgangsspannung indikativ ist. Ein Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung kann ein Vergleichen der dritten Rückkopplungsquantität mit einem Spannungspegel entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität umfassen. Ein Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung kann weiter ein Bestimmen umfassen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn eine Differenz zwischen dem Spannungspegel entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität und der dritten Rückkopplungsquantität für eine volle Periode des Schaltbetriebs der Schaltelemente von Null verschieden ist.
  • Durch die obigen Konfigurationen kann die „offene Schleife”-Bedingung einer Rückkopplungssteuerung durch die Rückkopplungsschaltung zuverlässig und mit geringer Verzögerung erfasst werden. Zusätzlich wird das Risiko von Fehlalarmen durch die obigen Konfigurationen minimiert.
  • Das vorliegende Dokument schlägt auch einen weiten Bereich von Möglichkeiten vor zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) der Rückkopplungsschaltung. Die Rückkopplungsschaltung kann das Steuersignal basierend auf der zweiten Rückkopplungsquantität und einer dritten Rückkopplungsquantität erzeugen, die für eine Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität und einer Referenzspannung für die Ausgangsspannung indikativ ist, und die Rückkopplungsschaltung kann ein Operationsverstärkerelement aufweisen zum Erzeugen der dritten Rückkopplungsquantität durch Anwenden eines Verstärkungsfaktors auf die Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität und der Referenzspannung für die Ausgangsspannung. Ein Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) kann ein Reduzieren des Verstärkungsfaktors umfassen, der durch das Operationsverstärkerelement bei einem Erzeugen der dritten Rückkopplungsquantität angewendet wird.
  • Die Rückkopplungsschaltung kann das Steuersignal basierend auf der ersten Rückkopplungsquantität und einer vierten Rückkopplungsquantität erzeugen, die indikativ ist für eine Summe einer fünften Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für ein Ergebnis einer Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in einen Spannungswert, und einer sechsten Rückkopplungsquantität, die für eine Spannungsausgabe durch einen Rampengenerator indikativ ist. Ein Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) kann ein Erhöhen eines Verstärkungsfaktors umfassen, der bei der Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in den Spannungswert angewendet wird. Ein Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) kann ein Verringern einer Rampensteigung des Rampengenerators umfassen.
  • Die Rückkopplungsschaltung kann das Steuersignal weiter basierend auf einer siebten Rückkopplungsquantität erzeugen, die indikativ ist für eine Differenz zwischen einem Strom, der durch ein Schaltelement des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente fließt, und einem Referenzstrom für den Strom, der durch das Schaltelement fließt. Ein Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) kann ein Erhöhen des Referenzstroms für den Strom umfassen, der durch das Schaltelement fließt. Zum Beispiel kann das Schaltelement das Schaltelement des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente sein, das am nächsten zu Masse angeordnet ist.
  • Die Rückkopplungsschaltung kann das Steuersignal weiter basierend auf einer achten Rückkopplungsquantität erzeugen, die indikativ ist für eine Differenz zwischen einem Strom, der durch ein Schaltelement des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente fließt, und einem Referenzstrom für den Strom, der durch das Schaltelement fließt. Ein Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) kann ein Verringern des Referenzstroms für den Strom umfassen, der durch das Schaltelement fließt. Zum Beispiel kann das Schaltelement das Schaltelement des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente sein, das am nächsten zu der Eingangsspannung angeordnet ist.
  • In Ausführungsbeispielen kann ein Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) ein Anpassen einer seriellen Impedanz und/oder einer parallelen Impedanz der Rückkopplungsschaltung auf eine Weise umfassen, dass eine Übertragungsfunktion der Rückkopplungsschaltung nach der Anpassung zumindest einen zusätzlichen Pol und zumindest eine zusätzliche Nullstelle hat.
  • In Ausführungsbeispielen kann das Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) durchgeführt werden, nachdem die „offene Schleife”-Bedingung der Rückkopplungssteuerung erfasst wurde und die erste Rückkopplungsquantität ihren Spitzenwert erreicht hat.
  • Durch die obigen Konfigurationen, sobald erfasst, kann der „offene Schleife”-Bedingung effizient entgegengewirkt werden und der Leistungswandler kann in kurzer Zeit in den gesteuerten Zustand zurückgebracht werden. Da die vorgeschlagenen Maßnahmen Komponenten des Leistungswandlers adressieren, die bereits vorhanden sind, können diese Maßnahmen auf einfache und kostengünstige Weise implementiert werden.
  • Ein weiterer Aspekt betrifft eine Steuervorrichtung für einen Leistungswandler zum Umwandeln einer DC-Eingangsspannung in eine DC-Ausgangsspannung. Der Leistungswandler kann aufweisen einen Induktor, ein oder mehrere Schaltelement(e) zum mit-Strom-Versorgen und nicht-mit-Strom-Versorgen des Induktors, eine Treiberschaltung zum Steuern eines Schaltbetriebs des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente in Übereinstimmung mit einem Steuersignal, und eine Rückkopplungsschaltung zum Erzeugen des Steuersignals basierend auf einer ersten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für eine tatsächliche Ausgangsspannung des Leistungswandlers, und in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Schaltungsparameter(n) der Rückkopplungsschaltung. Die Steuervorrichtung kann Mittel aufweisen zum Erfassen einer „offene Schleife”-Bedingung einer Rückkopplungssteuerung durch die Rückkopplungsschaltung. Die Steuervorrichtung kann weiter Mittel aufweisen zum Modifizieren zumindest eines der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung auf eine Weise, dass eine Zeit reduziert wird, bis die Rückkopplungssteuerung durch die Rückkopplungsschaltung in die „geschlossene Schleife”-Bedingung zurückkehrt. Der Leistungswandler kann das Steuersignal basierend auf der ersten Rückkopplungsquantität, die für eine tatsächliche Ausgangsspannung des Leistungswandlers indikativ ist bzw. angibt, und einer optionalen zweiten Rückkopplungsquantität erzeugen, die für einen Induktorstrom indikativ ist.
  • In Ausführungsbeispielen kann das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung Mittel aufweisen zum Vergleichen der ersten Rückkopplungsquantität mit einem ersten Schwellenwert. Das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung kann weiter Mittel aufweisen zum Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, basierend auf dem Ergebnis des Vergleichsmittels, zum Beispiel wenn die erste Rückkopplungsquantität den ersten Schwellenwert übersteigt. In anderen Worten, das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung kann konfiguriert sein zum Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn die erste Rückkopplungsquantität den ersten Schwellenwert übersteigt.
  • In Ausführungsbeispielen kann das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung Mittel aufweisen zum Vergleichen der ersten Rückkopplungsquantität mit einem zweiten Schwellenwert. Das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung kann weiter Mittel zum Bestimmen aufweisen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, basierend auf dem Ergebnis des Vergleichsmittels, zum Beispiel wenn die erste Rückkopplungsquantität den zweiten Schwellenwert nicht übersteigt (d. h. darunter fällt). In anderen Worten, das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung kann konfiguriert sein zum Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn die erste Rückkopplungsquantität den zweiten Schwellenwert nicht übersteigt.
  • In Ausführungsbeispielen kann das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung Mittel aufweisen zum Bestimmen eines Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität. Das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung kann weiter Mittel aufweisen zum Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn der bestimmte Gradient der ersten Rückkopplungsquantität nicht innerhalb eines vorgegebenen Bereichs für den Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität ist. In anderen Worten, das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung kann konfiguriert sein zum Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn der bestimmte Gradient der ersten Rückkopplungsquantität nicht innerhalb des vorgegebenen Bereichs für den Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität ist. Der vorgegebene Bereich für den Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität kann den Null-Gradient-Wert aufweisen und kann durch eine positive obere Schwelle für den Gradienten und eine negative untere Schwelle für den Gradienten begrenzt sein. Der vorgegebene Bereich kann zum Beispiel um den Null-Gradient-Wert zentriert sein.
  • Die Rückkopplungsschaltung kann das Steuersignal basierend auf einer zweiten Rückkopplungsquantität erzeugen, die indikativ ist für einen Induktorstrom, und einer dritten Rückkopplungsquantität, die für eine Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität und einer Referenzspannung für die Ausgangsspannung indikativ ist. Das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung kann Mittel aufweisen zum Vergleichen der dritten Rückkopplungsquantität mit einem. Spannungspegel entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität. Das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung kann weiter Mittel aufweisen zum Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn eine Differenz zwischen dem Spannungspegel entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität und der dritten Rückkopplungsquantität für eine volle Periode des Schaltbetriebs der Schaltelemente von Null verschieden ist. In anderen Worten, das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung kann konfiguriert sein zum Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn die Differenz zwischen dem Spannungspegel entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität und der dritten Rückkopplungsquantität für eine volle Periode des Schaltbetriebs der Schaltelemente von Null verschieden ist.
  • Die Rückkopplungsschaltung kann das Steuersignal basierend auf der zweiten Rückkopplungsquantität und einer dritten Rückkopplungsquantität erzeugen, die indikativ ist für eine Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität und einer Referenzspannung für die Ausgangsspannung, und die Rückkopplungsschaltung kann ein Operationsverstärkerelement aufweisen zum Erzeugen der dritten Rückkopplungsquantität durch Anwenden eines Verstärkungsfaktors auf die Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität und der Referenzspannung für die Ausgangsspannung. Das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) kann Mittel aufweisen zum Reduzieren des Verstärkungsfaktors, der von dem Operationsverstärkerelement zum Erzeugen der dritten Rückkopplungsquantität angewendet wird. In anderen Worten, das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) kann konfiguriert sein zum Reduzieren des Verstärkungsfaktors, der von dem Operationsverstärkerelement zum Erzeugen der dritten Rückkopplungsquantität angewendet wird, d. h. zum Steuern des Operationsverstärkerelements, um den Verstärkungsfaktor zu reduzieren.
  • Die Rückkopplungsschaltung kann das Steuersignal basierend auf der ersten Rückkopplungsquantität und einer vierten Rückkopplungsquantität erzeugen, die indikativ ist für eine Summe einer fünften Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für ein Ergebnis einer Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in einen Spannungswert, und einer sechsten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für eine Spannungsausgabe durch einen Rampengenerator. Das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) kann Mittel aufweisen zum Erhöhen eines Verstärkungsfaktors, der bei der Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in den Spannungswert angewendet wird. In anderen Worten, das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) kann konfiguriert sein zum Erhöhen des Verstärkungsfaktors, der bei der Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in den Spannungswert angewendet wird, d. h. zum Durchführen einer Steuerungsoperation zum Erhöhen des Verstärkungsfaktors. Das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) kann Mittel aufweisen zum Verringern einer Rampensteigung des Rampengenerators. In anderen Worten, das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) kann konfiguriert sein zum Verringern der Rampensteigung des Rampengenerators, d. h. zum Steuern des Rampengenerators, um die Rampensteigung zu verringern.
  • Die Rückkopplungsschaltung kann das Steuersignal weiter basierend auf einer siebten Rückkopplungsquantität erzeugen, die indikativ ist für eine Differenz zwischen einem Strom, der durch das Schaltelement des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente fließt, das am nächsten zu Masse angeordnet ist, und einem Referenzstrom für den Strom, der durch das Schaltelement fließt. Das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) kann Mittel aufweisen zum Erhöhen des Referenzstroms für den Strom, der durch das Schaltelement fließt. In anderen Worten, das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) kann konfiguriert sein zum Erhöhen des Referenzstroms für den Strom, der durch das Schaltelement fließt.
  • Die Rückkopplungsschaltung kann das Steuersignal weiter basierend auf einer achten Rückkopplungsquantität erzeugen, die indikativ ist für eine Differenz zwischen einem Strom, der durch das Schaltelement des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente fließt, das am nächsten zu der Eingangsspannung angeordnet ist, und einem Referenzstrom für den Strom, der durch das Schaltelement fließt. Das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) kann Mittel aufweisen zum Verringern des Referenzstroms für den Strom, der durch das Schaltelement fließt. In anderen Worten, das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) kann konfiguriert sein zum Verringern des Referenzstroms für den Strom, der durch das Schaltelement fließt.
  • In Ausführungsbeispielen kann das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) Mittel aufweisen zum Anpassen einer seriellen Impedanz und/oder einer parallelen Impedanz der Rückkopplungsschaltung auf eine Weise, dass eine Übertragungsfunktion der Rückkopplungsschaltung nach der Anpassung zumindest einen zusätzlichen Pol und zumindest eine zusätzliche Nullstelle hat. In anderen Worten, das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) kann konfiguriert sein zum Anpassen der seriellen Impedanz und/oder der parallelen Impedanz der Rückkopplungsschaltung auf eine Weise, dass die Übertragungsfunktion der Rückkopplungsschaltung nach der Anpassung zumindest einen zusätzlichen Pol und zumindest eine zusätzliche Nullstelle hat.
  • In Ausführungsbeispielen kann das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) konfiguriert sein zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s), nachdem die „offene Schleife”-Bedingung der Rückkopplungssteuerung erfasst wurde und die erste Rückkopplungsquantität ihren Spitzenwert erreicht hat.
  • Ein weiterer Aspekt betrifft einen Leistungswandler, der die Steuervorrichtung gemäß dem vorstehenden Aspekt aufweist.
  • Es ist offensichtlich, dass die Verfahrensschritte und die Vorrichtungsmerkmale in vielfältiger Weise untereinander getauscht werden können. Insbesondere können die Details der offenbarten Vorrichtung als ein Verfahren implementiert werden und die offenbarten Verfahrensschritte als Vorrichtungsmerkmale implementiert werden, wie für Fachleute offensichtlich ist.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Die Erfindung wird nachfolgend auf beispielhafte Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei
  • 1 schematisch ein Schaltungsdiagramm eines Leistungswandlers zeigt, auf den Ausführungsbeispiele der Erfindung angewendet werden können;
  • 2 Graphen zeigt, die eine Ausgangsspannung und einen Spulenstrom des Leistungswandlers bei einem Entfernen der Last von dem Leistungswandler darstellen;
  • 3 schematisch ein Schaltungsdiagramm einer Schaltung zum Erfassen eines Gradienten oder einer Spitze der Ausgangsspannung gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung zeigt;
  • 4 eine resultierende Frequenzantwort einer Rückkopplungsschaltung des Leistungswandlers bei einer Anwendung von Ausführungsbeispielen der Erfindung zeigt;
  • 5 eine resultierende Frequenzantwort der Rückkopplungsschaltung des Leistungswandlers bei einer Anwendung von Ausführungsbeispielen der Erfindung zeigt;
  • 6 eine resultierende Frequenzantwort der Rückkopplungsschaltung des Leistungswandlers bei einer Anwendung von Ausführungsbeispielen der Erfindung zeigt;
  • 7 eine resultierende Frequenzantwort der Rückkopplungsschaltung des Leistungswandlers bei einer Anwendung von Ausführungsbeispielen der Erfindung zeigt; und
  • 8 einen Graph zeigt, der die Ausgangsspannung und den Spulenstrom des Leistungswandlers bei einem Entfernen der Last von dem Leistungswandler bei einer Anwendung von Ausführungsbeispielen der Erfindung darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 zeigt schematisch ein Schaltungsdiagramm eines Leistungswandlers 1, auf den Ausführungsbeispiele der Erfindung angewendet werden können. Der Leistungswandler 1 ist ein DC-DC-Leistungswandler. Bestimmte Beispiele des Leistungswandlers 1 betreffen einen Buck- bzw. Abwärtswandler und einen Strommodus-Abwärtswandler, aber der Leistungswandler 1 ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • Der Leistungswandler 1 umfasst einen Induktor 12 (zum Beispiel eine Spuleneinheit) und ein oder mehrere Schaltelement(e) 20-1, 20-2 (zum Beispiel MOS-FETs) zum mit-Strom-Versorgen bzw. Aktivieren und nicht-mit-Strom-Versorgen bzw. Deaktivieren des Induktors 12. Eine Treiberschaltung 22 steuert den Schaltbetrieb des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente 20-1, 20-2 in Übereinstimmung mit einem Steuersignal. Eine Rückkopplungsschaltung erzeugt das Steuersignal basierend auf einer ersten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für eine tatsächliche Ausgangsspannung des Leistungswandlers 1, und einer zweiten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für einen Induktorstrom, der durch den Induktor 12 fließt. Die Rückkopplungsschaltung erzeugt weiter das Steuersignal in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Schaltungsparametern der Rückkopplungsschaltung. Beispiele solcher Schaltungsparameter werden im Folgenden beschrieben.
  • Der Induktor 12 ist an einer Ausgangsseite des Leistungswandlers 1 vorgesehen und ist ein Teil eines Ausgangsfilters 10. Der Ausgangsfilter 10 weist weiter einen Kondensator (Kondensator-Element) 14 auf, dessen eines Ende geerdet ist, und parallel zu dem eine Last an den Leistungswandler 1 verbunden werden kann.
  • Der Leistungswandler 1 umfasst weiter die Treiberschaltung 22, die eine oder mehrere Treibereinheit(en) 23-1, 23-2 aufweist, deren Anzahl gleich der Anzahl von Schaltelementen 20-1, 20-2 ist. Jede Treibereinheit 23-1, 23-2 entspricht einem jeweiligen der Schaltelemente 20-1, 20-2. Eine Steuerschaltung 24 der Rückkopplungsschaltung steuert die Treiberschaltung 22 (oder genauer, der Treibereinheiten 23-1, 23-2 der Treiberschaltung 22) mittels des Steuersignals. Das eine oder die mehreren Schaltelement(e) 20-1, 20-2 ist/sind in Serie zwischen einem Anschluss, an den die Eingangsspannung (zum Beispiel eine Batteriespannung) geliefert wird, und Masse verbunden. Der Induktor 12 ist mit einem Zwischenknoten 26 zwischen dem Schaltelement 20-1, das am nächsten zu dem Anschluss angeordnet ist, an den die Eingangsspannung geliefert wird, und dem Schaltelement 20-2 verbunden, das am nächsten zu Masse angeordnet ist.
  • Der Leistungswandler 1 umfasst weiter einen ersten Komparator (PWM-Komparator) 30. Der erste Komparator 30 kann zum Beispiel ein Operationsverstärker sein. Der erste Komparator 30 erzeugt ein Ausgangssignal basierend auf der ersten Rückkopplungsquantität und der zweiten Rückkopplungsquantität. Ein Ausgangsanschluss des ersten Komparators 30 ist mit einem Eingangsanschluss der Steuerschaltung 24 verbunden, so dass das erzeugte Ausgangssignal an die Steuerschaltung 24 geliefert wird. Der erste Komparator 30 und die Steuerschaltung 24 sind Teile der Rückkopplungsschaltung.
  • Die Steuerschaltung 24 erzeugt das Steuersignal basierend auf dem Ausgangssignal des ersten Komparators 30 und optional basierend auf einer siebten Rückkopplungsquantität und/oder einer achten Rückkopplungsquantität, die der Steuerschaltung 24 zugeführt werden kann. Dabei ist die siebte Rückkopplungsquantität abhängig von (ist indikativ für) einer Differenz zwischen einem Strom, der durch das Schaltelement 20-2 fließt, das am nächsten zu Masse angeordnet ist, und einem Referenzstrom für diesen Strom (negative Stromgrenze oder negative Stromschwelle). Die achte Rückkopplungsquantität ist abhängig von (ist indikativ für) einer Differenz zwischen einem Strom, der durch das Schaltelement 20-1 fließt, das am nächsten zu dem Anschluss angeordnet ist, an den die Eingangsspannung geliefert wird, und einem Referenzstrom für diesen Strom (positive Stromgrenze oder positive Stromschwelle).
  • Die erste Rückkopplungsquantität wird durch Abgreifen einer Spannung (Rückkopplungsspannung) an einem Rückkopplungsspannungsknoten 16 erlangt, der an der Ausgangsseite des Leistungswandlers 1 angeordnet ist, zum Beispiel an einem Ausgangsknoten zwischen dem Induktor 12 und dem Kondensator 14. Die zweite Rückkopplungsquantität wird erlangt durch Abgreifen eines Stroms (Rückkopplungsstrom) an einem Stromrückkopplungsknoten 52, zum Beispiel zwischen dem Induktor 12 und dem Zwischenknoten 26. Alternativ kann der Strom an einem Knoten zwischen dem Schaltelement 20-1, das am nächsten zu dem Anschluss angeordnet ist, an den die Eingangsspannung geliefert wird, und dem Anschluss, oder an einem Knoten zwischen dem Schaltelement 20-2, das am nächsten zu Masse angeordnet ist, und Masse abgegriffen werden.
  • Der Spannungsrückkopplungsknoten 16 ist mit einem ersten Eingangsanschluss eines zweiten Komparators (Fehlerverstärker) 40 verbunden. Der Fehlerverstärker kann zum Beispiel ein Operationsverstärker sein. Eine Referenzspannung Vref, die in Übereinstimmung mit einer gewünschten Ausgangsspannung gewählt wird, d. h. eine Referenzspannung für die Ausgangsspannung, wird dem anderen, d. h. zweiten, Eingangsanschluss des Fehlerverstärkers 40 zugeführt. Der Fehlerverstärker 40 vergleicht die Rückkopplungsspannung (d. h. die erste Rückkopplungsquantität) mit der Referenzspannung und gibt eine dritte Rückkopplungsquantität (Fehlerspannung) aus, die abhängig ist von (d. h. indikativ ist für) einer Differenz zwischen der Rückkopplungsspannung und der Referenzspannung. Bei der Erzeugung der dritten Rückkopplungsquantität kann der Fehlerverstärker 40 eine Verstärkung auf die Differenz zwischen der Rückkopplungsspannung und der Referenzspannung anwenden. Diese Verstärkung kann eine variable Verstärkung sein. Ein Ausgangsanschluss des Fehlerverstärkers 40 ist mit einem ersten Eingangsanschluss des ersten Komparators 30 verbunden, so dass die dritte Rückkopplungsquantität dem ersten Eingangsanschluss des ersten Komparators 30 zugeführt wird. Bei dieser Konfiguration ist anzumerken, dass die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal basierend auf der zweiten Rückkopplungsquantität und der dritten Rückkopplungsquantität erzeugt, wobei die dritte Rückkopplungsquantität wiederum von der ersten Rückkopplungsquantität abhängt. Der Fehlerverstärker 40 ist ein Teil der Rückkopplungsschaltung.
  • Optional kann ein erstes Impedanzelement 42 in Serie zwischen dem Spannungsrückkopplungsknoten 16 und dem ersten Eingangsanschluss des Fehlerverstärkers 40 verbunden sein und/oder ein zweites Impedanzelement 44 kann parallel zu dem Fehlerverstärker 40 zwischen dem Ausgangsanschluss und dem ersten Eingangsanschluss verbunden sein. Die ersten und/oder zweiten Impedanzelemente 42, 44 können variable Impedanzelemente sein, d. h. ihre Impedanzwerte können variabel sein. Die ersten und/oder zweiten Impedanzelemente 42, 44 können zum Beispiel variable Widerstände sein., Der Leistungswandler 1 weist weiter einen Wandler (Stromwandler) 50 und optional einen Rampengenerator 54 und einen Addierer 56 auf. Ein Eingangsanschluss des Stromwandlers 50 ist mit dem Stromrückkopplungsknoten 52 verbunden. Ein Ausgangsanschluss des Addierers 56 ist mit dem anderen, d. h. zweiten, Anschluss des ersten Komparators 30 verbunden, so dass eine vierte Rückkopplungsquantität, die von dem Addierer 56 ausgegeben wird, dem zweiten Anschluss des ersten Komparators 30 zugeführt wird.
  • Der Stromwandler 50 wandelt den Rückkopplungsstrom (d. h. die zweite Rückkopplungsquantität) in eine fünfte Rückkopplungsquantität um, die abhängig ist (indikativ ist für) von einem Spannungswert entsprechend dem Rückkopplungsstrom, wobei der Stromwandler 50 einen variablen Umwandlungsfaktor (Verstärkungsfaktor, Stromerfassungsverstärkung a) zwischen dem Rückkopplungsstrom und dem Spannungswert anwenden kann. Demgemäß ist die fünfte Rückkopplungsquantität indikativ für ein Ergebnis einer Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in einen Spannungswert. Der Rampengenerator 54 gibt, als eine sechste Rückkopplungsquantität, eine Spannung (Rampenspannung) aus, die wiederholt steigt in Übereinstimmung mit einer positiven Rampensteigung, bis ein gegebener oberer Rampenspannungspegel erreicht ist, und anschließend in Übereinstimmung mit einer negativen Rampensteigung fällt, bis ein gegebener unterer Rampenspannungspegel erreicht ist. Das heißt, die sechste Rückkopplungsquantität ist indikativ für eine Spannungsausgabe von dem Rampengenerator 54. Jedes der positiven Rampensteigung, der negative Rampensteigung, des oberen Rampenspannungspegels und des unteren Rampenspannungspegels kann variabel sein. Die positiven und negativen Rampensteigungen können allgemein im Folgenden als Rampensteigungen bezeichnet werden. In Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Rampenspannung erzeugt werden, um eine PWM-Verstärkung des Leistungswandlers 1 zu setzen und/oder um eine subharmonische Instabilität des Leistungswandlers 1 zu kompensieren. In einem Beispiel wird die PWM-Verstärkung ungefähr gegeben durch die Eingangsspannung mal der Frequenz des Schaltbetriebs, geteilt durch die Rampensteigung. In Ausführungsbeispielen kann, zur Kompensation einer subharmonischen Instabilität, die positive Rampensteigung zumindest die halbe maximale Stromanstiegsrate des Induktors 12 sein. Ein Ausgangsanschluss des Stromwandlers 50 und ein Ausgangsanschluss des Rampengenerators 54 sind mit einem Eingangsanschluss des Addierers 56 verbunden. Der Addierer 56 addiert die fünfte Rückkopplungsquantität und die sechste Rückkopplungsquantität, um die oben angeführte vierte Rückkopplungsquantität zu erlangen. Bei Fehlen des Rampengenerators 54 und des Addierers 56 wird die fünfte Rückkopplungsquantität direkt dem zweiten Anschluss des ersten Komparators 30 zugeführt.
  • Aufgrund dieser Konfiguration ist zu sagen, dass die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal basierend auf der ersten Rückkopplungsquantität und der vierten Rückkopplungsquantität erzeugt, wobei die vierte Rückkopplungsquantität wiederum von der zweiten Rückkopplungsquantität über die fünfte Rückkopplungsquantität abhängt. Die vierte Rückkopplungsquantität hängt weiter von der sechsten Rückkopplungsquantität ab.
  • Wie oben angegeben, kann die Steuerschaltung 24 das Steuersignal optional basierend auf der siebten Rückkopplungsquantität und/oder der achten Rückkopplungsquantität erzeugen. Demgemäß kann der Leistungswandler 1 eine erste Stromvergleichsschaltung 60 aufweisen zum Erzeugen der siebten Rückkopplungsquantität und/oder eine zweite Stromvergleichsschaltung (nicht gezeigt) zum Erzeugen der achten Rückkopplungsquantität.
  • Die erste Stromvergleichsschaltung 60 umfasst einen Komparator 62 (zum Beispiel einen Operationsverstärker), ein Transistorelement 64 (zum Beispiel ein MOSFET) und eine Stromquelle 66, die einen Referenzstrom ausgibt. Die Stromquelle 66 ist zwischen einer positiven Spannung und dem Drain-Anschluss des Transistorelements 64 verbunden, während der Source-Anschluss des Transistorelements 64 mit Masse verbunden ist. Das Transistorelement 64 ist mit dem Schaltelement 20-2 verbunden, das am nächsten zu Masse angeordnet ist, um einen Stromspiegel mit dem Schaltelement 20-2 zu bilden, wobei der Stromspiegel konfiguriert ist derart, dass dem Strom, der durch das Transistorelement 64 fließt, ein Bruchteil (zum Beispiel 1/N, wobei N eine ganze Zahl ist, zum Beispiel) des Stroms gegeben wird, der durch das Schaltelement 20-2 fließt. Eine Spannung an einem Knoten 65 zwischen der Stromquelle 66 und dem Drain-Anschluss des Transistorelements 64 wird dem Komparator 62 zugeführt. Weiter wird eine Referenzspannung in Abhängigkeit von einem Referenzwert für einen Strom, der durch das Schaltelement 20-2 fließt, das am nächsten zu Masse angeordnet ist, ebenfalls dem Komparator 62 zugeführt. Der Komparator 62 gibt die siebte Rückkopplungsquantität in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen der Referenzspannung und der Spannung an dem Knoten 65 zwischen der Stromquelle 66 und dem Drain-Anschluss des Transistorelements 64 aus. Somit ist die siebte Rückkopplungsquantität abhängig von (ist indikativ für) der Differenz zwischen dem Strom, der durch das Schaltelement 20-2 fließt, das am nächsten zu Masse angeordnet ist, und dem Referenzstrom für diesen Strom (d. h. die negativen Stromschwelle). Der Ausgangsanschluss des Komparators 62 ist mit der Steuerschaltung 24 verbunden, so dass die siebte Rückkopplungsquantität der Steuerschaltung 24 zugeführt werden kann. Mit anderen Worten, der Spannungsabfall über das Schaltelement 20-2, das am nächsten zu Masse angeordnet ist, wird indirekt mit der Referenzspannung verglichen durch Vergleichen einer skalierten Version des Spannungsabfalls mit der Referenzspannung.
  • Die zweite Stromvergleichsschaltung (nicht gezeigt) ist in der Konfiguration zu der ersten Stromvergleichsschaltung 60 identisch, mit der Ausnahme, dass nun das Transistorelement der zweiten Stromvergleichsschaltung mit dem Schaltelement 20-1 verbunden ist, das am nächsten zu dem Anschluss angeordnet ist, an den die Eingangsspannung geliefert wird, und dass nun eine Referenzspannung abhängig von einem Referenzwert für einen Strom, der durch das Schaltelement 20-1 fließt, das am nächsten zu dem Anschluss angeordnet ist, an den die Eingangsspannung geliefert wird, dem Komparator der zweiten Stromvergleichsschaltung zugeführt wird. Der Komparator der zweiten Stromvergleichsschaltung gibt die achte Rückkopplungsquantität in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen der Referenzspannung und der Spannung an einem Knoten zwischen einer Stromquelle und dem Drain-Anschluss eines Transistorelements der zweiten Stromvergleichsschaltung aus. Somit ist die achte Rückkopplungsquantität abhängig (ist indikativ für) von der Differenz zwischen dem Strom, der durch das Schaltelement 20-1 fließt, das am nächsten zu dem Anschluss angeordnet ist, dem die Eingangsspannung zugeführt wird, und dem Referenzstrom für diesen Strom (d. h. die positive Stromschwelle). Der Ausgangsanschluss des Komparators der zweiten Stromvergleichsschaltung ist mit der Steuerschaltung 24 verbunden, so dass die achte Rückkopplungsquantität der Steuerschaltung 24 zugeführt werden kann.
  • Wie oben angegeben, sind die Steuerschaltung 24 und der erste Komparator 30 sowie der Fehlerverstärker 40 Teile der Rückkopplungsschaltung. Die Rückkopplungsschaltung weist weiter, wenn in dem Leistungswandler 1 vorhanden, den Stromwandler 50, den Rampengenerator 54, den Addierer 56, die ersten und zweiten Impedanzelemente 42, 44, die erste Stromvergleichsschaltung 60 und die zweite Stromvergleichsschaltung auf.
  • Wie oben angeführt, kann gesagt werden, dass die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal basierend auf der ersten Rückkopplungsquantität und der zweiten Rückkopplungsquantität und in Übereinstimmung mit dem einen oder den mehreren Schaltungsparametern der Rückkopplungsschaltung erzeugt. Ferner, abhängig von der Konfiguration des Leistungswandlers 1, kann gesagt werden, dass die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal jeweils basierend auf der zweiten Rückkopplungsquantität und der dritten Rückkopplungsquantität erzeugt, basierend auf der ersten Rückkopplungsquantität und der vierten Rückkopplungsquantität oder basierend auf der dritten Rückkopplungsquantität und der vierten Rückkopplungsquantität, und in Übereinstimmung mit dem einen oder den mehrere Schaltungsparametern der Rückkopplungsschaltung. Optional kann gesagt werden, dass die Steuerschaltung 24 das Steuersignal, zusätzlich zu den jeweiligen obigen Rückkopplungsquantitäten, basierend auf der siebten Rückkopplungsquantität und/oder der achten Rückkopplungsquantität erzeugt.
  • Gemäß der Erfindung weist ein Verfahren zur Steuerung des Leistungswandlers 1 auf ein Erfassen einer „offene Schleife”-Bedingung einer Rückkopplungssteuerung durch die Rückkopplungsschaltung und ein Modifizieren zumindest eines der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung auf eine Weise, dass eine Zeit reduziert wird, die die Rückkopplungssteuerung benötigt, um die Steuerung in die „geschlossene Schleife”-Bedingung zurückzubringen, d. h. auf eine Weise, dass ein Überschwingen unterdrückt (gedämpft) wird. Es ist offensichtlich, dass das Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung in Reaktion auf eine Erfassung der „offene Schleife”-Bedingung durchgeführt werden kann, mit oder ohne Verzögerung in Bezug auf die Erfassung.
  • Entsprechend weist eine Steuervorrichtung zur Verwendung in dem Leistungswandler 1 Mittel auf zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung einer Rückkopplungssteuerung durch die Rückkopplungsschaltung und Mittel zum Modifizieren zumindest eines der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung auf eine Weise, dass die Zeit, bis die Rückkopplungssteuerung durch die Rückkopplungsschaltung in die „geschlossene Schleife”-Bedingung zurückkehrt, reduziert wird.
  • Eine Erfassung der „offene Schleife”-Bedingung der Rückkopplungsschaltung kann auf der ersten Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsspannung, zum Beispiel die tatsächliche Ausgangsspannung des Leistungswandlers 1) und/oder der zweiten Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsstrom, zum Beispiel der Strom, der durch den Induktor 12 fließt) basieren. Im Folgenden werden Beispiele für Verfahren und Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung der Rückkopplungsschaltung beschrieben. Es ist offensichtlich, dass die beschriebenen Verfahren und Mittel einzeln oder in jeder Kombination daraus verwendet werden können. Das heißt, jedes eine, jede zwei oder jede drei der beschriebenen Verfahren und Mittel kann/können jeweils eingesetzt werden.
  • Gemäß einem ersten Verfahren zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung der Rückkopplungsschaltung wird die erste Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsspannung, zum Beispiel die Ausgangsspannung) mit einem ersten Schwellenwert verglichen, der eine obere Schwelle für die Ausgangsspannung ist. Wenn festgestellt wird, dass die Rückkopplungsspannung den ersten Schwellenwert übersteigt, wird bestimmt, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt.
  • Demgemäß kann das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung der Steuervorrichtung Mittel aufweisen zum Vergleichen der ersten Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsspannung) mit dem ersten Schwellenwert, wie zum Beispiel einen Komparator oder einen Operationsverstärker, und Mittel zum Bestimmen, ob die Rückkopplungsspannung den ersten Schwellenwert übersteigt oder nicht, wie zum Beispiel eine Logikschaltung.
  • Gemäß einer Variation des ersten Verfahrens zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung der Rückkopplungsschaltung wird die erste Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsspannung) mit einem zweiten Schwellenwert verglichen, der eine untere Schwelle für die Ausgangsspannung ist. Wenn festgestellt wird, dass die Rückkopplungsspannung den zweiten Schwellenwert nicht übersteigt, wird bestimmt, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt. Es ist offensichtlich, dass das erste Verfahren zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung und die Variation davon gleichzeitig (d. h. parallel) verwendet werden können. Unnötig zu sagen, ist offensichtlich, dass der erste Schwellenwert größer ist als der zweite Schwellenwert.
  • Demgemäß kann das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung der Steuervorrichtung Mittel aufweisen zum Vergleichen der ersten Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsspannung) mit dem zweiten Schwellenwert, wie zum Beispiel einen Komparator oder einen Operationsverstärker, und Mittel zum Bestimmen, ob die Rückkopplungsspannung den zweiten Schwellenwert übersteigt oder nicht, wie zum Beispiel eine Logikschaltung.
  • Im Allgemeinen ist anzumerken, dass das erste Verfahren und die Variation davon ein Bestimmen betreffen, ob die Rückkopplungsspannung in einem vorgegebenen Bereich für die Rückkopplungsspannung ist oder nicht. Wenn die Rückkopplungsspannung nicht innerhalb des vorgegebenen Bereichs ist, wird bestimmt, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt.
  • 2 zeigt Graphen, die in dem oberen Abschnitt die tatsächliche Ausgangsspannung (erste Rückkopplungsquantität, Kurve 210) darstellen und in dem mittleren Abschnitt den tatsächlichen Spulenstrom (zweite Rückkopplungsquantität, Kurve 220) und den Laststrom (Kurve 230), sowie in dem unteren Abschnitt den Fehlerstrom (dritte Rückkopplungsquantität, Kurve 240) und die Rampe (vierte Rückkopplungsquantität, Kurve 250) in dem Fall eines plötzlichen Entfernens der Last von dem Leistungswandler 1. Es sollte angemerkt werden, dass die Graphen von 2 die „offene Schleife”-Bedingung einer Rückkopplungssteuerung durch die Rückkopplungsschaltung betreffen und einen Fall veranschaulichen, auf den die vorliegende Erfindung vorteilhaft angewendet werden könnte. An dem Zeitpunkt des Entfernens der Last (ungefähr bei 20 μs, siehe die schwächer dargestellte Kurve in dem mittleren Abschnitt) beginnt die tatsächliche Ausgangsspannung, mit hoher Amplitude und nur relativ geringer Dämpfung zu oszillieren. Ähnlich beginnt der tatsächliche Spulenstrom anfangs abzunehmen in Übereinstimmung mit den Gesetzen der Induktivität, und beginnt dann, steil an der ersten negativen Spitze der tatsächlichen Ausgangsspannung zuzunehmen, und so weiter. Wie aus dem oberen Abschnitt der 2 zu sehen ist, kann die „offene Schleife”-Bedingung durch Vergleichen der tatsächlichen Ausgangsspannung mit geeignet ausgewählten oberen und/oder unteren Schwellen für die Ausgangsspannung erfasst werden, so dass geeignete Gegenmaßnahmen zeitnah angewendet werden können.
  • Gemäß einem zweiten Verfahren zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung der Rückkopplungsschaltung wird ein Gradient der ersten Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsspannung, zum Beispiel die tatsächliche Ausgangsspannung des Leistungswandlers 1) bestimmt. Wenn festgestellt wird, dass der bestimmte Gradient der ersten Rückkopplungsquantität nicht innerhalb eines vorgegebenen Bereichs für den Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität ist, wird bestimmt, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt. Der vorgegebene Bereich für den Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität kann den Null-Gradient-Wert aufweisen und kann durch eine positive obere Schwelle für den Gradienten und eine negative untere Schwelle für den Gradienten begrenzt werden. Der vorgegebene Bereich kann zum Beispiel um den Null-Gradient-Wert zentriert sein. Anders ausgedrückt, das zweite Verfahren zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung bestimmt, ob der absolute Wert der Steigung der tatsächlichen Ausgangsspannung des Leistungswandlers 1 zu groß wird, das heißt, ob die tatsächliche Ausgangsspannung zu steil steigt oder fällt oder nicht.
  • Demgemäß kann das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung der Steuervorrichtung Mittel aufweisen zum Bestimmen des Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität, wie zum Beispiel eine Derivatorschaltung, und Mittel zum Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn der bestimmte Gradient der ersten Rückkopplungsquantität nicht innerhalb eines vorgegebenen Bereichs für den Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität ist. Letzteres Mittel kann Mittel aufweisen zum Bestimmen, ob der Gradient innerhalb des vorgegebenen Bereichs für den Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität ist oder nicht, zum Beispiel ein Paar von Komparatoren, die den Gradienten mit den oberen und unteren Schwellen für den Gradienten vergleichen, und zum Beispiel eine Logikschaltung. Ein Beispiel für eine Schaltung zum Bestimmen des Gradienten der tatsächlichen Ausgangsspannung (Derivatorschaltung), die in dem vorliegenden Kontext anwendbar ist, wird in 3 dargestellt und wird später beschrieben.
  • Wie aus dem oberen Abschnitt von 2 zu erkennen ist, hat die tatsächliche Ausgangsspannung des Leistungswandlers 1, bei einem Oszillieren mit hoher Amplitude und nur relativ geringer Dämpfung, Abschnitte eines steilen Anstiegs und einer steilen Abnahme. Demgemäß kann die „offene Schleife”-Bedingung erfasst werden durch Vergleichen des Gradienten der tatsächlichen Ausgangsspannung mit geeignet ausgewählten oberen und/oder unteren Schwellen für diesen Gradient, d. h. durch Bestimmen, ob der Gradient innerhalb eines geeignet gewählten Bereichs für den Gradienten ist.
  • Für ein drittes Verfahren zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung der Rückkopplungsschaltung wird angenommen, dass die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal erzeugt basierend auf der zweiten Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsstrom, zum Beispiel der durch den Induktor 12 fließende Strom) und der dritten Rückkopplungsquantität (Fehlerspannung), die für die Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität und der Referenzspannung für die Ausgangsspannung indikativ ist bzw. angibt. Gemäß dem dritten Verfahren zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung der Rückkopplungsschaltung wird die dritte Rückkopplungsquantität mit einem Spannungswert entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität (wie zum Beispiel die vierte Rückkopplungsquantität oder die fünften Rückkopplungsquantität) verglichen. Wenn eine Differenz zwischen dem Spannungswert entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität und der dritten Rückkopplungsquantität von Null verschieden ist (und ihr Vorzeichen nicht ändert) für eine volle Periode des Schaltbetriebs des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente 20-1, 20-2, wird bestimmt, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt. Wenn zum Beispiel die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal basierend auf der dritten Rückkopplungsquantität und der vierten Rückkopplungsquantität erzeugt, kann die dritte Rückkopplungsquantität mit der vierten Rückkopplungsquantität verglichen werden. Wenn eine Differenz zwischen der vierten Rückkopplungsquantität und der dritten Rückkopplungsquantität von Null verschieden ist (und ihr Vorzeichen nicht ändert) für eine volle Periode des Schaltbetriebs des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente 20-1, 20-2, kann bestimmt werden, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt. In anderen Worten, es wird bestimmt, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn die Fehlerspannung das Signal, das von dem Spulenstrom und der Spannungsausgabe durch den Rampengenerator 54 resultiert, während einer vollen Periode des Schaltbetriebs nicht kreuzt.
  • Demgemäß kann das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung der Steuervorrichtung Mittel aufweisen zum Vergleichen des Spannungswertes entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität mit der dritten Rückkopplungsquantität, wie zum Beispiel einen Komparator, und Mittel zum Bestimmen, dass die Differenz zwischen dem Spannungswert entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität und der dritten Rückkopplungsquantität von Null verschieden ist (und ihr Vorzeichen nicht ändert) für eine volle Periode des Schaltbetriebs. Weiter kann das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung der Steuervorrichtung Mittel aufweisen zum Vergleichen der vierten Rückkopplungsquantität mit der dritten Rückkopplungsquantität, wie zum Beispiel einen Komparator, und Mittel zum Bestimmen, dass die Differenz zwischen der vierten Rückkopplungsquantität und der dritten Rückkopplungsquantität von Null verschieden ist (und ihr Vorzeichen nicht ändert) für eine volle Periode des Schaltbetriebs.
  • Als nächstes werden Beispiele für Verfahren und Mittel zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung beschrieben. Es ist offensichtlich, dass die beschriebenen Verfahren und Mittel einzeln oder in jeder Kombination daraus verwendet werden können. Das heißt, jedes eine, jede zwei oder jede drei, jede vier oder jede fünf der beschriebenen Verfahren und Mittel kann/können jeweils eingesetzt werden.
  • Für ein erstes Verfahren zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung wird angenommen, dass die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal erzeugt basierend auf der zweiten Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsstrom, zum Beispiel der durch den Induktor 12 fließende Strom) und der dritten Rückkopplungsquantität (Fehlerspannung), die indikativ ist für eine Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsspannung) und der Referenzspannung für die Ausgangsspannung, und dass die Rückkopplungsschaltung den Fehlerverstärker 40 (ein Operationsverstärkerelement) aufweist zum Erzeugen der dritten Rückkopplungsquantität durch Anwenden eines Verstärkungsfaktors auf die Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität und der Referenzspannung für die Ausgangsspannung. Gemäß einem ersten Verfahren zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung wird der Verstärkungsfaktor reduziert, der von dem Operationsverstärkerelement zum Erzeugen der dritten Rückkopplungsquantität angewendet wird. Der Verstärkungsfaktor kann um einen vorgegebenen Betrag reduziert werden. Es ist anzumerken, dass der Verstärkungsfaktor, der von dem Operationsverstärkerelement angewendet wird, ein Beispiel für einen Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung ist.
  • Demgemäß kann das Mittel zum Modifizieren zumindest eines der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung der Steuervorrichtung Mittel aufweisen zum Reduzieren des Verstärkungsfaktors, der durch den Fehlerverstärker 40 (Operationsverstärkerelement) bei einem Erzeugen der dritten Rückkopplungsquantität angewendet wird.
  • 4 zeigt die resultierende Frequenzantwort der Rückkopplungsschaltung in dem Fall eines Reduzierens der Verstärkung des Fehlerverstärkers 40. In 4 und ebenso in 5 bis 8 zeigt der obere Abschnitt die Verstärkung der Frequenzantwort der Rückkopplungsschaltung (Rückkopplungsschleife), während der untere Abschnitt die Phase der Frequenzantwort zeigt. Wie aus dem oberen Abschnitt zu erkennen ist, in dem die obere Kurve 410 die Verstärkung der Frequenzantwort vor der Reduktion der Fehlerverstärkerverstärkung zeigt und die untere Kurve 420 die Verstärkung der Frequenzantwort nach der Reduktion der Fehlerverstärkerverstärkung zeigt, wird die Verstärkung der Frequenzantwort bei Reduktion der Verstärkung des Fehlerverstärkers 40 (Fehlerverstärkerverstärkung) reduziert. Wie aus den zusammenfallenden Kurven 430 in dem unteren Abschnitt zu erkennen ist, die die Phase der Frequenzantwort vor und nach einer Reduktion der Fehlerverstärkerverstärkung zeigen, ist die Phase unverändert. Demgemäß wird die Bandbreite der Rückkopplungsschleife verringert und die Phasenreserve wird erhöht.
  • Außerdem wird der dynamische Bereich der dritten Rückkopplungsquantität (Fehlerspannung) durch Verringern der Fehlerverstärkerverstärkung verringert, was einen früheren Durchgang des Spannungswerts entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität (zum Beispiel die vierte Rückkopplungsquantität oder die fünfte Rückkopplungsquantität) und der Fehlerspannung sicherstellen kann.
  • Die Verstärkung des Fehlerverstärkers kann durch Ändern der Impedanzwerte der ersten und zweiten Impedanzelemente 42, 44 modifiziert werden. Für Impedanzwerte der ersten und zweiten Impedanzelemente 42, 44 von Z1 beziehungsweise Z2 wird die Fehlerverstärkerverstärkung gegeben durch 1 + Z2/Z1. Somit kann die Fehlerverstärkerverstärkung durch Reduzieren (des absoluten Werts von) Z2 und/oder durch Erhöhen (des absoluten Werts von) Z1 reduziert werden.
  • Für ein zweites Verfahren zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung wird angenommen, dass die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal erzeugt basierend auf der ersten Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsspannung, zum Beispiel die tatsächliche Ausgangsspannung des Leistungswandlers 1) und der vierten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für die Summe der fünften Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für das Ergebnis der Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsstrom, zum Beispiel der durch den Induktor 12 fließende Strom) in einen Spannungswert, und der sechsten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für die Spannungsausgabe durch den Rampengenerator 54. Gemäß dem zweiten Verfahren zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung wird ein Verstärkungsfaktor (Stromrückkopplung, Stromerfassungsverstärkung α) erhöht, der bei der Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in den Spannungswert angewendet wird. Es ist anzumerken, dass der Verstärkungsfaktor, der bei der Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in den Spannungswert durch den Stromwandler 50 angewendet wird, ein weiteres Beispiel eines Schaltungsparameters der Rückkopplungsschaltung ist.
  • Demgemäß kann das Mittel zum Modifizieren zumindest eines der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung der Steuervorrichtung Mittel aufweisen zum Erhöhen des Verstärkungsfaktors, die bei der Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in den Spannungswert angewendet wird.
  • 5 zeigt die resultierende Frequenzantwort der Rückkopplungsschaltung in dem Fall einer Erhöhung des Verstärkungsfaktors, der bei der Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in den Spannungswert angewendet wird. Wie aus dem oberen Abschnitt zu erkennen ist, in dem die obere Kurve 510 die Verstärkung der Frequenzantwort nach einer Erhöhung der Stromerfassungsverstärkung α zeigt und die untere Kurve 520 die Verstärkung der Frequenzantwort vor der Erhöhung der Stromerfassungsverstärkung α zeigt, wird die Verstärkung der Frequenzantwort bei einer Erhöhung der Stromerfassungsverstärkung α erhöht. Wie aus dem unteren Abschnitt zu erkennen ist, in dem die obere Kurve 530 (d. h. die obere Kurve für niedrige Frequenzen) die Phase der Frequenzantwort vor einer Erhöhung der Stromerfassungsverstärkung α zeigt und die untere Kurve 540 (d. h. die untere Kurve für niedrige Frequenzen) die Phase der Frequenzantwort nach der Erhöhung der Stromerfassungsverstärkung α zeigt, wird die Phase der Frequenzantwort für Frequenzen unterhalb einer Frequenzschwelle (zwischen 104 Hz und 105 Hz in der Figur) verringert und für Frequenzen oberhalb der Frequenzschwelle erhöht, bei einer Erhöhung der Stromerfassungsverstärkung α. Demgemäß wird die Phasenreserve der Hauptschleife erhöht und die Pole des Ausgangsfilters werden weiter geteilt durch die Erhöhung der Stromerfassungsverstärkung α.
  • Zusätzlich wird der dynamische Bereich des Spannungswerts entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität (zum Beispiel die vierte Rückkopplungsquantität oder die fünfte Rückkopplungsquantität) erhöht durch Erhöhen der Stromerfassungsverstärkung α, was einen früheren Durchgang des Spannungswerts entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität (zum Beispiel die vierten Rückkopplungsquantität oder die fünfte Rückkopplungsquantität) und der Fehlerspannung sicherstellen kann.
  • Für ein drittes Verfahren zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung wird angenommen, dass die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal erzeugt basierend auf der ersten Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsspannung, zum Beispiel die tatsächliche Ausgangsspannung des Leistungswandlers 1) und der vierten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für eine Summe der fünften Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für ein Ergebnis einer Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsstrom, zum Beispiel der durch den Induktor 12 fließende Strom) in einen Spannungswert, und der sechsten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für eine Spannungsausgabe durch den Rampengenerator 54. Gemäß dem dritten Verfahren zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung wird eine Rampensteigung des Rampengenerators 54 verringert. Diese Verringerung kann die positive Rampensteigung und/oder die negative Rampensteigung betreffen. Es ist anzumerken, dass die Rampensteigung des Rampengenerators 54 (positive Rampensteigung oder negative Rampensteigung) ein weiteres Beispiel eines Schaltungsparameters der Rückkopplungsschaltung ist.
  • Demgemäß kann das Mittel zum Modifizieren zumindest eines der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung der Steuervorrichtung Mittel zum Verringern der Rampensteigung (zum Beispiel der positiven Rampensteigung) des Rampengenerators 54 aufweisen.
  • 6 zeigt die resultierende Frequenzantwort der Rückkopplungsschaltung in dem Fall einer Verringerung der positiven Rampensteigung des Rampengenerators 54. Wie in dem oberen Abschnitt zu erkennen ist, in dem die obere Kurve 610 die Verstärkung der Frequenzantwort vor der Verringerung der positiven Rampensteigung zeigt und die untere Kurve 620 die Verstärkung der Frequenzantwort nach der Verringerung der positiven Rampensteigung zeigt, wird die Verstärkung der Frequenzantwort bei einer Verringerung der positiven Rampensteigung verringert. Wie in dem unteren Abschnitt zu erkennen ist, in dem die obere Kurve 630 (d. h. die obere Kurve für niedrige Frequenzen) die Phase der Frequenzantwort vor der Verringerung der positiven Rampensteigung zeigt und die untere Kurve 640 (d. h. die untere Kurve für niedrige Frequenzen) die Phase der Frequenzantwort nach der Verringerung der positiven Rampensteigung zeigt, wird die Phase der Frequenzantwort für Frequenzen unterhalb einer Frequenzschwelle (zwischen 104 Hz und 105 Hz in der Figur) verringert und für Frequenzen oberhalb der Frequenzschwelle erhöht, bei Verringerung der positiven Rampensteigung. Demgemäß wird die Phasenreserve der Rückkopplungsschleife erhöht.
  • Für ein viertes Verfahren zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung wird angenommen, dass die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal erzeugt weiter basierend auf der siebten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für eine Differenz zwischen dem Strom, der durch das Schaltelement 20-2 des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente 20-1, 20-2 fließt, das am nächsten zu Masse angeordnet ist, und dem Referenzstrom (negative Stromschwelle) für den Strom, der durch das Schaltelement 20-2 fließt. Gemäß dem vierten Verfahren zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung wird die negative Stromschwelle erhöht. Es ist anzumerken, dass die negative Stromschwelle ein weiteres Beispiel eines Schaltungsparameters der Rückkopplungsschaltung ist.
  • Demgemäß kann das Mittel zum Modifizieren zumindest eines der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung der Steuervorrichtung Mittel zum Erhöhen der negativen Stromschwelle aufweisen.
  • Für eine Variation des vierten Verfahrens zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung wird angenommen, dass die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal erzeugt weiter basierend auf einer achten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für eine Differenz zwischen dem Strom, der durch das Schaltelement 20-1 des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente 20-1, 20-2 fließt, das am nächsten zu der Eingangsspannung angeordnet ist, und dem Referenzstrom (positive Stromschwelle) für den Strom, der durch das Schaltelement 20-1 fließt. Gemäß der Variation des vierten Verfahrens zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung wird die positive Stromschwelle verringert. Es ist anzumerken, dass die positive Stromschwelle ein weiteres Beispiel eines Schaltungsparameters der Rückkopplungsschaltung ist.
  • Demgemäß kann das Mittel zum Modifizieren von zumindest einem der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung der Steuervorrichtung Mittel zum Verringern der positiven Stromschwelle aufweisen.
  • Ein Reduzieren der positiven Stromschwelle und ein Erhöhen der negativen Stromschwelle tragen zu einem schnelleren Schließen der Rückkopplungsschleife nach einem Auftreten der „offene Schleife”-Bedingung bei. Diese Modifikation von Stromschwellen hat keinen Einfluss auf die Phase der Frequenzantwort der Rückkopplungsschleife, sondern führt zu einer schnelleren Wiederherstellung der Rückkopplungsschleife, da die Überschwingen-Amplitude des Induktorstroms durch die Stromschwellen begrenzt wird.
  • Gemäß einem fünften Verfahren zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung werden eine serielle Impedanz und/oder eine parallele Impedanz der Rückkopplungsschaltung auf derartige Weise angepasst, dass eine Übertragungsfunktion (Frequenzantwort) der Rückkopplungsschaltung nach der Anpassung zumindest einen zusätzlichen Pol und zumindest eine zusätzliche Nullstelle hat. Es ist anzumerken, dass die serielle Impedanz und/oder die parallele Impedanz weitere Beispiele eines Schaltungsparameters der Rückkopplungsschaltung sind/ist.
  • Demgemäß kann das Mittel zum Modifizieren zumindest eines der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung der Steuervorrichtung Mittel aufweisen zum Anpassen der seriellen Impedanz und/oder der parallelen Impedanz der Rückkopplungsschaltung auf derartige Weise, dass eine Übertragungsfunktion der Rückkopplungsschaltung nach der Anpassung zumindest einen zusätzlichen Pol und zumindest eine zusätzliche Nullstelle hat.
  • 7 zeigt die resultierende Frequenzantwort der Rückkopplungsschaltung in dem Fall eines Anpassens der seriellen Impedanz und/oder der parallelen Impedanz der Rückkopplungsschaltung. Wie aus dem oberen Abschnitt zu erkennen ist, in dem zusammenfallende Kurven 710 die Verstärkung der Frequenzantwort vor und nach dem Anpassen zeigen, ist die Verstärkung der Frequenzantwort im Wesentlichen unverändert durch das Anpassen. Wie aus dem unteren Abschnitt zu erkennen ist, in dem die obere Kurve 720 die Phase der Frequenzantwort nach dem Anpassen zeigt und die untere Kurve 730 die Phase der Frequenzantwort vor dem Anpassen zeigt, wird die Phase der Rückkopplungsschleife für Frequenzen oberhalb einer Frequenzschwelle (zwischen 104 Hz und 105 Hz in der Figur) erhöht und bleibt für Frequenzen unter der Frequenzschwelle im Wesentlichen unverändert, bei Durchführung des Anpassens. Demgemäß wird die Phasenreserve der Rückkopplungsschleife erhöht.
  • Ein Hinzufügen von Polen und/oder Nullstellen zu der Übertragungsfunktion der Rückkopplungsschaltung kann durch Manipulieren der seriellen Impedanz und/oder der parallelen Impedanz der Rückkopplungsschaltung erreicht werden. Die serielle Impedanz kann durch das erste Impedanzelement 42 dargestellt werden und die parallele Impedanz kann durch das zweite Impedanzelement 44 dargestellt werden. Zum Beispiel unter Annahme von realen Werten für die Impedanzen, d. h. wenn Z1 = R1 und Z2 = R2 in einem Normalbetrieb des Leistungswandlers 1, kann ein Kondensator parallel zu dem ersten Impedanzelement 42 hinzugefügt werden, zum Beispiel mittels Schaltern, um die Phase der Frequenzantwort bei hohen Frequenzen zu verstärken. Weitere Verfahren zum Manipulieren der Impedanzwerte der ersten und zweiten Impedanzelemente 42, 44 dürften für Fachleute offensichtlich sein.
  • Es ist offensichtlich, dass jedes der oben beschriebenen Verfahren zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung zu einem schnelleren Schließen der Rückkopplungsschleife (d. h. schnellere Wiederherstellung) nach dem Auftreten der „offene Schleife”-Bedingung führt, die durch eine schnelle transiente Last verursacht wurde.
  • Wie oben angegeben, kann das Verfahren zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung unmittelbar bei einem Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung oder mit einer Zeitverzögerung durchgeführt werden. Zum Beispiel kann das Verfahren zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung durchgeführt werden, wenn eine gegebene Rückkopplungsquantität, wie zum Beispiel die erste Rückkopplungsquantität (Rückkopplungsspannung) oder die dritte Rückkopplungsquantität (Fehlerspannung), ihren Spitzenwert nach dem Auftreten der „offene Schleife”-Bedingung erreicht. Dieses Erreichen des Spitzenwerts kann bestimmt werden zum Beispiel durch Erfassen einer Änderung der Ableitung der gegebenen Rückkopplungsquantität. 3 zeigt schematisch ein Schaltungsdiagramm einer Schaltung 300 zum Bestimmen eines Gradienten einer Eingangsquantität, wie zum Beispiel die Ausgangsspannung des Leistungswandlers 1 oder die Fehlerspannung, und zum Bestimmen einer geeigneten Zeitplanung zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung.
  • Die Schaltung 300 weist eine Derivatorschaltung 310, einen Komparator 320 (zum Beispiel ein Operationsverstärker) und ein logisches UND-Gatter 330 auf. Die Derivatorschaltung 310 weist einen Komparator 316 (zum Beispiel ein Operationsverstärker), ein Kapazitätselement 312 (zum Beispiel ein Kondensator) und ein Widerstandselement 314 (zum Beispiel ein Widerstand) auf. Ein Ausgangsanschluss des Komparators 316 ist mit einem ersten Eingangsanschluss (zum Beispiel der „–”(minus)-Anschluss) des Komparators 316 über das Widerstandselement 314 verbunden. Der erste Eingangsanschluss des Komparators 316 ist weiter mit dem Kapazitätselement 312 verbunden, durch welches eine Eingangsspannung, wie zum Beispiel die Ausgangsspannung oder die Fehlerspannung, dem ersten Eingangsanschluss zugeführt wird. Eine Referenzspannung, wie zum Beispiel die Referenzspannung für die Ausgangsspannung oder eine Referenzspannung für die Fehlerspannung, kann dem zweiten Eingangsanschluss des Komparators 316 (zum Beispiel der „+”(plus)-Anschluss) zugeführt werden. Der Ausgangsanschluss des Komparators 316 der Derivatorschaltung 310 ist weiter mit einem ersten Eingangsanschluss (zum Beispiel der „+”-Anschluss) des Komparators 320 verbunden, so dass ein Ausgang des Komparators 316 an den ersten Eingangsanschluss des Komparator 320 geliefert wird. Eine Schwelle für den Gradienten der Eingangsspannung kann an den zweiten Anschluss (zum Beispiel der „–”-Anschluss) des Komparators 320 geliefert werden. Ein Ausgangsanschluss des Komparators 320 ist mit einem Eingangsanschluss des logischen UND-Gatters 330 verbunden, so dass ein Ausgang des Komparators 320 an den Eingangsanschluss des logischen UND-Gatters 330 geliefert wird. Ein Signal, das angibt, ob eine „offene Schleife”-Bedingung vorliegt oder nicht, wird an den anderen Anschluss des logischen UND-Gatters 330 geliefert. Wenn erfasst wird, dass eine „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, und wenn festgestellt wird, dass die Ableitung der Eingangsspannung über der Schwelle liegt, gibt das logische UND-Gatter 330 dementsprechend ein Signal aus (zum Beispiel ein hoher Pegel), das den geeigneten Zeitpunkt zum Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung angibt, d. h. angibt, dass mit dem Modifizieren begonnen werden kann.
  • Das Modifizieren des zumindest einen der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung erst, nachdem die gegebene Rückkopplungsquantität nach dem Auftreten der „offene Schleife”-Bedingung ihren Spitzenwert erreicht, hat den folgenden Vorteil. Wenn der zumindest eine der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung unmittelbar nach der Erfassung der „offene Schleife”-Bedingung modifiziert wird, gibt es ein gegebenes Risiko, das Überschwingen/Unterschwingen der Ausgangsspannung und/oder des Induktors zu steigern, da im Allgemeinen die Erhöhung der Phasenreserve der Rückkopplungsschleife (oder die Verringerung der positiven Stromschwelle oder die Erhöhung der negativen Stromschwelle) dazu führt, dass das Gesamtsystem stabiler wird, aber auch schwächer.
  • 8 zeigt einen Graph, der die Ausgangsspannung und den Spulenstrom in dem Fall eines Entfernens der Last von dem Leistungswandler 1 darstellt, wenn Ausführungsbeispiele der Erfindung auf den Leistungswandler 1 angewendet werden. Ansonsten entspricht 8 der 2. Wie aus 8 zu erkennen ist, an dem Zeitpunkt der Entfernung der Last (ungefähr bei 20 μs, siehe die schwächer dargestellte Kurve in dem mittleren Abschnitt) kehrt die tatsächliche Ausgangsspannung im Wesentlichen nach einer einzigen Oszillation zu einem stabilen Wert zurück. Weiter kreuzt der tatsächliche Spulenstrom die Fehlerspannung kurz nachdem die tatsächliche Ausgangsspannung ihren Spitzenwert erreicht hat. Dies ist unter anderem aufgrund der Verstärkung der Stromrückkopplung und der Reduktion der Fehlerverstärkerverstärkung. Zusammenfassend kehrt der Leistungswandler 1 in eine stabile Bedingung (geschlossene Schleife) viel früher zurück als in dem Fall, der in 2 dargestellt wird, so dass ein Überschwingen und daraus resultierender Schaden an den Komponenten des Leistungswandlers 1 nach einem plötzlichen Entfernen der Last vermieden werden können.
  • Es ist offensichtlich, dass die Steuervorrichtung für/des (den) Leistungswandler(s) 1 geeignete Mittel aufweist zum Ausführen der obigen Verfahrensschritte. Diese geeigneten Mittel können in Software, Hardware und Kombinationen daraus implementiert werden.
  • Merkmale, Komponenten und spezifische Details der Strukturen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können ausgetauscht oder kombiniert werden, um weitere Ausführungsbeispielen zu bilden, die für die jeweilige Anwendung optimiert sind. Soweit diese Modifikationen für Fachleute auf dem Gebiet ohne weiteres ersichtlich sind, sollen sie implizit durch die obige Beschreibung offenbart sein, ohne explizit jede mögliche Kombination zu spezifizieren, aus Gründen der Prägnanz der vorliegenden Beschreibung.

Claims (22)

  1. Ein Verfahren zum Steuern eines Leistungswandlers (1) zum Umwandeln einer DC-Eingangsspannung in eine DC-Ausgangsspannung, wobei der Leistungswandler (1) aufweist einen Induktor (12), ein oder mehrere Schaltelement(e) (20-1, 20-2) zum mit-Strom-Versorgen und nicht-mit-Strom-Versorgen des Induktors (12), eine Treiberschaltung (22) zum Steuern eines Schaltbetriebs des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente (20-1, 20-2) in Übereinstimmung mit einem Steuersignal, und eine Rückkopplungsschaltung zum Erzeugen des Steuersignals basierend auf einer ersten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für eine tatsächliche Ausgangsspannung des Leistungswandlers (1), und in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Schaltungsparameter(n) der Rückkopplungsschaltung, wobei das Verfahren aufweist: Erfassen einer „offene Schleife”-Bedingung einer Rückkopplungssteuerung durch die Rückkopplungsschaltung; und Modifizieren zumindest eines der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung auf eine Weise, dass eine Zeit reduziert wird, bis die Rückkopplungssteuerung in die „geschlossene Schleife”-Bedingung zurückkehrt.
  2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung umfasst: Vergleichen der ersten Rückkopplungsquantität mit einem ersten Schwellenwert und Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn die erste Rückkopplungsquantität den ersten Schwellenwert übersteigt; und/oder Vergleichen der ersten Rückkopplungsquantität mit einem zweiten Schwellenwert und Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn die erste Rückkopplungsquantität den zweiten Schwellenwert nicht übersteigt.
  3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung umfasst: Bestimmen eines Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität; und Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn der bestimmte Gradient der ersten Rückkopplungsquantität nicht innerhalb eines vorgegebenen Bereichs für den Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität ist.
  4. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal weiter basierend auf einer zweiten Rückkopplungsquantität erzeugt, die für einen Induktorstrom indikativ ist, und einer dritten Rückkopplungsquantität, die für eine Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität und einer Referenzspannungfür die Ausgangsspannung indikativ ist; und das Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung umfasst: Vergleichen der dritten Rückkopplungsquantität mit einem Spannungspegel entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität; und Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn eine Differenz zwischen dem Spannungspegel entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität und der dritten Rückkopplungsquantität für eine volle Periode des Schaltbetriebs der Schaltelemente (20-1, 20-2) von Null verschieden ist.
  5. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal basierend auf der zweiten Rückkopplungsquantität und einer dritten Rückkopplungsquantität erzeugt, die für eine Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität und einer Referenzspannung für die Ausgangsspannung indikativ ist, und die Rückkopplungsschaltung ein Operationsverstärkerelement (40) aufweist zum Erzeugen der dritten Rückkopplungsquantität durch Anwenden eines Verstärkungsfaktors auf die Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität und der Referenzspannung für die Ausgangsspannung; und ein Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) umfasst: Reduzieren des Verstärkungsfaktors, der durch das Operationsverstärkerelement (40) bei einem Erzeugen der dritten Rückkopplungsquantität angewendet wird.
  6. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal basierend auf der ersten Rückkopplungsquantität und einer vierten Rückkopplungsquantität erzeugt, die indikativ ist für eine Summe einer fünften Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für ein Ergebnis einer Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in einen Spannungswert, und einer sechsten Rückkopplungsquantität, die für eine Spannungsausgabe durch einen Rampengenerator (54) indikativ ist; und ein Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) umfasst: Erhöhen eines Verstärkungsfaktors, der bei der Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in den Spannungswert angewendet wird.
  7. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal basierend auf der ersten Rückkopplungsquantität und einer vierten Rückkopplungsquantität erzeugt, die indikativ ist für eine Summe einer fünften Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für ein Ergebnis einer Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in einen Spannungswert, und einer sechsten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für eine Spannungsausgabe durch einen Rampengenerator (54); und ein Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) umfasst: Verringern einer Rampensteigung des Rampengenerators (54).
  8. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal weiter basierend auf einer siebten Rückkopplungsquantität erzeugt, die indikativ ist für eine Differenz zwischen einem Strom, der durch das Schaltelement (20-2) des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente (20-1, 20-2) fließt, das am nächsten zu Masse angeordnet ist, und einem Referenzstrom für den Strom, der durch das Schaltelement (20-2) fließt; und ein Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) umfasst: Erhöhen des Referenzstroms für den Strom, der durch das Schaltelement (20-2) fließt.
  9. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal weiter basierend auf einer achten Rückkopplungsquantität erzeugt, die indikativ ist für eine Differenz zwischen einem Strom, der durch das Schaltelement (20-1) des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente (20-1, 20-2) fließt, das am nächsten zu der Eingangsspannung angeordnet ist, und einem Referenzstrom für den Strom, der durch das Schaltelement (20-1) fließt; und ein Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) umfasst: Verringern des Referenzstroms für den Strom, der durch das Schaltelement (20-1) fließt.
  10. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) umfasst: Anpassen einer seriellen Impedanz und/oder einer parallelen Impedanz der Rückkopplungsschaltung auf eine Weise, dass eine Übertragungsfunktion der Rückkopplungsschaltung nach der Anpassung zumindest einen zusätzlichen Pol und zumindest eine zusätzliche Nullstelle hat.
  11. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) durchgeführt wird, nachdem die „offene Schleife”-Bedingung der Rückkopplungssteuerung erfasst wurde und die erste Rückkopplungsquantität ihren Spitzenwert erreicht hat.
  12. Eine Steuervorrichtung in einem Leistungswandler (1) zum Umwandeln einer DC-Eingangsspannung in eine DC-Ausgangsspannung, wobei der Leistungswandler (1) aufweist einen Induktor (12), ein oder mehrere Schaltelement(e) (20-1, 20-2) zum mit-Strom-Versorgen und nicht-mit-Strom-Versorgen des Induktors (12), eine Treiberschaltung (22) zum Steuern eines Schaltbetriebs des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente (20-1, 20-2) in Übereinstimmung mit einem Steuersignal, und eine Rückkopplungsschaltung zum Erzeugen des Steuersignals basierend auf einer ersten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für eine tatsächliche Ausgangsspannung des Leistungswandlers (1), und in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Schaltungsparameter(n) der Rückkopplungsschaltung, wobei die Steuervorrichtung aufweist: Mittel zum Erfassen einer „offene Schleife”-Bedingung einer Rückkopplungssteuerung durch die Rückkopplungsschaltung; und Mittel zum Modifizieren zumindest eines der Schaltungsparameter der Rückkopplungsschaltung auf eine Weise, dass eine Zeit reduziert wird, bis die Rückkopplungssteuerung durch die Rückkopplungsschaltung in die „geschlossene Schleife”-Bedingung zurückkehrt.
  13. Die Steuervorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung umfasst: Mittel zum Vergleichen der ersten Rückkopplungsquantität mit einem Schwellenwert und Mittel zum Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, basierend auf dem Ergebnis des Vergleichsmittels.
  14. Die Steuervorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung umfasst: Mittel zum Bestimmen eines Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität; und Mittel zum Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn der bestimmte Gradient der ersten Rückkopplungsquantität nicht innerhalb eines vorgegebenen Bereichs für den Gradienten der ersten Rückkopplungsquantität ist.
  15. Die Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal weiter basierend auf einer zweiten Rückkopplungsquantität erzeugt, die für einen Induktorstrom indikativ ist, und einer dritten Rückkopplungsquantität, die für eine Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität und einer Referenzspannung für die Ausgangsspannung indikativ ist; und das Mittel zum Erfassen der „offene Schleife”-Bedingung aufweist: Mittel zum Vergleichen der dritten Rückkopplungsquantität mit einem Spannungspegel entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität; und Mittel zum Bestimmen, dass die „offene Schleife”-Bedingung vorliegt, wenn eine Differenz zwischen dem Spannungspegel entsprechend der zweiten Rückkopplungsquantität und der dritten Rückkopplungsquantität für eine volle Periode des Schaltbetriebs der Schaltelemente (20-1, 20-2) von Null verschieden ist.
  16. Die Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal basierend auf der zweiten Rückkopplungsquantität und einer dritten Rückkopplungsquantität erzeugt, die für eine Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität und einer Referenzspannung für die Ausgangsspannung indikativ ist, und die Rückkopplungsschaltung ein Operationsverstärkerelement (40) aufweist zum Erzeugen der dritten Rückkopplungsquantität durch Anwenden eines Verstärkungsfaktors auf die Differenz zwischen der ersten Rückkopplungsquantität und der Referenzspannungfür die Ausgangsspannung; und das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) umfasst: Mittel zum Reduzieren des Verstärkungsfaktors, der durch das Operationsverstärkerelement (40) bei einem Erzeugen der dritten Rückkopplungsquantität angewendet wird.
  17. Die Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal basierend auf der ersten Rückkopplungsquantität und einer vierten Rückkopplungsquantität erzeugt, die indikativ ist für eine Summe einer fünften Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für ein Ergebnis einer Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in einen Spannungswert, und einer sechsten Rückkopplungsquantität, die für eine Spannungsausgabe durch einen Rampengenerator (54) indikativ ist; und das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) umfasst: Mittel zum Erhöhen eines Verstärkungsfaktors, der bei der Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in den Spannungswert angewendet wird.
  18. Die Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal basierend auf der ersten Rückkopplungsquantität und einer vierten Rückkopplungsquantität erzeugt, die indikativ ist für eine Summe einer fünften Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für ein Ergebnis einer Umwandlung der zweiten Rückkopplungsquantität in einen Spannungswert, und einer sechsten Rückkopplungsquantität, die indikativ ist für eine Spannungsausgabe durch einen Rampengenerator (54); und das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Schaltungsparameter(s) umfasst: Mittel zum Verringern einer Rampensteigung des Rampengenerators (54).
  19. Die Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal weiter basierend auf einer siebten Rückkopplungsquantität erzeugt, die indikativ ist für eine Differenz zwischen einem Strom, der durch das Schaltelement (20-2) des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente (20-1, 20-2) fließt, das am nächsten zu Masse angeordnet ist, und einem Referenzstrom für den Strom, der durch das Schaltelement (20-2) fließt, und das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) Mittel aufweist zum Erhöhen des Referenzstroms für den Strom, der durch das Schaltelement (20-2) fließt; und/oder wobei die Rückkopplungsschaltung das Steuersignal weiter basierend auf einer achten Rückkopplungsquantität erzeugt, die indikativ ist für eine Differenz zwischen einem Strom, der durch das Schaltelement (20-1) des einen Schaltelements oder der mehreren Schaltelemente (20-1, 20-2) fließt, das am nächsten zu der Eingangsspannung angeordnet ist, und einem Referenzstrom für den Strom, der durch das Schaltelement (20-1) fließt, und das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) Mittel aufweist zum Verringern des Referenzstroms für den Strom, der durch das Schaltelement (20-1) fließt.
  20. Die Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) umfasst: Mittel zum Anpassen einer seriellen Impedanz und/oder einer parallelen Impedanz der Rückkopplungsschaltung auf eine Weise, dass eine Übertragungsfunktion der Rückkopplungsschaltung nach der Anpassung zumindest einen zusätzlichen Pol und zumindest eine zusätzliche Nullstelle hat.
  21. Die Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 20, wobei das Mittel zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter(s) konfiguriert ist zum Modifizieren des zumindest einen des einen oder der mehreren Steuerungsparameter, nachdem die „offene Schleife”-Bedingung der Rückkopplungssteuerung erfasst wurde und die erste Rückkopplungsquantität ihren Spitzenwert erreicht hat.
  22. Ein Leistungswandler (1), der die Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 21 aufweist.
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