DE102015101979B4 - Leistungswandlung mit Detektion eines externen Parameters - Google Patents

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Abstract

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren das Ansteuern eines elektronischen Schalters in einem getakteten Leistungswandler in aufeinanderfolgenden Ansteuerzyklen, wobei das Ansteuern des Schalters in jedem der Ansteuerzyklen das Einschalten des elektronischen Schalters für eine Ein-Periode und das nachfolgende Ausschalten des elektronischen Schalters für eine Aus-Periode und das Messen eines Betriebsparameters des getakteten Leistungswandlers während der Ein-Perioden der Ansteuerzyklen und das Speichern des in einer Ein-Periode gemessenen Betriebsparameters, wenn eine Dauer der Ein-Periode ein vordefiniertes Kriterium erfüllt, aufweist. Das Verfahren umfasst außerdem das Erzwingen, dass die Ein-Periode eines Ansteuerzyklus ein vordefiniertes Kriterium erfüllt, wenn der Betriebsparameter für eine vordefinierte Anzahl von Ansteuerzyklen oder für eine vordefinierte Zeitdauer nicht gespeichert wurde.

Description

  • Diese Beschreibung betrifft allgemein eine Leistungswandlung.
  • Aus der Druckschrift US 20080309380 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem ein elektronischer Schalter in einem getakteten Leistungswandler in aufeinanderfolgenden Ansteuerzyklen angesteuert wird. Das Ansteuern des Schalters in jedem der Ansteuerzyklen weist das Einschalten des elektronischen Schalters für eine Ein-Periode und das nachfolgende Ausschalten des elektronischen Schalters für eine Aus-Periode auf. Während der Ein-Perioden wird ein Betriebsparameter gemessen und gespeichert, wenn eine Dauer der Ein-periode ein vordefiniertes Kriterium erfüllt und es wird erzwungen, dass die Ein-Periode eines Ansteuerzyklus das vordefinierte Kriterium erfüllt.
  • Aus der Druckschrift US 20080278973 A1 ist es bekannt, eine Spannung an einer Hilfswicklung während der Ein-Periode eines Schalters auszuwerten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren für die Ansteuerung eines Schalters in einem Schaltwandler, eine Ansteuerschaltung für einen solchen Schalter und einen Schaltwandler zur Verfügung zu stellen.
  • Ein Ausführungsbeispiel betrifft ein Verfahren. Das Verfahren umfasst das Ansteuern eines elektronischen Schalters in einem getakteten Leistungswandler (engl.: switched-mode power converter) in aufeinanderfolgenden Ansteuerzyklen, wobei das Ansteuern des Schalters in jedem Schaltzyklus das Einschalten eines elektronischen Schalters für eine Ein-Periode und das nachfolgende Ausschalten des elektronischen Schalters für eine Aus-Periode und das Messen eines Betriebsparameters des getakteten Leistungswandlers während der Ein-Perioden der Ansteuerzyklen und das Speichern des in einer Ein-Periode gemessenen Betriebsparameters, wenn eine Dauer der Ein-Periode einem vordefinierten Kriterium genügt, umfasst. Das Verfahren umfasst außerdem das Erzwingen, dass die Ein-Dauer eines Ansteuerzyklus dem vordefinierten Kriterium genügt, wenn der Betriebsparameter für eine vordefinierte Anzahl von Ansteuerzyklen oder für eine vordefinierte Zeitdauer nicht gespeichert wurde.
  • Beispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen dienen zum Veranschaulichen bestimmter Prinzipien, so dass nur Aspekte, die zum Verständnis dieser Prinzipien notwendig sind, dargestellt sind. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgerecht. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche Merkmale.
  • 1 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines getakteten Leistungswandlers;
  • 2 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erzeugens einer Eingangsspannung des getakteten Leistungswandlers;
  • 3 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines elektronischen Schalters des getakteten Leistungswandlers;
  • 4 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Gleichrichterschaltung des getakteten Leistungswandlers;
  • 5 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Rückkopplungsschaltung des getakteten Leistungswandlers;
  • 6 zeigt Zeitverläufe, die eine Betriebsart des getakteten Leistungswandlers veranschaulichen;
  • 7 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Verfahren zum Betreiben des getakteten Leistungswandlers;
  • 8 veranschaulicht eine Modifikation des in 7 dargestellten Verfahrens;
  • 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Steuereinheit eines Controllers (eine Ansteuerschaltung) des getakteten Leistungswandlers;
  • 10 zeigt Zeitverläufe, die eine Möglichkeit zum Einstellen des Beginns der Ein-Perioden beim Ansteuern des elektronischen Schalters veranschaulichen;
  • 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines getakteten Leistungswandlers, bei dem die Ansteuerschaltung einen Nulldurchgangsdetektor aufweist;
  • 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Steuereinheit weiter im Detail;
  • 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Eingangsspannungsmessschaltung;
  • 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Spannungsreglers in der in 13 gezeigten Eingangsspannungsmessschaltung;
  • 15 veranschaulicht schematisch den Effekt einer Pulsverzögerung in einem getakteten Leistungswandler;
  • 16 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel zum Erzeugen einer Versorgungsspannung für den Controller; und
  • 17 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines getakteten Leistungswandlers.
  • In der nachfolgenden Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Die Zeichnungen bilden einen Teil der Beschreibung und zeigen zur Veranschaulichung spezielle Ausführungsbeispiele, wie die Erfindung realisiert werden kann. Selbstverständlich können die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden, sofern nicht explizit etwas anderes angegeben ist.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines getakteten Leistungswandlers. Der in 1 gezeigte getaktete Leistungswandler umfasst einen Eingang mit einem ersten Eingangsknoten 11 und einem zweiten Eingangsknoten 12 zum Erhalten einer Eingangsspannung Vin und eines Eingangsstroms Iin und einen Ausgang mit einem ersten Ausgangsknoten 13 und einem zweiten Ausgangsknoten 14 zum Bereitstellen einer Ausgangsspannung Vout und eines Ausgangsstroms Iout an eine Last Z (in 1 in gestrichelten Linien dargestellt), die an den Ausgang 13, 14 angeschlossen werden kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der getaktete Leistungswandler dazu ausgebildet, die Ausgangsspannung Vout aus der Eingangsspannung Vin derart zu Erzeugen, dass die Ausgangsspannung Vout einen im Wesentlichen konstanten Spannungspegel aufweist, der weitgehend unabhängig ist von einem Leistungsverbrauch der Last Z. Der getaktete Leistungswandler ist dazu ausgebildet, die Ausgangsspannung Vout durch geeignetes Ansteuern eines elektronischen Schalters 31 zu regeln, der in Reihe zu einer Primärwicklung 21 eines Transformators geschaltet ist. Die Reihenschaltung mit der Primärwicklung 21 und dem elektronischen Schalter 31 ist an den Eingang 11, 12 des getakteten Leistungswandlers gekoppelt.
  • Der Transformator umfasst außerdem eine Sekundärwicklung 22, die induktiv mit der Primärwicklung 21 gekoppelt ist, und eine Gleichrichterschaltung 41, die zwischen die Sekundärwicklung 22 und den Ausgang 13, 14 geschaltet ist. Der in 1 dargestellte getaktete Leistungswandler besitzt eine Sperrwandlertopologie. Das heißt, die Primärwicklung 21 und die Sekundärwicklung 22 des Transformators besitzen entgegengesetzte Wicklungssinne.
  • Bezug nehmend auf 1 umfasst der getaktete Leistungswandler einen Controller (der auch als Ansteuerschaltung bezeichnet werden kann), der dazu ausgebildet ist, den elektronischen Schalter 31 anzusteuern. Insbesondere erzeugt der Controller 10 ein Ansteuersignal GD, das an einen Steuerknoten des elektronischen Schalters 21 erhalten wird, und schaltet den elektronischen Schalter 31 ein oder aus. Der Controller kann dazu ausgebildet sein, den elektronischen Schalter 21 pulsweitenmoduliert (PWM) anzusteuern. In diesem Fall ist das Ansteuersignal ein PWM-Signal.
  • Der Controller 10 umfasst eine Steuereinheit 5, die dazu ausgebildet ist, den elektronischen Schalter 31 basierend auf der Ausgangsspannung Vout des getakteten Leistungswandlers anzusteuern. Hierzu erhält der Controller 10 ein Rückkopplungssignal FB, das auf der Ausgangsspannung Vout basiert, von einer Rückkopplungsschaltung 42. Außerdem ist der Controller 10 dazu ausgebildet, den elektronischen Schalter 31 basierend auf einem Betriebsparameter des getakteten Leistungswandlers anzusteuern. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Betriebsparameter die Eingangsspannung Vin. Die Eingangsspannung Vin kann basierend auf einer Spannung Vaux über eine Hilfswicklung 23 eines Transformators gemessen werden. Die Hilfswicklung 23 ist induktiv mit der Primärwicklung 21 und der Sekundärwicklung 22 gekoppelt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel besitzen die Hilfswicklung 23 und die Sekundärwicklung 22 gleiche Wicklungssinne.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst der Controller 10 eine Messschaltung 6, die an die Hilfswicklung 23 angeschlossen ist und dazu ausgebildet ist, ein Betriebsparametersignal SVin basierend auf der Hilfsspannung Vaux zu erzeugen. Eine Steuereinheit 5 des Controllers 10 erhält das Betriebsparametersignal und ist dazu ausgebildet, den elektronischen Schalter 31 basierend auf dem Betriebsparametersignal SVin anzusteuern. Das Betriebsparametersignal repräsentiert den Betriebsparameter, beispielsweise die Eingangsspannung Vin. Dies ist nachfolgend weiter im Detail erläutert.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Controller 10 dazu ausgebildet, den elektronischen Schalter 31 basierend auf dem Eingangsstrom Iin anzusteuern. In diesem Fall misst ein Stromsensor 32 den Eingangsstrom Iin und liefert ein Strommesssignal CS, welches den Eingangsstrom Iin repräsentiert, an dem Controller 10. Der Stromsensor 32 kann als Shunt-Widerstand (in 1 nicht gezeigt) ausgebildet sein, der in Reihe zu dem elektronischen Schalter 31 geschaltet ist. In diesem Fall kann eine Spannung über dem Shunt-Widerstand als das Strommesssignal CS verwendet werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Eingangsspannung Vin, wie die Ausgangsspannung Vout, im Wesentlichen eine Gleichspannung. Bezugnehmend auf 2 kann diese Eingangsspannung Vin, die im Wesentlichen eine Gleichspannung ist, aus einer Netzwechselspannung Vg unter Verwendung eines Gleichrichters 17 und eines Kondensators 18 erzeugt werden, wobei der Kondensator 18 zwischen die Eingangsknoten 11, 12 des getakteten Leistungswandlers geschaltet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der in 1 gezeigte getaktete Leistungswandler dazu verwendet werden, die Ausgangsgleichspannung Vout aus einer Netzspannung Vg zu erzeugen.
  • Der elektronische Schalter 31 kann ein herkömmlicher elektronischer Schalter sein. Gemäß einem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der elektronische Schalter 31 ein MOSFET (Metal-Oxide Field-Effect Transistor). Dieser MOSFET umfasst eine Laststrecke zwischen einem Drainknoten und einem Sourceknoten und einen Gateknoten als Steuerknoten. Wenn, wie in 3 gezeigt, ein MOSFET als der elektronische Schalter 31 in dem in 1 gezeigten getakteten Leistungswandler verwendet wird, erhält der Gateknoten das Ansteuersignal GD und die Laststrecke (Drain-Source-Strecke) ist in Reihe zu der Primärwicklung 21 des Transformators geschaltet. Allerdings ist der elektronische Schalter 31 nicht darauf beschränkt, als MOSFET realisiert zu werden. Eine andere Art von Transistor, die ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), ein BJT (Bipolar Junction Transistor), ein JFET (Junction Field-Effect Transistor) oder sogar eine Kombination mehrere Transistoren, wie beispielsweise eine Kaskodeschaltung mit einem JFET und einem MOSFET, kann ebenso verwendet werden.
  • Die Gleichrichterschaltung 41 kann mit einer herkömmlichen Gleichrichterschaltungstopologie realisiert werden. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Gleichrichterschaltung 41 ist in 4 dargestellt. Die Gleichrichterschaltung 41 gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst eine Reihenschaltung mit einem Gleichrichterelement 411 und einem Kondensator 412, wobei die Reihenschaltung parallel zu der Sekundärwicklung 22 des Transformators geschaltet ist und wobei die Ausgangsspannung Vout über den Kondensator 412 verfügbar ist. Das Gleichrichterelement 411 ist in 4 als Diode gezeichnet. Allerdings kann auch eine andere Art von Gleichrichterelement, wie beispielsweise ein als Synchrongleichrichter (Synchronous Rectifier, SR) betriebener MOSFET stattdessen verwendet werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel besitzt die Gleichrichterschaltung 41 eine Topologie, die komplexer ist als die zuvor erläuterte Topologie. Gemäß einem Ausführungsbeispiel, das in 4 in gestrichelten Linien dargestellt ist, ist eine Reihenschaltung mit einer Spule 413 und einem weiteren Kondensator 414 parallel zu dem zuvor erläuterten Kondensator 412 geschaltet. In diesem Fall ist die Ausgangsspannung Vout über dem weiteren Kondensator 414 verfügbar.
  • 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Rückkopplungsschaltung 42. Bezugnehmend auf 5 besitzt die Rückkopplungsschaltung 42 einen Regler, der die Ausgangsspannung Vout erhält und der entweder eine Referenzspannung VREF (wie dargestellt) erhält oder die Referenzspannung intern erzeugt. Der Regler 421 vergleicht die Ausgangsspannung Vout mit der Referenzspannung VREF und erzeugt das Rückkopplungssignal FB basierend auf diesem Vergleich. Der Regler 421 kann eines von einem Proportional-(P)-Verhalten, einem Proportional-Integral-(PI)-Verhalten, oder ähnliches, besitzen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Regler 421 auf der Sekundärseite des getakteten Leistungswandlers realisiert und die Rückkopplungsschaltung 42 umfasst einen Übertrager 422, der dazu ausgebildet ist, das Rückkopplungssignal FB von der Sekundärseite des getakteten Leistungswandlers auf die Primärseite über die durch den Transformator gebildete Potenzialbarriere (Isolationsbarriere) zu übertragen. Der Controller 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel auf der Primärseite realisiert. Die Übertragerschaltung 422 kann einen Optokoppler oder eine beliebige andere Art von Schaltung enthalten, die geeignet ist, ein Signal über eine Potenzialbarriere zu übertragen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der Übertrager 422 einen weiteren Transformator.
  • Eine Betriebsart des getakteten Leistungswandlers wird anhand von 6 erläutert. 6 zeigt Diagramme des Ansteuersignals GD, des Eingangsstroms Iin, eines sekundärseitigen Stroms I22 und der Hilfsspannung Vaux während eines Ansteuerzyklus des getakteten Leistungswandlers. Bezugnehmend auf 1 ist der sekundärseitige Strom I22 der Strom durch die Sekundärwicklung 22. Bezugnehmend auf 6 erreicht der primärseitige Strom Iin einen Spitzenwert am Ende der Ein-Periode und der sekundärseitige Strom I22 erreicht einen Spitzenwert am Beginn der Aus-Periode Toff. Lediglich zu Erläuterungszwecken sind der primärseitige Strom Iin und der sekundärseitige Strom I22 so gezeichnet, dass sie denselben Spitzenwert besitzen. Tatsächlich sind diese Spitzenwerte proportional, wobei I22p = N23/N22·Iinp. I22p bezeichnet den Spitzenwert des sekundärseitigen Stroms, Iinp bezeichnet den Spitzenwert des primärseitigen Stroms und N21/N22 bezeichnet das Windungsverhältnis zwischen der Anzahl N21 der Windungen der Primärwicklung 21 und der Anzahl N22 der Windungen der Sekundärwicklung. Damit repräsentiert die Darstellung in 6 entweder den Spezialfall, bei dem N21 = N22 oder zeigt den sekundärseitigen Strom I22 normiert auf den Spitzenwert des primärseitigen Stroms Ip.
  • Der Controller 10 ist dazu ausgebildet, den elektronischen Schalter 31 in aufeinanderfolgenden Ansteuerzyklen anzusteuern. Bezugnehmend auf 6 umfasst jeder Ansteuerzyklus eine Ein-Periode, in der das Ansteuersignal GD einen Ein-Pegel aufweist, der den elektronischen Schalter einschaltet, und eine nachfolgende Aus-Periode, in der das Ansteuersignal GD einen Aus-Pegel aufweist, der den elektronischen Schalter ausschaltet. Zu Erläuterungszwecken sei angenommen, dass der Ein-Pegel einem hohen Signalpegel entspricht und der Aus-Pegel einem niedrigen Signalpegel entspricht. Eine Gesamtdauer Tp eines Ansteuerzyklus ist durch eine Dauer Ton der Ein-Periode plus einer Dauer Toff der Aus-Periode gegeben. Die Dauer Ton der Ein-Periode wird nachfolgend als Ein-Zeit bezeichnet und die Dauer Toff der Aus-Periode wird nachfolgend als Aus-Zeit bezeichnet.
  • Bezugnehmend auf 6 nimmt der Eingangsstrom Iin während der Ein-Zeit Ton zu und nimmt während der Aus-Zeit Toff ab. Bezugnehmend auf 1 verbindet der elektronische Schalter 31 während der Ein-Zeit die Primärwicklung 21 des Transformators mit dem Eingang 11, 12 wo die Eingangsspannung Vin zur Verfügung steht. Die Steigung des Anstiegs des Eingangsstroms Iin während der Ein-Zeit Ton ist im Wesentlichen proportional zu dem Spannungspegel der Eingangsspannung Vin und im Wesentlichen umgekehrt proportional zur Induktivität der Primärwicklung 21 bzw. des Transformators. Während der Ein-Zeit Ton entspricht eine Spannung V21 über der Primärwicklung im Wesentlichen der Eingangsspannung Vin und eine Spannung V22 über der Sekundärwicklung 22 entspricht im Wesentlichen –N22/N21·Vin, wobei N21 die Anzahl der Windungen der Primärwicklung 21 und N22 die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung 22 repräsentiert. Da die Spannung V22 über der Sekundärwicklung 22 während der Ein-Periode negativ ist (was dadurch bedingt ist, dass die Primärwicklung 21 und die Sekundärwicklung 22 entgegengesetzte Wicklungssinne besitzen) ist ein Strom I22 durch die Primärwicklung 22 während der Ein-Periode null.
  • Zu Beginn der Aus-Periode Toff ändert die Spannung V21 über der Primärwicklung 21 und folglich die Spannung V22 über der Sekundärwicklung 22 ihre Polarität und nimmt zu, bis die Spannung V22 über der Sekundärwicklung 22 im Wesentlichen der Ausgangsspannung Vout plus einer Spannung V41 über der Gleichrichterschaltung 41 entspricht. Bei der in 4 gezeigten Gleichrichterschaltung 41 entspricht die Spannung V41 im Wesentlichen der Flussspannung des Gleichrichterelements 411. Während der Aus-Zeit wird die Primärwicklung 21 entmagnetisiert und überträgt die Energie, die während der Ein-Zeit induktiv in der Primärwicklung 21 gespeichert wurde, an die Sekundärwicklung 22 bzw. den Ausgang 13, 14.
  • Die Ausgangsspannung Vout des getakteten Leistungswandlers kann geregelt werden durch Regeln der durchschnittlichen Eingangsleistung des getakteten Leistungswandlers in den einzelnen Ansteuerzyklen. Die durchschnittliche Eingangsleistung PAVG in einem Ansteuerzyklus ist gegeben durch:
    Figure DE102015101979B4_0002
    wobei PAVG die durchschnittliche Eingangsleistung in einem Ansteuerzyklus ist, Tp die Dauer des Ansteuerzyklus ist, Vin die Eingangsspannung ist und Iin der Eingangsstrom ist. Die Gleichung (1) basiert auf der Annahme, dass die Eingangsspannung Vin sich langsam im Vergleich zur Dauer Tp ändert, so dass die Eingangsspannung während eines Ansteuerzyklus als konstant angesehen werden kann.
  • Bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel beginnt ein neuer Ansteuerzyklus kurz nachdem der sekundärseitige Strom I22 auf null abgesunken ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die durchschnittliche Eingangsleistung PAVG in einem Ansteuerzyklus entweder durch Variieren der Ein-Zeit oder durch Variieren der Aus-Zeit variiert werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel regelt der Controller 10 die Ein-Zeit Ton basierend auf dem Rückkopplungssignal FB. Bei diesem Ausführungsbeispiel erzeugt der Controller 10 intern einen Schwellenpegel Ith basierend auf dem Rückkopplungssignal FB und schaltet den elektronischen Schalter 21 aus, wenn der Eingangsstrom Iin, der durch das Strommesssignal CS repräsentiert ist, die Stromschwelle Ith erreicht.
  • Verschiedene Kriterien können dazu verwendet werden, den Beginn der Ein-Periode festzulegen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel betreibt der Controller 10 den getakteten Leistungswandler in einem diskontinuierlichen Strombetrieb (Discontinuous Current Mode, DCM). In diesem Fall wird der elektronische Schalter 31 periodisch eingeschaltet, wobei die Schaltfrequenz so gewählt ist, dass der sekundärseitige Strom I22 in jedem Ansteuerzyklus auf null absinkt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel betreibt der Controller 10 den getakteten Leistungswandler in einem quasi resonanten (QR) Betrieb, in dem der Beginn eines neuen Ansteuerzyklus basierend auf einem Zeitpunkt gewählt wird, zu dem der sekundärseitige Strom I22 auf null abgesunken ist bzw. der Transformator entmagnetisiert wurde. Dies ist nachfolgend weiter im Detail erläutert.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der getaktete Leistungswandler dazu ausgebildet, die Ausgangsspannung Vout aus einer Eingangsspannung Vin mit einem variierenden Spannungspegel zu erzeugen. Die Eingangsspannung Vin kann beispielsweise zwischen 70 V und 380 V variieren. Da der Spannungspegel der Eingangsspannung Vin den Betrieb des getakteten Leistungswandlers beeinflussen kann, kann es wünschenswert sein, den Spannungspegel der Eingangsspannung Vin zu messen. Bezugnehmend auf die vorangehende Erläuterung wird der Spannungspegel der Eingangsspannung Vin basierend auf einem Spannungspegel der Hilfsspannung Vaux gemessen.
  • 6 veranschaulicht ein ideales Zeitdiagramm der Hilfsspannung Vaux. Aufgrund der induktiven Kopplung zwischen der Hilfswicklung 23 und der Primärwicklung 21 entspricht der Spannungspegel der Hilfsspannung Vaux während der Ein-Zeit Vaux = –N23/N21·Vin (2a), wobei N23 die Anzahl der Windungen der Hilfswicklung 23 repräsentiert. Während der Aus-Zeit entspricht der Spannungspegel der Hilfsspannung Vaux im Wesentlichen Vaux = N23/N22·(Vout + V41) (2b), so lange der Strom I22 durch die Sekundärwicklung 22 nicht auf null abgesunken ist. Wenn der sekundärseitige Strom I22 auf null absinkt, das heißt, wenn der Transformator vollständig entmagnetisiert ist, wird die sekundärseitige Spannung V22 und folglich die Hilfsspannung Vaux null.
  • Wie zuvor erläutert repräsentiert das in 6 gezeigte Zeitdiagramm einen theoretischen (idealen) Fall. In einer realen Schaltung können parasitäre Bauelemente, wie beispielsweise parasitäre Kapazitäten des Transformators, Schwingungen der Hilfsspannung Vaux bewirken, insbesondere nachdem der Transformator entmagnetisiert wurde. Dies ist anhand von 10 nachfolgend weiter im Detail erläutert. Außerdem können Schwingungen der Hilfsspannung Vaux am Beginn der Ein-Periode auftreten, so dass in einer bestimmten Zeitperiode nach dem Beginn der Ein-Periode die Hilfsspannung Vaux für die Eingangsspannung Vin nicht repräsentativ ist. Außerdem können es parasitäre Effekte in der Messschaltung erfordern, dass die Hilfsspannung Vaux im Wesentlichen stabil (stetig) ist, um den Spannungspegel der Hilfsspannung Vaux zuverlässig zu messen. Berücksichtigt man dies, so kann ein zuverlässiges Messen der Eingangsspannung Vin basierend auf der Hilfsspannung Vaux während der Ein-Periode es erforderlich machen, dass die Ein-Zeit Ton länger ist als eine vordefinierte Dauerschwelle. Diese Dauerschwelle berücksichtigt die Dauer von Schwingungseffekten zu Beginn der Ein-Periode und die Eigenschaften der Messschaltung 6. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die minimale Ein-Zeit TonMIN insbesondere zwischen 0,9 Mikrosekunden (μs) und 1,1 Mikrosekunden (μs). Allerdings kann es Betriebsszenarien geben, in denen die Ein-Zeit in den einzelnen Ansteuerzyklen kürzer ist als die minimale Ein-Zeit TonMIN. Dies ist unten erläutert.
  • Um den elektronischen Schalter 31 mit einer Schaltfrequenz zu betreiben, die oberhalb des akustischen Bereichs liegt, und um in der Lage zu sein, den getakteten Leistungswandler mit relativ kleinen Spulen zu realisieren, können Schaltfrequenzen von 20 kHz bis 100 kHz (beispielsweise 60 kHz) wünschenswert sein. Wenn der Leistungsverbrauch der Last Z relativ gering ist, wird die Untergrenze der Schaltfrequenz anhand von Effizienzerwägungen ausgewählt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Dauer der Ein-Periode Ton kleiner als 1 Mikrosekunde oder sogar 0,5 Mikrosekunden werden. Dies steht allerdings im Widerspruch zum Einstellen der Ein-Periode Ton derart, dass sie höher ist als eine vordefinierte Dauerschwelle (TonMIN), um die Eingangsspannung Vin zuverlässig zu messen.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines durch den Controller 10 durchgeführten Verfahrens, das es dem getakteten Leistungswandler erlaubt, einen Betriebsparameter, wie beispielsweise die Eingangsspannung Vin, unabhängig von einem Leistungsverbrauch der Last Z zuverlässig zu messen, ist unten anhand von 7 erläutert. 7 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Controllers 10 und, genauer, den Betrieb der Steuereinheit 5 in dem Controller 10 veranschaulicht.
  • Zu Beginn des getakteten Betriebs (bei 101 in 7) beginnt eine Zähloperation. Dies ist repräsentiert durch Setzen eines Zählerparameters auf null (I = null) (bei 102 in 2). „Beginnen des getakteten Betriebs” bedeutet, dass der Controller 10 beginnt, den elektronischen Schalter 31 in aufeinanderfolgenden Ansteuerzyklen anzusteuern, wobei in jedem Ansteuerzyklus der elektronische Schalter 31 für eine Ein-Periode eingeschaltet wird und für eine nachfolgende Aus-Periode ausgeschaltet wird. Nach dem Beginn des getakteten Betriebs steuert der Controller 10 die Dauer der Ein-Periode Ton, um die Ausgangsspannung Vout zu regeln. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst dies das Steuern der Ein-Zeit Ton basierend auf dem Rückkopplungssignal FB. Am oder nach dem Ende der Ein-Zeit Ton vergleicht der Controller 10 die Dauer Ton der Ein-Periode mit einer Dauerschwelle TonREF (bei 104 in 7). Die Dauerschwelle repräsentiert die minimale Ein-Zeit TonMIN, die benötigt wird, um den Betriebsparameter zuverlässig zu messen. Wenn die Ein-Zeit Ton länger ist als die Dauerschwelle TonREF wird der während der Ein-Zeit gemessene Betriebsparameter gespeichert (bei 105 in 7) und der Controller 10 startet den Zählbetrieb neu. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der während der Ein-Zeit gemessene Betriebsparameter die Eingangsspannung Vin. In diesem Fall wird eine Darstellung der Eingangsspannung Vin, wie beispielsweise das in 1 gezeigte Messsignal SVin gespeichert.
  • Wenn die Ein-Zeit Ton kürzer ist als die Dauerschwelle TonREF, wird der gemessene Betriebsparameter (wenn überhaupt einer gemessen wurde) nicht gespeichert und die Zählvariable wird erhöht (bei 106 in 7). Zu diesem Zeitpunkt repräsentiert die Zählvariable i die Anzahl der aufgetretenen aufeinanderfolgenden Ein-Perioden mit Ein-Zeiten kürzer als die Dauerschwelle. Die Zählvariable wird dann mit einer Schwelle iREF (bei 107 in 7) verglichen. Wenn die Zählvariable nicht mit der Schwelle iREF übereinstimmt, geht das Verfahren weiter zu dem nächsten Ansteuerzyklus, indem die Ein-Zeit wieder gesteuert wird, um die Ausgangsspannung Vout zu regeln. Wenn die Zählvariable allerdings die Schwelle iREF erreicht hat, erzwingt der Controller 10 im nächsten Ansteuerzyklus, dass die Ein-Zeit wenigstens so lang ist, wie die Dauerschwelle TonREF. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Dauerschwelle TonREF so gewählt, dass der externe Parameter in dieser Zeitperiode zuverlässig gemessen werden kann. Nachfolgend wird eine Ein-Zeit, die kürzer ist als die Schwelle TonREF als kurze Ein-Zeit bezeichnet.
  • Bei dem anhand von 7 erläuterten Verfahren wird erzwungen, dass die Ein-Periode in einem Ansteuerzyklus eine Ein-Zeit Ton besitzt, die der Dauerschwelle TonREF entspricht oder länger ist, wenn eine vordefinierte Anzahl von Ansteuerzyklus vergangen sind, in denen die Dauer der Ein-Periode kürzer war als die Dauerschwelle TonREF. Bei dem anhand von 7 erläuterten Verfahren entspricht die vordefinierte Anzahl der Zählerschwelle iREF. Lediglich zu Erläuterungszwecken sei angenommen, dass die Zählvariable i nach jedem Ansteuerzyklus mit einer Ein-Zeit Ton kürzer als die Dauerschwelle inkrementiert wird. Es sei erwähnt, dass andere Zählverfahren ebenso verwendet werden können. Gemäß einen Ausführungsbeispiel (nicht dargestellt) wird die Zählvariable zu Beginn auf einen von null unterschiedlichen Startwert gesetzt und die Zählvariable wird nach jedem Ansteuerzyklus mit einer Ein-Zeit kürzer als die Dauerschwelle dekrementiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Zählerschwelle iREF kleiner als der Startwert und die Differenz zwischen dem Startwert und der Dauerschwelle iREF repräsentiert die Anzahl von aufeinanderfolgenden Ansteuerzyklen mit kurzen Ein-Perioden, die vergehen können, bevor der Controller 10 erzwingt, dass die Ein-Periode Ton in einem Ansteuerzyklus wenigstens gleich der Dauerschwelle TonREF ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zählt der Controller 10 nicht die Anzahl der Ansteuerzyklen mit kurzen Ein-Zeiten, sondern misst die Zeit, die vergangen ist, seit der Betriebsparameter das letzte Mal gespeichert wurde. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird in Schritt 107 ein Timer auf eine Startzeit gesetzt, Schritt 106 kann weggelassen werden, und in Schritt 107 überprüft der Controller 10, ob der Timer eine Endzeit erreicht hat. Der Timer wird jedes Mal dann zurückgesetzt, wenn ein Betriebsparameter gespeichert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel erzwingt der Controller 10, dass die Ein-Zeit Ton in einem Ansteuerzyklus wenigstens der Dauerschwelle TonREF entspricht, wenn ein neuer (aktualisierter) Betriebsparameter für länger als eine vordefinierte Zeitdauer nicht gespeichert wurde, wobei diese Zeitdauer durch die Zeitdifferenz zwischen der Startzeit und der Endzeit des Timers gegeben ist. Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel kann die Ein-Zeit Ton so eingestellt werden, dass sie wenigstens der Dauerschwelle TonREF entspricht, durch geeignetes Einstellen des Spitzenstroms. Beispielsweise führt das Einstellen einer Stromschwelle iTH, die den Spitzenstrom definiert (vergleiche 15), auf einen Referenz-Spitzenstromwert IthREF zu einer Ein-Zeit Ton, die gleich oder größer ist als die erwähnte Referenzdauer TonREF.
  • Nachfolgend wird der Betrieb des Controllers zum Erzwingen der Ein-Zeit Ton, dass sie gleich oder länger als die Schwelle TonREF ist, als Einfügen eines Messpulses bezeichnet, da dieser Puls des Ansteuersignals hauptsächlich dazu dient, den Betriebsparameter zu messen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die vordefinierte Anzahl von Ansteuerzyklen mit kurzen Ein-Zeiten, die vergehen können, bevor der Controller 10 einen Messpuls einfügt, oder die vordefinierte Zeitdauer, die vergehen kann, fest vorgegeben. Bei dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel repräsentiert der Parameter iREF diese Anzahl. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird diese Anzahl oder Zeitdauer in die Steuereinheit 5 programmiert.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel (in 8 dargestellt) kann die vordefinierte Anzahl oder die vordefinierte Zeitdauer variieren. Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die vordefinierte Anzahl oder die vordefinierte Zeitdauer geändert, nachdem der Controller 10 die lange Ein-Periode erzwungen hat. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Controller 10 eine Nachschlagetabelle enthalten, in der verschiedene Anzahlen oder Zeitdauern gespeichert sind, und der Controller 10 kann dazu ausgebildet sein, eine dieser Anzahlen oder Zeitdauern aus der Nachschlagetabelle auszuwählen. Zeitdauern werden beispielsweise aus einem Bereich zwischen 1 ms und 10 ms, insbesondere 5 ms und 10 ms, ausgewählt.
  • Bei dem anhand der 7 und 8 erläuterten Verfahren wird die Ein-Zeit Ton der Ein-Periode nach jedem Ansteuerzyklus mit der Dauerschwelle TonREF verglichen. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel vergleicht der Controller 10 die Dauer Ton der Ein-Periode mit der Dauerschwelle nur jedem 2., 3., 4. oder ähnlichem, Ansteuerzyklus.
  • Ein Betrieb des Controllers 10, in dem der Controller 10 die Ein-Zeit in einem Ansteuerzyklus steuert, um die Ausgangsspannung Vout zu regeln, kann als erste Betriebsart bezeichnet werden. Eine Betriebsart, in der der Controller 10 erzwingt, dass die Ein-Zeit gleich der oder länger als die Dauerschwelle ist (das heißt, einen Messpuls einfügt), kann als zweite Betriebsart bezeichnet werden. Damit arbeitet der Controller 10 in der ersten Betriebsart, außer der Betriebsparameter wurde für eine vordefinierte Anzahl von Ansteuerzyklen oder für eine vordefinierte Zeitdauer nicht aktualisiert. Da der Betriebsparameter, wie beispielsweise die Eingangsspannung Vin, variieren kann, kann ein Aktualisieren des Betriebsparameters notwendig sein, um in der Lage zu sein, die Ausgangsspannung Vout korrekt zu regeln. In solchen Ansteuerzyklen, in denen der Controller 10 einen Messpuls einfügt, kann die durchschnittliche Eingangsleistung (die Energie) die in dem jeweiligen Ansteuerzyklus erhalten wird, höher sein, als zum Regeln der Ausgangsspannung Vout benötigt wird. Da solche Messimpulse allerdings sporadisch eingefügt werden, beeinflussen (stören) sie die Regelung der Ausgangsspannung Vout nicht wesentlich.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird nur ein Messpuls eingefügt, wenn der Betriebsparameter für die vordefinierte Anzahl von Ansteuerzyklen oder für die vordefinierte Zeitdauer nicht aktualisiert wurde. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden anstatt nur eines Messpulses zwei oder drei Messpulse eingefügt.
  • 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Steuereinheit 5, die das Ansteuersignal GD basierend auf dem Rückkopplungssignal FB und dem von der Messschaltung 6 erhaltenen Betriebsparameter SVin erzeugt. Die in 5 gezeigte Steuereinheit 5 umfasst eine digitale Verarbeitungseinheit 50, wie beispielsweise einen Mikrocontroller. Die Verarbeitungseinheit 50 erhält eine digitale Darstellung des Rückkopplungssignals FB von einem Analog-/Digital-Wandler (Analog-to-Digital Converter, ADC) 54, der das Rückkopplungssignal FB erhält. Die Verarbeitungseinheit 50 erhält außerdem eine digitale Darstellung des Betriebsparameters SVin von einem ADC 55, der den Betriebsparameter SVin erhält. Die Steuereinheit 5 umfasst außerdem ein Flipflop 51, das das Ansteuersignal GD basierend auf einem Ein-Signal SON und einem Aus-Signal SOFF erzeugt. Das Ausgangssignal des Flipflops 51 ist ein Logiksignal, das einen von einem Ein-Pegel und einem Aus-Pegel annimmt. Der Ein-Pegel schaltet den elektronischen Schalter 31 ein und der Aus-Pegel schaltet den elektronischen Schalter 31 aus. Optional ist ein Treiber 52 zwischen den Ausgang des Flipflops 51 und den elektronischen Schalter geschaltet. Der Treiber 52 ist dazu ausgebildet, einen Signalpegel des Ausgangssignals des Flipflops 51 an einen Signalpegel anzupassen, der geeignet ist, den elektronischen Schalter 31 anzusteuern. Bei dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Flipflop 51 als ein RS-Flipflop ausgebildet. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Eine beliebige andere Art von Flipflop oder Bauelement, das zwei unterschiedliche Zustände annehmen kann, kann ebenso verwendet werden.
  • Bezugnehmend auf 9 umfasst die Steuereinheit 5 außerdem eine Ein-Schaltung 7, die dazu ausgebildet ist, den elektronischen Schalter 31 über das Flipflop 51 einzuschalten, und eine Aus-Schaltung 8, die dazu ausgebildet ist, den elektronischen Schalter 31 über das Flipflop 51 auszuschalten. Bei dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel erzeugt die Ein-Schaltung ein Ein-Signal und die Aus-Schaltung erzeugt ein Aus-Signal. Die Ein-Schaltung 7 ist dazu ausgebildet, das Flipflop 51 zu setzen (um den elektronischen Schalter 31 einzuschalten) durch Erzeugen eines vordefinierten Signalpegels oder einer vordefinierten Flanke des Ein-Signals SON. Entsprechend ist die Aus-Schaltung 8 dazu ausgebildet, das Flipflop 51 zurückzusetzen (um den elektronischen Schalter 31 auszuschalten) durch Erzeugen eines vordefinierten Signalpegels oder einer vordefinierten Flanke des Aus-Signals SOFF.
  • Bezugnehmend auf 9 umfasst die Steuereinheit 5 außerdem eine Zeitmessschaltung 53, die dazu ausgebildet ist, die Ein-Zeiten Ton der einzelnen Ansteuerzyklen zu messen. Bei dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel erhält die Zeitmessschaltung 53 das Ein-Signal SON und das Aus-Signal SOFF. Die Zeitmessschaltung 53 ist dazu ausgebildet, basierend auf diesen Signalen SON, SOFF eine Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Ein-Schaltung 7 den elektronischen Schalter 31 einschaltet, und dem Zeitpunkt, zu dem die Aus-Schaltung 8 den elektronischen Schalter 31 ausschaltet, zu berechnen. Ein Messsignal STon, das durch die Zeitmessschaltung 53 an die Verarbeitungseinheit 50 geliefert wird, repräsentiert die Ein-Zeit Ton der Ein-Periode eines Ansteuerzyklus.
  • Die Ein-Schaltung 7 und die Aus-Schaltung 8 werden durch die Verarbeitungseinheit 50 gesteuert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel steuert die Verarbeitungseinheit 50 die Ein-Schaltung 7 derart, dass die Ein-Schaltung den elektronischen Schalter 31 bei einer durch die Verarbeitungseinheit 50 definierten Schaltfrequenz einschaltet. In diesem Fall betreibt der Controller 10 den getakteten Leistungswandler in DCM.
  • Die Aus-Schaltung 8 erhält das Strommesssignal CS, das den Eingangsstrom Iin repräsentiert, von dem Stromsensor und ein Stromschwellensignal CSth von der Verarbeitungseinheit 50. Das Stromschwellensignal CSth repräsentiert die Stromschwelle Ith, bei der das Ausschalten des elektronischen Schalters 31 gewünscht ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel schaltet die Aus-Schaltung 8 den elektronischen Schalter 31 basierend auf dem Strommesssignal CS und dem Stromschwellensignal CSth beispielsweise jedes Mal dann aus, wenn das Messsignal CS anzeigt, dass der Eingangsstrom Iin das Schwellensignal ITH erreicht hat.
  • Bezugnehmend auf die vorangehende Erläuterung können Schwingungen der Hilfsspannung Vaux auftreten, nachdem der Transformator entmagnetisiert wurde und bevor der elektronische Schalter 31 wieder eingeschaltet wird. 10 zeigt Zeitdiagramme des Eingangsstroms Iin, des sekundärseitigen Stroms I22 und der Hilfsspannung Vaux in einem Ansteuerzyklus, in dem Schwingungen der Hilfsspannung Vaux auftreten. Bezugnehmend auf 10 geht die oszillierende Hilfsspannung Vaux periodisch durch null und besitzt periodisch lokale Minima (Täler). Schwingungen der Hilfsspannung Vaux treten auf, weil parasitäre Schwingungen der Primärspannung V21 auftreten, nachdem der Transformator entmagnetisiert wurde. Diese parasitären Schwingungen werden durch parasitäre Kapazitäten (nicht dargestellt) des Transformators hervorgerufen (eine dieser parasitären Kapazitäten kann als parallel geschaltet zu der Primärwicklung 21 angenommen werden und die andere der parasitären Kapazitäten kann als parallel geschaltet zu dem elektronischen Schalter 31 angenommen werden). Es kann gezeigt werden, dass jedes Mal dann, wenn die Hilfsspannung Vaux ein Tal hat, die Spannung über den elektronischen Schalter 31 einen Minimalwert besitzt, der durch die parasitären Schwingungen bewirkt wird. Um Schaltverluste zu reduzieren, kann es wünschenswert sein, den elektronischen Schalter 31 einzuschalten, wenn sich die Hilfsspannung Vaux im Wesentlichen in einem Tal befindet.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel, das in 11 dargestellt ist, umfasst der getaktete Leistungswandler einen Nulldurchgangsdetektor 9, der die Hilfsspannung Vaux erhält und der dazu ausgebildet ist, basierend auf Nulldurchgängen der Hilfsspannung Vaux Täler (engl.: valleys) der Hilfsspannung Vaux zu detektieren. Die Schwingungsfrequenz (oder Schwingungsperiode) kann am Ende des Herstellungsprozesses berechnet oder gemessen werden, und die Information über diese Frequenz kann in dem Kontroller gespeichert werden. Basierend auf der Nulldurchgangs- und Frequenzinformation kann der Controller 10, insbesondere der Nulldurchgangsdetektor 9, ein Tal detektieren, das nach einer definierten Zeit (beispielsweise einem Viertel der Schwingungsperiode für das erste Tal) nach dem Nulldurchgang auf der fallenden Flanke von Vaux auftritt. Der Nulldurchgangsdetektor ist dazu ausgebildet, ein Signal SZCD auszugeben, das die Zeit des Minimums der Schwingung auf Vaux repräsentiert. Der Zeitpunkt, bei dem vordefiniertes Tal der Hilfsspannung Vaux auftritt, wird angezeigt durch Verzögern des detektierten Nulldurchgangs der fallenden Flanke von Vaux, um eine geeignete Verzögerungszeit (beispielsweise ein Viertel der Schwingungsperiode, wie oben erläutert). Bezugnehmend auf 10 kann die Hilfsspannung Vaux mehrere Täler aufweisen, bevor der elektronische Schalter 31 wieder eingeschaltet wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit 5 dazu ausgebildet, das Signal SZCD derart zu erzeugen, dass das Signal SZCD eine Information über die Zeit enthält, zu der ein Tal mit einer vordefinierten Rangnummer auftritt. In jedem Ansteuerzyklus zeigt die Rangnummer den Rang eines Tals in der Reihe von Tälern an, die nach dem ersten Nulldurchgang der Hilfsspannung Vaux auftreten können. Beispielsweise kann das erste Tal nach dem ersten Nulldurchgang die Rangnummer 1 haben. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Signal SZCD einen Signalpuls jedes Mal dann, wenn das Tal mit der vordefinierten Rangnummer detektiert wird.
  • Die vordefinierte Rangnummer kann sich während des Betriebs ändern. Das heißt, es kann Betriebsszenarien geben, in denen es wünschenswert ist, beim ersten Tal einzuschalten, während es bei anderen Betriebsszenarien wünschenswert sein kann, später einzuschalten (das heißt, bei einem Tal mit einer höheren Rangnummer). Gemäß einem Ausführungsbeispiel liefert die Verarbeitungseinheit 5 die Information darüber, an den Nulldurchgangsdetektor 9, welches Tal in jedem Ansteuerzyklus der Nulldurchgangsdetektor 9 detektieren soll.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel (das in 9 in gestrichelten Linien dargestellt ist) erhält die Ein-Schaltung 7 das Ausgangssignal SZCD des Nulldurchgangsdetektors 9 und schaltet den elektronischen Schalter 31 jedes Mal dann ein, wenn das Signal SZCD anzeigt, dass ein vordefiniertes Tal der Hilfsspannung Vaux detektiert wurde (das heißt, das Tal tritt ein Viertel der Schwingungsperiode nach dem Nulldurchgang auf), um dadurch den getakteten Leistungswandler in QR-Betrieb zu betreiben.
  • 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Steuereinheit 5 weiter im Detail. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält die Ein-Schaltung 7 ein ANG-Gatter 71, das das Ausgangssignal SZCD von dem Nulldurchgangsdetektor 9 und ein Ausgangssignal von einem Komparator 72 erhält. Der erste Komparator 72 erhält ein erstes Konfigurationssignal CFG1 von der Verarbeitungseinheit 50 und ein Zählersignal S531 von einem Zähler 531 in der Zeitmessschaltung 53. Dieser Zähler 531 wird durch das Ein-Signal SON jedes Mal dann zurückgesetzt, wenn der elektronische Schalter 31 eingeschaltet wird, das heißt zu Beginn jeder Ein-Periode. Damit definiert das Einschalten des elektronischen Schalters 31 den Beginn eines Ansteuerzyklus, das Zählersignal S531 repräsentiert die Zeit, die seit dem Beginn des Ansteuerzyklus vergangen ist. Das erste Konfigurationssignal CFG1 repräsentiert eine minimale Dauer des Ansteuerzyklus. Das heißt, der elektronische Schalter 31 kann nicht eingeschaltet werden, bevor die minimale Dauer des Ansteuerzyklus vergangen ist. Bei dem in 12 dargestellten Ausführungsbeispiel wird dies erreicht durch UND-Verknüpfen eines Ausgangssignals des ersten Komparators 72 mit dem Ausgangssignal SZCD des Nulldurchgangsdetektors 9, um das Ein-Signal SON zu erzeugen. Das Ausgangssignal des ersten Komparators 72 nimmt erst dann einen Signalpegel an, der es dem Ausgangssignal des Nulldurchgangsdetektors 9 ermöglicht, den elektronischen Schalter 31 einzuschalten, nachdem die durch das erste Konfigurationssignal CFG1 definierte Zeitdauer vergangen ist.
  • Die Zeitmessschaltung 53 umfasst außerdem eine Erfassungseinheit 532, die das Zählersignal S531 und das Aus-Signal SOFF erhält. Die Erfassungseinheit 532 erfasst das Zählersignal (den Zählerstand) S531 zu dem Zeitpunkt, zu dem das Aus-Signal SOFF den elektronischen Schalter 31 ausschaltet und gibt den erfassten Zählerstand als das Signal STon, das die Dauer der Ein-Periode repräsentiert, an die Verarbeitungseinheit 50 weiter. Basierend auf diesem Signal STon ermittelt die Verarbeitungseinheit 50, ob die Ein-Zeit Ton kürzer war als die Dauerschwelle TonREF.
  • Bezugnehmend auf 12 umfasst die Aus-Schaltung 8 einen ersten Komparator 82, der eine digitale Darstellung des Strommesssignals erhält. Der erste Komparator erhält außerdem das Stromschwellensignal CSth. Die Aus-Schaltung 8 umfasst außerdem einen zweiten Komparator 83, der den Zählerstand S531 und ein zweites Konfigurationssignal CFG2 von der Verarbeitungseinheit 50 erhält. Das zweite Konfigurationssignal CFG2 repräsentiert eine minimale Ein-Periode des elektronischen Schalters 31. Ein ODER-Gatter 81 erhält Ausgangssignale von den ersten und zweiten Komparatoren 82, 83. Bei diesem Ausführungsbeispiel schaltet die Aus-Schaltung 8 den elektronischen Schalter 31 entweder dann aus, wenn der Eingangsstrom Iin, der durch das Strommesssignal CS repräsentiert ist, die durch das Signal CSth repräsentierte Stromschwelle Ith erreicht, oder wenn der elektronische Schalter 31 (in 12 nicht gezeigt) für eine maximale Ein-Periode, die durch das zweite Konfigurationssignal CFG2 definiert ist, eingeschaltet war.
  • In der in 12 gezeigten Schaltung kann die Verarbeitungseinheit einen Messpuls einfügen durch Setzen des Strompegels auf einen Pegel, der hoch genug ist, dass die Ein-Zeit Ton TonREF entspricht oder länger ist.
  • 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Messschaltung 6, die dazu ausgebildet ist, die Hilfsspannung Vaux zu messen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Spannungsteiler mit zwei Widerständen 61, 62 parallel zu der Hilfswicklung 23 geschaltet. Ein Spannungsregler 63 ist an einen Abgriff des Spannungsteilers gekoppelt und ist dazu ausgebildet, eine Spannung V62 über den Widerstand 62 so zu regeln, dass sie im Wesentlichen einer Referenzspannung V62REF entspricht. Ein weiterer Stromsensor 64 erfasst einen Strom Is, den der Spannungsregler 63 an den Abgriff liefert, um die Spannung V62 zu regeln. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Widerstandwert R62 des Widerstands 62 wesentlich kleiner als ein Widerstandswert R61 des anderen Widerstands 61 (R62 << R61). In diesem Fall kann angenommen werden, dass der Strom Is im Wesentlichen durch den Widerstand 61 fließt. Außerdem kann die Referenzspannung V62REF so eingestellt werden, dass sie wesentlich kleiner ist als die Hilfsspannung Vaux während der Ein-Zeit. Damit entspricht eine Spannung V61 über dem Widerstand 61 im Wesentlichen der Hilfsspannung Vaux, so dass basierend auf dem bekannten Widerstandswert A61 des Widerstands 61 die Hilfsspannung Vaux aus dem Strom Is wie folgt berechnet werden kann: Vaux = Is·R61. (3).
  • Damit ist der durch den weiteren Stromsensor 64 gemessene Strom Is eine Darstellung der Hilfsspannung Vaux, und ist daher eine Darstellung der Eingangsspannung Vin. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Referenzspannung V62REF zwischen –100 mV und –300 mV. Der Widerstandswert R61 des Widerstands 61 ist beispielsweise zwischen 5 kΩ und 30 kΩ. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Widerstandswert R62 des Widerstands 62 kleiner als 20% vom R61.
  • Bezugnehmend auf 13 erhält eine Abtast- und -halte-(A/H)-Schaltung 65 ein Messsignal von dem weiteren Stromsensor, wobei dieses Signal den Strom Is repräsentiert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel erhält die A/H-Schaltung 65 das Gate-Ansteuersignal GD und tastet ab und hält das Messsignal S64 jedes Mal dann, wenn das Gate-Ansteuersignal den elektronischen Schalter ausschaltet, das heißt, am Ende der Ein-Zeit. Damit repräsentiert das Betriebsparametersignal SVin die Eingangsspannung Vin, die durch die Hilfsspannung Vaux repräsentiert ist, am Ende jeder Ein-Zeit. Die Entscheidung, ob der durch das Betriebsparametersignal SVin repräsentierte Betriebsparameter gespeichert wird, wird durch die Verarbeitungseinheit basierend auf der gemessenen Ein-Zeit Ton getroffen.
  • 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Spannungsreglers 63, der in 13 gezeigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst der Spannungsregler 63 einen Operationsverstärker 631, der die Referenzspannung V62REF von einer Referenzspannungsquelle 632 an einem ersten Eingang erhält. Außerdem erhält der Operationsverstärker 631 die Spannung V62 über den Widerstand 62 an einen zweiten Eingang.
  • In der obigen Erläuterung wird angenommen, dass der elektronische Schalter 31 ausschaltet, wenn der Eingangsstrom Iin die Stromschwelle Ith erreicht. Allerdings gibt es aufgrund unvermeidlicher Laufzeitverzögerungen in dem Controller 10 und in dem Schalter 31 eine Verzögerungszeit zwischen dem Zeitpunkt, wenn der Eingangsstrom Iin die Stromschwelle Ith erreicht, und den Zeitpunkt, wenn der elektronische Schalter 31 ausschaltet. Dies ist in 15 veranschaulicht. In 15 bezeichnet Δt die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt, wenn die Aus-Schaltung 8 (basierend auf dem Signal CS) detektiert, dass der Eingangsstrom Iin die Stromschwelle Ith erreicht hat, und dem Zeitpunkt, wenn der elektronische Schalter 31 ausschaltet. Bezugnehmend auf 12 kann diese Zeitverzögerung durch Laufzeitverzögerungen in dem Komparator 82, dem ODER-Gatter 81, dem Flipflop 51 und dem Treiber 52 und zusätzlich durch unvermeidliche Schaltverzögerungen in dem elektronischen Schalter 31 verursacht sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Controller 10 dazu ausgebildet, diese Verzögerungszeit Δt zu kompensieren. Das heißt, der Controller 10, insbesondere die Verarbeitungseinheit 50, berücksichtigt einen Anstieg ΔIin des Eingangsstroms Iin während dieser Zeitdifferenz Δt beim Berechnen des Stromschwellensignals CSth (das Ith repräsentiert) basierend auf dem Rückkopplungssignal FB. Allerdings ist diese Stromdifferenz ΔIin abhängig von der Eingangsspannung Vin, da die Steigung des Eingangsstroms Iin abhängig ist von der Eingangsspannung. Das heißt, bei einer gegebenen Zeitdifferenz Δt nimmt die Stromdifferenz ΔIin zu, wenn die Eingangsspannung Vin zunimmt. Damit berücksichtigt die Verarbeitungseinheit 50 die gemessene Eingangsspannung Vin bei der Verzögerungskompensation.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das zweiten Konfigurationssignal CFG2, welches die maximal Ein-Periode definiert, abhängig von der Eingangsspannung Vin, um die maximale Eingangsleistung der getakteten Leistungsversorgung zu begrenzen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel nimmt die maximale Ein-Periode ab, wenn die Eingangsspannung Vin zunimmt.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Hilfswicklung 23 auch dazu verwendet, eine Versorgungsspannung Vcc an den Controller 10 zu liefern. Bei diesem Ausführungsbeispiel, das in 16 dargestellt ist, erhält ein Gleichrichter 19, der beispielsweise eine Diode 191 und einen Kondensator 192 enthält, die Hilfsspannung Vaux. Die Versorgungsspannung Vcc steht bei diesem Ausführungsbeispiel über dem Kondensator 192 zur Verfügung.
  • Es sei erwähnt, dass die zuvor erläuterten Prinzipien nicht darauf beschränkt sind, im Zusammenhang mit einem Sperrwandler verwendet zu werden, sondern auch in anderen Arten von Wandlern ebenso verwendet können. 17 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Hochsetzstellers (engl.: boost converter), der eine Spule 21 aufweist, die in Reihe zu einem elektronischen Schalter 31 geschaltet ist, wobei diese Reihenschaltung an den Eingang 11, 12 angeschlossen ist. Eine Hilfswicklung 23 ist induktiv mit der Spule 21 gekoppelt, und eine Messschaltung 6 erhält eine Hilfsspannung Vaux. Die Hilfswicklung 23 und die Spule 21 besitzen gleiche Wicklungssinne, so dass die Hilfsspannung die Spannung über der Spule 21 repräsentiert. Wenn der elektronische Schalter 31 eingeschaltet wird, entspricht die Spannung V21 über der Spule im Wesentlichen der Eingangsspannung Vin, so dass die Hilfsspannung Vaux die Eingangsspannung Vin während der Ein-Periode des elektronischen Schalters 31 repräsentiert. Wie bei den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen steuert ein Controller 10 den elektronischen Schalter 21 abhängig von einem Rückkopplungssignal FB an, um eine Ausgangsspannung Vout zu regeln. Das Rückkopplungssignal FB basiert auf der Ausgangsspannung Vout.
  • Obwohl verschiedene beispielhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, ist es für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, die einige der Vorteile der Erfindung erreichen, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Es ist für Fachleute offensichtlich, dass andere Komponenten, die dieselben Funktionen erfüllen, ersatzweise verwendet werden können. Es sei erwähnt, dass Merkmale, die im Zusammenhang mit einer speziellen Figur erläutert wurden, mit Merkmalen anderen Figuren kombiniert werden können, auch in den Fällen, in denen dies nicht explizit erwähnt wurde. Außerdem können die Verfahren der Erfindung entweder als reine Softwareimplementierungen unter Verwendung geeigneter Prozessorbefehle oder als Hybrid-Implementierungen, die eine Kombination von Hardwarelogik und Softwarelogik verwenden, um dieselben Ergebnisse zu erreichen, erreicht werden. Es ist beabsichtigt, dass solche Modifikationen des erfinderischen Konzepts durch die beigefügten Ansprüche abgedeckt sind.
  • Bei einem oder mehreren Beispielen können die hierin beschriebenen Funktionen wenigstens teilweise in Hardware, wie beispielsweise spezielle Hardwarekomponenten oder ein Prozessor, realisiert werden. Allgemein können die Verfahren durch Hardware, Prozessoren, Software, Firmware oder beliebige Kombinationen hiervon erreicht werden. Wenn sie in Software realisiert sind, können die Funktionen als einer oder mehrere Befehle oder als Code auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder dahin übertragen werden und durch eine Hardware-basierte Verarbeitungseinheit ausgeführt werden. Computerlesbare Medien können computerlesbare Speichermedien enthalten, die einem greifbaren Medium, wie beispielsweise einem Datenspeichermedium, oder einem Kommunikationsmedium, einschließlich eines beliebigen Mediums, das eine Übertragung eines Computerprogramms von einem Ort zu einem anderen, beispielsweise entsprechend eines Übertragungsprotokolls, ermöglicht, entsprechen. Auf diese Weise entsprechen computerlesbare Medien im Allgemeinen (1) greifbaren computerlesbaren Speichermedien, die nicht transitorisch sind, oder (2) einen Kommunikationsmedium, wie beispielsweise einem Signal oder einer Trägerwelle. Datenspeichermedien können beliebige geeignete Medien sein, auf die durch einen oder mehrere Computer oder einen oder mehrere Prozessoren zugegriffen werden kann, um Befehle, Code und/oder Datenstrukturen zum Realisieren der in dieser Beschreibung beschriebenen Techniken zu erhalten. Ein Computerprogrammprodukt kann ein computerlesbares Medium enthalten.
  • Nur als Beispiel, und nicht einschränkend, kann ein solches computerlesbares Speichermedium enthalten: ein RAM, ein ROM, EEPROM, eine CD-ROM oder andere optische Plattenspeicher, magnetische Plattenspeicher oder andere magnetische Speicherbauelemente, einen Flash-Speicher oder ein beliebiges anderes Medium, das dazu verwendet werden kann, einen gewünschten Programmcode in der Form von Befehlen oder Datenstrukturen zu speichern und auf den durch einen Computer zugegriffen werden kann,. Auch wird eine beliebige Verbindung geeignet als computerlesbares Medium bezeichnet, das heißt, ein computerlesbares Übertragungsmedium. Wenn beispielsweise Befehle von einer Website, einem Server oder einer anderen entfernten Quelle unter Verwendung eines Koaxialkabels, eines Glasfaserkabels, einer Twisted-Pair-Leitung, einer digitalen Teilnehmerleitung (DSL) oder drahtlosen Technologien, wie beispielsweise Infrarot, Funk oder Mikrowelle, übertragen werden, dann sind das Koaxialkabel, das Glasfaserkabel, die Twisted-Pair-Leitung, DSL oder die drahtlosen Technologien, wie beispielsweise Infrarot, Funk und Mikrowelle in der Definition von Medium enthalten. Es sei allerdings erwähnt, dass computerlesbare Speichermedien und Datenspeichermedien keine Verbindungen, Trägerwellen, Signale oder andere transiente Medien enthalten, sondern stattdessen nicht-transiente greifbare_Speichermedien betreffen. Platte und Disk, wie sie hier verwendet werden, umfassen eine CD, eine Laserdisk, eine optische Disk, DVDs, eine Floppydisk und Bluray-Disks, wobei Platten üblicherweise Daten magnetischen reproduzieren, während Disks Daten optisch mit Lasern reproduzieren. Kombinationen des oben erwähnten sind ebenfalls durch computerlesbare Medien umfasst.
  • Befehle können durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden, wie beispielsweise eine oder mehrere zentrale Verarbeitungseinheiten (CPU, digitale Signalprozessoren (DSPs), allgemeinen Mikroprozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbare Logik-Arrays (FPGAs) oder andere äquivalente integrierte oder diskrete Logikschaltungen. Entsprechend kann der hierin verwendete Begriff „Prozessor” sich auf eine beliebige der vorangegangenen Strukturen oder auf andere Strukturen beziehen, die geeignet sind, die hierin beschriebenen Techniken zu implementieren. Zusätzlich kann gemäß einiger Aspekte die hierin beschriebene Funktionalität durch spezielle Hardware und/oder Softwaremodule realisiert werden, die dazu ausgebildet sind, zu kodieren und dekodieren oder die in einem kombinierten Codec enthalten sind. Auch könnten die Techniken in einer oder mehreren Schaltungen oder Logikelementen realisiert sein.
  • Die in dieser Beschreibung erläuterten Techniken können in einem weiten Bereich von Vorrichtungen oder Apparaten, einschließlich eines drahtlosen Handgeräts, einer integrierten Schaltung (IC) oder einer Gruppe von ICs (zum Beispiel einem Chipsatz) realisiert werden. Verschiedene Komponenten, Module oder Einheiten sind in dieser Beschreibung erläutert, um funktionelle Aspekte der Vorrichtung hervorzuheben, die dazu ausgebildet sind, die beschriebenen Verfahren zu realisieren, aber erfordern nicht notwendigerweise eine Realisierung durch unterschiedliche Hardwareeinheiten. Vielmehr können, wie oben beschrieben, verschiedene Einheiten in einer einzelnen Hardwareeinheit kombiniert werden oder durch eine Sammlung von zusammenarbeitenden Hardwareeinheiten bereitgestellt werden, einschließlich einem oder mehreren Prozessoren, wie oben beschrieben, in Verbindung mit geeigneter Hardware und/oder Firmware.

Claims (26)

  1. Verfahren, das aufweist: Ansteuern eines elektronischen Schalters (31) in einem getakteten Leistungswandler in aufeinanderfolgenden Ansteuerzyklen, wobei das Ansteuern des Schalters (31) in jedem der Ansteuerzyklen das Einschalten des elektronischen Schalters (31) für eine Ein-Periode und das nachfolgende Ausschalten des elektronischen Schalters (31) für eine Aus-Periode aufweist; Messen eines Betriebsparameters des getakteten Leistungswandlers während der Ein-Perioden der Ansteuerzyklen und Speichern des in einer Ein-Periode gemessenen Betriebsparameters, wenn eine Dauer der Ein-Periode ein vordefiniertes Kriterium erfüllt; und Erzwingen, dass die Ein-Periode eines Ansteuerzyklus das vordefinierte Kriterium erfüllt, wenn der Betriebsparameter für eine vordefinierte Anzahl von Ansteuerzyklen oder für eine vordefinierte Zeitdauer nicht gespeichert wurde.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Ein-Periode das vordefinierte Kriterium erfüllt, wenn sie länger ist als eine vordefinierte Zeitdauer.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Betriebsparameter eine Eingangsspannung (Vin) des getakteten Leistungswandlers ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der getaktete Leistungswandler einen Transformator (21, 22) mit einer Hilfswicklung (23) aufweist und bei dem das Auswerten des Betriebsparameters das Auswerten einer Spannung (Vaux) über der Hilfswicklung (23) aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Auswerten der Spannung (Vaux) über der Hilfswicklung (23) aufweist: Treiben eines Stroms (Is) in einen Abgriff eines Spannungsteilers, der parallel zu der Hilfswicklung (23) geschaltet ist, derart, dass eine Spannung (V61) über einen ersten Widerstand (61) des Spannungsteilers eine vordefinierte Spannung besitzt, und Messen des Stroms (Is) als Darstellung der Spannung (Vaux) über der Hilfswicklung (23).
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die eine von der vordefinierten Anzahl von Ansteuerzyklen und die vordefinierte Zeitdauer fest vorgegeben ist.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die eine der vordefinierten Anzahl von Ansteuerzyklen und die vordefinierte Zeitdauer derart variabel ist, dass sie geändert wird, nach dem Erzwingen, dass die Ein-Periode eines Ansteuerzyklus länger ist als eine Dauerschwelle.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, das weiterhin aufweist: in wenigstens einigen solcher Ansteuerzyklen, in denen nicht erzwungen wird, dass die Ein-Periode länger ist als eine Dauerschwelle, Einstellen der Dauer der Ein-Perioden basierend auf einem Ausgangssignal des getakteten Leistungswandlers.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Einstellen der Dauer der Ein-Perioden basierend auf einem Ausgangssignal des getakteten Leistungswandlers aufweist: Ausschalten des elektronischen Schalters (31), wenn eine vordefinierte maximale Dauer einer Ein-Periode erreicht wurde.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der getaktete Leistungswandler eine von einer Sperrwandlertopologie und einer Hochsetzstellertopologie aufweist.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der getaktete Leistungswandler einen Transformator (21, 22) mit einer Hilfswicklung (23) aufweist und bei dem das Verfahren weiterhin aufweist: Auswerten einer Spannung (Vaux) über der Hilfswicklung (23) und Beginnen der Ein-Perioden basierend auf dieser Auswertung.
  12. Ansteuerschaltung (10) für einen getakteten Leistungswandler, wobei die Ansteuerschaltung (10) dazu ausgebildet ist: einen elektronischen Schalter (31) des getakteten Leistungswandlers in aufeinanderfolgenden Ansteuerzyklen derart anzusteuern, dass in jedem der Ansteuerzyklen der elektronische Schalter (31) für Ein-Periode eingeschaltet und nachfolgend für eine Aus-Periode ausgeschaltet wird, einen Betriebsparameter des getakteten Leistungswandlers während der Ein-Perioden der Ansteuerzyklen zu messen und den in einer Ein-Periode gemessenen Betriebsparameter zu speichern, wenn eine Dauer der Ein-Periode ein vordefiniertes Kriterium erfüllt, und zu erzwingen, dass die Ein-Periode eines Ansteuerzyklus ein vordefiniertes Kriterium erfüllt, wenn der Betriebsparameter für eine vordefinierte Anzahl von Ansteuerzyklen oder für eine vordefinierte Zeitdauer nicht gespeichert wurde.
  13. Ansteuerschaltung (10) nach Anspruch 12, bei der eine Ein-Periode das vordefinierte Kriterium erfüllt, wenn sie länger ist als eine vordefinierte Zeitdauer.
  14. Ansteuerschaltung (10) nach einem der Ansprüche 12 und 13, bei dem der Betriebsparameter eine Eingangsspannung (Vin) des getakteten Leistungswandlers ist.
  15. Ansteuerschaltung (10) nach Anspruch 14, bei der die Ansteuerschaltung (10) dazu ausgebildet ist, eine Spannung (Vaux) über einer Hilfswicklung (23) eines Transformators (21, 22) auszuwerten, um den Betriebsparameter auszuwerten.
  16. Ansteuerschaltung (10) nach Anspruch 15, bei der die Ansteuerschaltung (10) dazu ausgebildet ist: einen Strom (Is) in einen Abgriff eines Spannungsteilers, der parallel zu der Hilfswicklung (23) geschaltet ist, derart zu treiben, dass eine Spannung (V61) über einem ersten Widerstand (61) des Spannungsteilers eine vordefinierter Spannung aufweist, und der Strom (Is) als Darstellung der Spannung (Vaux) über der Hilfswicklung (23) zu messen.
  17. Ansteuerschaltung (10) nach einem der Ansprüche 12–16, bei der die eine der vordefinierten Anzahl von Ansteuerzyklen und der vordefinierten Zeitdauer fest vorgegeben ist.
  18. Ansteuerschaltung (10) nach einem der Ansprüche 12–17, bei der die Ansteuerschaltung (10) dazu ausgebildet ist, eine der vordefinierten Anzahl von Ansteuerzyklen und der vordefinierten Zeitdauer derart zu variieren, dass sie sich ändert, nachdem erzwungen wurde, dass die Ein-Periode eines Ansteuerzyklus länger ist als eine Dauerschwelle.
  19. Ansteuerschaltung (10) nach einem der Ansprüche 12–18, die weiterhin dazu ausgebildet ist, in wenigstens einigen solcher Ansteuerzyklen, in denen nicht erzwungen wird, dass die Ein-Periode länger ist als eine Dauerschwelle, die Dauer der Ein-Perioden basierend auf einer Ausgangsleistung des getakteten Leistungswandlers einzustellen.
  20. Ansteuerschaltung (10) nach Anspruch 19, die weiterhin dazu ausgebildet ist, den elektronischen Schalter (31) auszuschalten, wenn eine vordefinierte maximale Dauer einer Ein-Periode erreicht wurde.
  21. Ansteuerschaltung (10) nach einem der Ansprüche 12–20, die weiterhin dazu ausgebildet ist, eine Spannung (Vaux) über eine Hilfswicklung (23) eines Transformators (21, 22) auszuwerten und die Ein-Perioden basierend auf dieser Auswertung zu beginnen.
  22. Getakteter Leistungswandler, der aufweist: einen elektronischen Schalter (31); und eine Ansteuerschaltung (10), wobei die Ansteuerschaltung (10) dazu ausgebildet ist, den elektronischen Schalter (31) des getakteten Leistungswandlers in aufeinanderfolgenden Ansteuerzyklen derart anzusteuern, dass in jedem der Ansteuerzyklen der elektronische Schalter (31) für eine Ein-Periode eingeschaltet und nachfolgend für eine Aus-Periode ausgeschaltet wird, einen Betriebsparameter des getakteten Leistungswandlers während der Ein-Perioden der Ansteuerzyklen zu messen und den in einer Ein-Periode gemessenen Betriebsparameter zu speichern, wenn eine Dauer der Ein-Periode ein vordefiniertes Kriterium erfüllt, und zu erzwingen, dass die Ein-Periode eines Ansteuerzyklus ein vordefiniertes Kriterium erfüllt, wenn der Betriebsparameter für eine vordefinierte Anzahl von Ansteuerzyklen oder für eine vordefinierte Zeitdauer nicht gespeichert wurde.
  23. Getakteter Leistungswandler nach Anspruch 22, bei dem der getaktete Leistungswandler eine von einer Sperrwandlertopologie und einer Hochsetzstellertopologie aufweist.
  24. Verfahren, das aufweist: Ansteuern eines elektronischen Schalters (31) in einem getakteten Leistungswandler in aufeinanderfolgenden Ansteuerzyklen, wobei das Ansteuern des Schalters (31) in jedem der Ansteuerzyklen das Einschalten des elektronischen Schalters (31) für eine Ein-Periode und das nachfolgende Ausschalten des elektronischen Schalters (31) für eine Aus-Periode aufweist; in einem ersten Betriebsmodus, Einstellen der Ein-Periode basierend auf einem Ausgangssignal des Leistungswandlers; in einem zweiten Betriebsmodus, Erzwingen, dass die Ein-Periode höher ist als ein Dauerschwellenpegel; und Übergehen in den zweiten Betriebsmodus für wenigstens einen Ansteuerzyklus, wenn Ein-Perioden in dem ersten Betriebsmodus für eine vordefinierte Anzahl von Ansteuerzyklen oder für eine vordefinierte Zeitdauer ein vordefiniertes Kriterium nicht erfüllt haben.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, das weiterhin aufweist: Auswerten eines Betriebsparameters des getakteten Leistungswandlers in den Ein-Perioden.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem der Betriebsparameter eine Eingangsspannung (Vin) des getakteten Leistungswandlers ist.
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