DE102017129755B4 - Snubber network for damping the vibrations on a converter inductance of a voltage regulator and the associated process - Google Patents
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Abstract
Snubber-Netzwerk (SN) zur Dämpfung der Schwingungen an einer Konverterinduktivität (L) eines Spannungsreglers (BSIC)- mit einem ersten Snubber-Widerstand (Rs) und- mit einem zweiten Snubber-Widerstand (Rs) und- mit einem ersten Schalttransistor (M) und- mit einem zweiten Schalttransistor (M) und- mit einem ersten Bias-Widerstand (R) und/oder mit einem zweiten Bias-Widerstand (R) und- mit einer ersten Bias-Diode (D) und/oder mit einer zweiten Bias-Diode (D) und- mit einem Begrenzer-Element (D) und- mit einem passiven Entladewiderstand (R) und- mit einem Ausschalttransistor (M),- wobei die Konverterinduktivität (L) einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist und- wobei die Konverterinduktivität (L) mit dem ersten Anschluss mit einem ersten Knoten (N1), der insbesondere schaltend ist, verbunden ist und- wobei die Konverterinduktivität (L) mit dem zweiten Anschluss mit einem zweiten Knoten (N2)), der insbesondere schaltend ist, verbunden ist und- wobei das Snubber-Netzwerk (SN) einen ersten Anschluss aufweist, mit dem es mit dem ersten Anschluss (N1) der Konverterinduktivität (L) verbunden ist, und- wobei das Snubber-Netzwerk (SN) einen zweiten Anschluss aufweist, mit dem es mit dem zweiten Anschluss (N2) der Konverterinduktivität (L) verbunden ist, und- wobei das Snubber-Netzwerk (SN) einen komplexen Innenwiderstand (Z) zwischen seinem ersten Anschluss und seinem zweiten Anschluss aufweist und- wobei das Snubber-Netzwerk (SN) einen Steueranschluss (enq) aufweist und- wobei der komplexe Innenwiderstand (Z) des Snubber-Netzwerks (SN) von dem Zustand des Steueranschlusses (enq) abhängt, wobei dem Zustand des Steueranschlusses (enq) von einer Kontrolllogik- und Zeitgeberschaltung (CLT) abhängen kann und- wobei der erste Snubber-Widerstand (Rs) mit seinem ersten Anschluss mit dem ersten Knoten (N1) verbunden ist und- wobei der erste Snubber-Widerstand (Rs) mit seinem zweiten Anschluss mit einem fünften Knoten (N5) verbunden ist und- wobei der zweite Snubber-Widerstand (Rs) mit seinem ersten Anschluss mit dem zweiten Knoten (N2) verbunden ist und- wobei der zweite Snubber-Widerstand (Rs) mit seinem zweiten Anschluss mit einem sechsten Knoten (N6) verbunden ist und- wobei eine Serienschaltung, deren Reihenfolge wählbar ist, aus dem ersten Bias-Widerstand (R) und der ersten Bias-Diode (D) mit ihrem ersten Anschluss mit dem ersten Knoten (N1) verbunden ist und/oder wobei die Serienschaltung aus dem ersten Bias-Widerstand (R) und der ersten Bias-Diode (D) mit ihrem zweiten Anschluss mit einem dritten Knoten (N3) verbunden ist und- wobei die Kathode der ersten Bias-Diode (D) in Richtung auf den dritten Knoten (N3) orientiert ist und- wobei eine Serienschaltung, deren Reihenfolge wählbar ist, aus dem zweiten Bias-Widerstand (R) und der zweiten Bias-Diode (D) mit ihrem ersten Anschluss mit dem zweiten Knoten (N2) verbunden ist und/oder wobei die Serienschaltung aus dem zweiten Bias-Widerstand (R) und der zweiten Bias-Diode (D) mit ihrem zweiten Anschluss mit dem dritten Knoten (N3) verbunden ist und- wobei die Kathode der zweiten Bias-Diode (D) in Richtung auf den dritten Knoten (N3) orientiert ist und- wobei die Steuerelektrode des ersten Schalttransistors (M) mit dem dritten Knoten (N3) verbunden ist und- wobei die Steuerelektrode des zweiten Schalttransistors (M) mit dem dritten Knoten (N3) verbunden ist und- wobei ein erster Anschluss des ersten Schalttransistors (M), der nicht die Steuerelektrode des ersten Schalttransistors (M) ist, mit einem vierten Knoten (N4) verbunden ist und- wobei ein erster Anschluss des zweiten Schalttransistors (M), der nicht die Steuerelektrode des zweiten Schalttransistors (M) ist, mit dem vierten Knoten (N4) verbunden ist und- wobei ein zweiter Anschluss des ersten Schalttransistors (M), der nicht die Steuerelektrode des ersten Schalttransistors (M) und nicht der erste Anschluss des ersten Schalttransistors (M) ist, mit dem fünften Knoten (N5) verbunden ist und- wobei ein zweiter Anschluss des zweiten Schalttransistors (M), der nicht die Steuerelektrode des zweiten Schalttransistors (M) und nicht der erste Anschluss des zweiten Schalttransistors (M) ist, mit dem sechsten Knoten (N6) verbunden ist und- wobei der passiven Entladewiderstand (R) mit seinem ersten Anschluss mit dem vierten Knoten (N4) verbunden ist und- wobei der passiven Entladewiderstand (R) mit seinem zweiten Anschluss mit dem dritten Knoten (N3) verbunden ist und- wobei das Begrenzer-Element (D) einen ersten Anschluss, insbesondere eine Anode, und einem zweiten Anschluss, insbesondere eine Kathode, aufweist und- wobei der zweite Anschluss des Begrenzer-Elements (D) mit dem dritten Knoten (N3) verbunden ist und- wobei der erste Anschluss des Begrenzer-Elements (D) mit dem vierten Knoten (N4) verbunden ist und- wobei die Steuerelektrode des Ausschalttransistors (M) der Steueranschluss (enq) ist und- wobei ein erster Anschluss des Ausschalttransistors (M), der nicht die Steuerelektrode des Ausschalttransistors (M) ist, mit einem Bezugspotenzial (GND) verbunden ist und- wobei ein zweiter Anschluss des Ausschalttransistors (M), der nicht die Steuerelektrode des Ausschalttransistors (M) und nicht der erste Anschluss des Ausschalttransistors (M) ist, mit dem dritten Knoten (N3) verbunden ist.Snubber network (SN) for damping the oscillations on a converter inductance (L) of a voltage regulator (BSIC) - with a first snubber resistor (Rs) and - with a second snubber resistor (Rs) and - with a first switching transistor (M ) and- with a second switching transistor (M) and- with a first bias resistor (R) and / or with a second bias resistor (R) and- with a first bias diode (D) and / or with a second Bias diode (D) and - with a limiter element (D) and - with a passive discharge resistor (R) and - with a switch-off transistor (M), - the converter inductance (L) having a first connection and a second connection and - the converter inductance (L) being connected to the first connection with a first node (N1), which is in particular switching, and - the converter inductance (L) being connected to the second connection with a second node (N2)), which is in particular switching is, is connected and- wherein the snubber network (SN) has a first connection with which it is connected to the first connection (N1) of the converter inductance (L), and the snubber network (SN) has a second connection with which it is connected to the second connection (N2 ) the converter inductance (L) is connected, and- wherein the snubber network (SN) has a complex internal resistance (Z) between its first connection and its second connection and- wherein the snubber network (SN) has a control connection (enq) and- wherein the complex internal resistance (Z) of the snubber network (SN) depends on the state of the control connection (enq), wherein the state of the control connection (enq) can depend on a control logic and timer circuit (CLT) and- wherein the first Snubber resistor (Rs) is connected with its first connection to the first node (N1) and- wherein the first snubber resistor (Rs) is connected with its second connection to a fifth node (N5) and- wherein the second snubber- Resistor (Rs) is connected with its first connection to the second node (N2) and- wherein the second snubber resistor (Rs) is connected with its second connection to a sixth node (N6) and- wherein a series circuit, the sequence of which can be selected is, from the first bias resistor (R) and the first bias diode (D) is connected with their first connection to the first node (N1) and / or wherein the series circuit of the first bias resistor (R) and the first bias diode (D) is connected with its second connection to a third node (N3) and- wherein the cathode of the first bias diode (D) is oriented in the direction of the third node (N3) and- wherein a series circuit, the sequence of which can be selected, the second bias resistor (R) and the second bias diode (D) are connected with their first connection to the second node (N2) and / or the series circuit consisting of the second bias resistor (R ) and the second bias diode (D) with its second A. connection is connected to the third node (N3) and- wherein the cathode of the second bias diode (D) is oriented towards the third node (N3) and- wherein the control electrode of the first switching transistor (M) is connected to the third node ( N3) is connected and- wherein the control electrode of the second switching transistor (M) is connected to the third node (N3) and- wherein a first connection of the first switching transistor (M), which is not the control electrode of the first switching transistor (M), is connected to a fourth node (N4) is connected and- wherein a first terminal of the second switching transistor (M), which is not the control electrode of the second switching transistor (M), is connected to the fourth node (N4) and- wherein a second terminal of the first Switching transistor (M), which is not the control electrode of the first switching transistor (M) and not the first terminal of the first switching transistor (M), is connected to the fifth node (N5) and a second terminal de s second switching transistor (M), which is not the control electrode of the second switching transistor (M) and not the first connection of the second switching transistor (M), is connected to the sixth node (N6) and - the passive discharge resistor (R) with its first connection is connected to the fourth node (N4) and- wherein the second connection of the passive discharge resistor (R) is connected to the third node (N3) and- wherein the limiter element (D) has a first connection, in particular an anode , and a second connection, in particular a cathode, and- wherein the second connection of the limiter element (D) is connected to the third node (N3) and- wherein the first connection of the limiter element (D) is connected to the fourth node (N4) is connected and- wherein the control electrode of the switch-off transistor (M) is the control terminal (enq) and- wherein a first terminal of the switch-off transistor (M), which is not the control electrode of the switch-off transistor (M) is connected to a reference potential (GND) and- wherein a second connection of the turn-off transistor (M), which is not the control electrode of the turn-off transistor (M) and not the first connection of the turn-off transistor (M), is connected to the third node (N3) is connected.
Description
OberbegriffGeneric term
Die Erfindung richtet sich auf ein Snubber-Netzwerk (SN) zur Dämpfung der Schwingungen an einer Konverterinduktivität (Lboost) eines Spannungsreglers (BSIC) und ein zugehöriges Verfahren zur Dämpfung der Schwingungen an der Konverterinduktivität (Lboost) des Spannungsreglers (BSIC).The invention is directed to a snubber network (SN) for damping the oscillations in a converter inductance (L boost ) of a voltage regulator (BSIC) and an associated method for damping the oscillations in the converter inductance (L boost ) of the voltage regulator (BSIC).
Allgemeine EinleitungGeneral introduction
Das Ziel des hier vorgelegten Vorschlags ist die Reduktion der elektromagnetischen Emission an Schaltreglerknoten mit hoher Güte und der damit einhergehenden Schwingneigung im Abschaltmoment. Aus dem Stand der Technik sind hier sogenannte Snubber-Netzwerke bekannt.The aim of the proposal presented here is to reduce the electromagnetic emission at switching regulator nodes with high quality and the associated tendency to oscillate at the moment of switch-off. So-called snubber networks are known from the prior art.
Snubber-Netzwerke zur Dämpfung der Schwingneigung der Konverterinduktivitäten von Schaltnetzteilen sind seit längerem bereits beispielsweise aus den Druckschriften
Aus der
Die in diesen Druckschriften beschriebenen Techniken und Verfahren sind jedoch nicht geeignet, Schaltenergien in den Konverterinduktivitäten mit geringer EMV-Strahlung abzubauen, wenn die Last nicht konstant ist. Sie sind vielmehr in der Regel darauf ausgerichtet, durch geeignete Änderung der Phasenlage, z.B. über kapazitive oder induktive Netzwerke bei konstanter Last optimal zu arbeiten.However, the techniques and methods described in these publications are not suitable for reducing switching energies in the converter inductances with low EMC radiation if the load is not constant. Rather, they are usually geared towards changing the phase position appropriately, e.g. to work optimally via capacitive or inductive networks with constant load.
Auch aus der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine konkrete Lösung zu schaffen, die im Betrieb im Mittel geringere Verluste als die Lösungen aus dem Stand der Technik im Teillastbereich oder im lückenden Betrieb, also bei nicht konstanter Last, aufweist und weitere Vorteile aufweist.The invention is therefore based on the object of creating a concrete solution which, on average, has lower losses during operation than the solutions from the prior art in the partial load range or in intermittent operation, that is to say with a non-constant load, and has further advantages.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 4 gelöst.This object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 4.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Es wird eine Schaltung vorgeschlagen, mit der die dämpfende Funktion der externen Komponenten realisiert werden kann. Der Vorschlag ist so gestaltet, dass Ausschwingvorgänge möglichst strahlungsarm bei gleichzeitig möglichst geringer anfallender Leistung in einem Entlastungsnetzwerk, im Folgenden als Snubber-Netzwerk (SN) bezeichnet, gestaltet sind. Grundidee ist das Einbringen eines integrierten Entlastungs- oder Snubber-Netzwerks (SN) in eine mikrointegrierte Spannungsreglerschaltung (BSIC).A circuit is proposed with which the damping function of the external components can be implemented. The proposal is designed in such a way that decay processes are designed with as little radiation as possible while at the same time generating as little power as possible in a relief network, hereinafter referred to as a snubber network (SN). The basic idea is to incorporate an integrated relief or snubber network (SN) into a micro-integrated voltage regulator circuit (BSIC).
Es wird vorgeschlagen, die notwendige Dämpfung des parasitären Schwingkreises aus parasitären Knotenkapazitäten (Cp) und Konverterinduktivität (Lboost) als Paralleldämpfung in Form eines Entlastungs- oder Snubber-Netzwerks (SN) parallel geschaltet zu diesem parasitären Schwingkreis aus parasitären Knotenkapazitäten (Cp) und Konverterinduktivität (Lboost) in die Gesamtschaltung einzubringen. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird nun vorgeschlagen, das Entlastungs- oder Snubber-Netzwerk (SN) und damit die Dämpfung des parasitären Schwingkreises aus parasitären Knotenkapazitäten (Cp) und Konverterinduktivität (Lboost) aus Verlustleistungsgründen selektiv schaltbar zu machen. Hierdurch entstehen also zwei Betriebsmodi:
- 1. ein erster Betriebsmodus mit einer hohen Dämpfung und hohen Verlusten und
- 2. ein zweiter Betriebsmodus mit einer geringen Dämpfung und nur geringen Verlusten.
- 1. a first operating mode with high damping and high losses and
- 2. a second operating mode with low damping and only low losses.
Der erste Betriebsmodus wird bei Last- und Spannungswechseln aktiviert, der zweite Betriebsmodus wird im Normalbetrieb aktiviert. The first operating mode is activated in the event of load and voltage changes, the second operating mode is activated in normal operation.
Das Besondere ist dabei, dass im ersten Betriebsmodus die Energie der Schwingung selbst genutzt wird, um das Snubber-Netzwerk (SN) quasi passiv zu halten: Die Transistoren im Snubber-Netzwerk (SN) müssen nicht aktiv von der Schaltung getrieben werden, sondern werden quasi passiv aus der Spannungsdifferenz in Folge der pendelnden Energie aufgesteuert. Hierzu sei imVorgriff auf die Fugurenbeschreibung auf
In
Die Schaltung des beispielhaften integrierten Schaltkreises des Boost-Konverters (BSIC) der
Eine Last am Ausgang (out) des Schaltreglers (BSIC) wird wie folgt mit elektrischer Energie versorgt:
- Der elektrische Strom fließt über den typischerweise eingeschalteten High-Side-Transistor (T1) und die Konverterinduktivität (Lboost) durch die Freilaufdiode (FD) in die Boost-Kapazität (Cboost), die als Energiespeicher für die Last am Ausgang (out) des Spannungsreglers (BSIC) dient. Der Low-Side-transistor (T2) wird periodisch geschlossen. Hierdurch fließt ein Strom durch die Konverterinduktivität (Lboost) zum Bezugspotenzial (GND). Wird der Low-Side-transistor (T2) geöffnet, so wird das Potenzial am Knoten N2 über das Potenzial am Ausgang (out) durch Selbstinduktion der Konverterinduktivität (Lboost) angehoben und die Boost-Kapazität (Cboost) mit dem Strom der Konverterinduktivität (Lboost) geladen. Das Ein- und Ausschalten des High-Side-Transistors (T1) und des Low-Side-Transistors (T2) werden dabei durch eine Kontrolllogik- und Zeitgeberschaltung (CTL) gesteuert. Die Kontrolllogik- und Zeitgeberschaltung (CTL) erzeugt ein Treibereingangssignal (HvT1) für den High-Side-Treiber (DR1) für den High-Side-Transistor (T1). Des Weiteren erzeugt die Kontrolllogik- und Zeitgeberschaltung (CTL) ein Treibereingangssignal (Lpwm) für den Low-Side-Treiber (DR2) des Low-Side-Transistors (T2). Der High-Side-Treiber (DR1) erzeugt aus dem einen Treibereingangssignal (HvT1) für den High-Side-Treiber (DR1) ein Steuersignal (HT1) für die Steuerelektrode des High-Side-Transistors (T1). Der Low-Side-Treiber (DR2) erzeugt aus dem Treibereingangssignal (Lpwm) für den Low-Side-Treiber (DR2) ein Steuersignal (LT2) für die Steuerelektrode des Low-Side-Transistors (T2).
- The electrical current flows through the high-side transistor (T1), which is typically switched on, and the converter inductance (L boost ) through the freewheeling diode (FD) into the boost capacitance (C boost ), which acts as an energy store for the load at the output (out) of the voltage regulator (BSIC). The low-side transistor (T2) is closed periodically. This causes a current to flow through the converter inductance (L boost ) to the reference potential (GND). If the low-side transistor (T2) is opened, the potential at node N2 is raised above the potential at the output (out) through self-induction of the converter inductance (L boost ) and the boost capacitance (C boost ) with the current of the converter inductance (L boost ) loaded. The switching on and off of the high-side transistor (T1) and the low-side transistor (T2) are controlled by a control logic and timer circuit (CTL). The control logic and timer circuit (CTL) generates a driver input signal (H vT1 ) for the high-side driver (DR1) for the high-side transistor (T1). Furthermore, the control logic and timing circuit (CTL) generates a driver input signal (L pwm ) for the low-side driver (DR2) of the low-side transistor (T2). The high-side driver (DR1) generates a control signal (H T1 ) for the control electrode of the high-side transistor (T1) from the one driver input signal (H vT1 ) for the high-side driver (DR1). The low-side driver (DR2) generates a control signal (L T2 ) for the control electrode of the low-side transistor (T2) from the driver input signal (L pwm ) for the low-side driver (DR2).
Eine erste Strommessvorrichtung (Mv1) erfasst den Strom aus der Versorgungsspannung (Vdd) heraus in den High-Side-Transistor (T1) hinein als High-Side-Strom-Ist-Signal (IHist). Ein High-Side-Überstromschutz (HSOCP) wertet das High-Side-Strom-Ist-Signal (IHist) aus und erzeugt bei überschreiten eines High-Side-Maximalstromschwellwerts ein High-Side-Überstromwarnsignal (WH). Die Kontrolllogik- und Zeitgeberschaltung (CTL) wertet das High-Side-Überstromwarnsignal (WH) aus und schaltet bei Überstrom den High-Side-Transistor (T1) ab. Die Spannungsbegrenzungsdiode (ZD1) übernimmt in diesem Fall den Strom. Es sollte hier erwähnt werden, dass die Spannungsbegrenzungsdiode (ZD1) nicht zwingend eine Zener-Diode sein muss, falls das Bezugszeichen der Spannungsbegrenzungsdiode (ZD1) dies suggerieren sollte. Im Gegenteil, eine normale Diode reicht an dieser Stelle vollkommen aus.A first current measuring device (M v1 ) detects the current from the supply voltage (Vdd) into the high-side transistor (T1) as a high-side current actual signal (I Hist ). A high-side overcurrent protection (HSOCP) evaluates the high-side current actual signal (I Hist ) and generates a high-side overcurrent warning signal (W H ) if a high-side maximum current threshold is exceeded. The control logic and timer circuit (CTL) evaluates the high-side overcurrent warning signal (W H ) and switches off the high-side transistor (T1) in the event of an overcurrent. The voltage limiting diode (ZD1) takes over the current in this case. It should be mentioned here that the voltage limiting diode (ZD1) does not necessarily have to be a Zener diode if the reference number of the voltage limiting diode (ZD1) suggests this. On the contrary, a normal diode is completely sufficient at this point.
Eine zweite Strommessvorrichtung (Mv2) erfasst den Strom in das Bezugspotenzial (GND) hinein aus dem Low-Side-Transistor (T2) heraus als Low-Side-Strom-Ist-Signal (IList). Ein Low-Side-Überstromschutz (LSOCP) wertet das Low-Side-Strom-Ist-Signal (IList) aus und erzeugt bei überschreiten eines Low-Side-Maximalstromschwellwerts ein Low-Side-Überstromwarnsignal (WL). Eine Überstromwarnungsunterdrückung (BL) erzeugt nur dann eine Überstromwarnung in Form des Überstromsignals (OCS), wenn genügend Zeit nach einem Schaltvorgang des Low-Side-Transistors (T2) vergangen ist, um nicht aufgrund von Stromspitzen während des eigentlichen Schaltvorgangs eine Überstromwarnung auszulösen. Die Überstromwarnungsunterdrückung (BL) wertet hierzu das Treibereingangssignal (Lpwm) für den Low-Side-Treiber (DR2) des Low-Side-Transistors (T2) und das Low-Side-Überstromwarnsignal (WL) und erzeugt dann in Abhängigkeit hiervon das Überstromsignal (OCS). Die Kontrolllogik- und Zeitgeberschaltung (CTL) wertet das Überstromsignal (OCS) aus und schaltet bei Überstrom beispielsweise den High-Side-Transistor (T1) und den Low-Side-Transistor (T2) ab.A second current measuring device (M v2 ) detects the current into the reference potential (GND) out of the low-side transistor (T2) as a low-side current actual signal (I List ). A low-side overcurrent protection (LSOCP) evaluates the low-side current actual signal (I List ) and generates a low-side overcurrent warning signal (W L ) when a low-side maximum current threshold is exceeded. An overcurrent warning suppression (BL) only generates an overcurrent warning in the form of an overcurrent signal (OCS) if enough time has passed after the low-side transistor (T2) has switched so as not to trigger an overcurrent warning due to current peaks during the actual switching process. For this purpose, the overcurrent warning suppression (BL) evaluates the driver input signal (L pwm ) for the low-side driver (DR2) of the low-side transistor (T2) and the low-side overcurrent warning signal (W L ) and then generates the Overcurrent signal (OCS). The control logic and timer circuit (CTL) evaluates the overcurrent signal (OCS) and switches off the high-side transistor (T1) and the low-side transistor (T2) in the event of an overcurrent.
Eine relative Spannungsmessvorrichtung (RVM) erfasst die Boost-Spannung (Vboost) am Ausgang (out) des Spannungsreglers und erzeugt in Abhängigkeit von dieser Spannung ein Spannungsmesssignal (Vm). Ein Regler (REG) vergleicht das Spannungsmesssignal (Vm) mit einer Referenzspannung (Vref) und erzeugt in Abhängigkeit von der Abweichung - typischerweise in Abhängigkeit von der Spannungsdifferenz (Vref-Vm) - ein Regelsignal (Vreg). Die Kontrolllogik- und Zeitgeberschaltung (CTL) wertet das Regelsignal (Vreg) aus und steuert in Abhängigkeit von dem Regelsignal (Vreg) und der Zeit sowie in Abhängigkeit von den zuvor erwähnten Signalen den Schaltzustand des High-Side-Transistors (T1) und den Schaltzustand des Low-Side-Transistors (T2). Im Normalbetrieb ist der High-Side-Schalter (T1) im Wesentlichen eingeschaltet, während zeitgleich bevorzugt der Low-Side-Transistor (T2) mit gleicher oder höherer Frequenz getaktet wird. A relative voltage measuring device (RVM) records the boost voltage (V boost ) at the output (out) of the voltage regulator and generates a voltage measurement signal (V m ) as a function of this voltage. A regulator (REG) compares the voltage measurement signal (V m ) with a reference voltage (V ref ) and generates a control signal (V reg ) as a function of the deviation - typically as a function of the voltage difference (V ref -V m ). The control logic and timer circuit (CTL) evaluates the control signal (V reg ) and controls the switching state of the high-side transistor (T1) and depending on the control signal (V reg ) and the time as well as depending on the aforementioned signals the switching state of the low-side transistor (T2). In normal operation, the high-side switch (T1) is essentially switched on, while at the same time the low-side transistor (T2) is preferably clocked with the same or higher frequency.
Erreicht jedoch die Boost-Spannung (Vboost) am Ausgang den Zielwert, so werden zur Energieeinsparung sowohl der High-Side-Transistor (T1) als auch der Low-Side-Transistor (T2) durch die Kontrolllogik- und Zeitgeberschaltung (CTL) ausgeschaltet, um Energie zu sparen, da die Konverterinduktivität (Lboost), der High-Side-Schalter (T1) und der Low-Side-Schalter (T2) bei einem Stromfluss stets einen Verlustwiderstand aufweisen.... Dabei kann durch den Freilauf am Hig-Side-transistor (T1) durch die SPannungsbegrenzungsdiode (ZD1) die Energie in der Konverterinduktivität (Lboost) schnell abgebaut werden. Dies führt vorteilhafterweise zu einem geringeren Energieeintrag am Ausgang (out) über den durch die Regelung angestrebten Zielwert der Boost-Spannung (Vboost) hinaus. Ist die Boost-Kapazität (Cboost) ausreichend geladen, so ist dieser Stromfluss unnötig und führt nur zu Verlusten. Ein Abschalten des High-Side-Transistors (T1) und des Low-Side-Transistors (T2) führt daher nach Abbau der Energie in der Konverterinduktivität (Lboost) zu einer Oszillation des parasitären Schwingkreises aus parasitären Knotenkapazitäten (Cp) und Konverterinduktivität (Lboost). Die Kontrolllogik- und Zeitgeberschaltung (CTL) schaltet daher in diesem Fall zwischen dem ersten Knoten (N1), der dem Drain des High-Side-Transistors und einem ersten Anschluss, der Konverterinduktivität (Lboost) entspricht, und dem zweiten Knoten (N2), der dem Drain des Low-Side-Transistors und einem zweiten Anschluss der Konverterinduktivität (Lboost) entspricht, ein Dämpfungsnetzwerk (Subber-Netzwerk SN). Dieses Snubber-Netzwerk (SN) wird vorteilhafterweise aus der Energie der Schwingung selbst angesteuert und arbeitet in der Folge vorteilhafterweise adaptiv bezogen auf die Amplituden der Spannungsdifferenz zwischen den zu dämpfenden Knoten (N1, N2) selbstständig und absorbiert die in der Konverterinduktivität (Lboost) und in den parasitären Knotenkapazitäten (Cp) gespeicherte Energie. Im Normalbetrieb ist der High-Side-Transistor (T1) eingeschaltet und der Low-Side-Transistor (T2) wird mit einer PWM durch Kontrolllogik- und Zeitgeberschaltung (CTL) über das Treibereingangssignal (Lpwm) für den Low-Side-Treiber (DR2) des Low-Side-Transistors (T2) angesteuert. Für diesen Normalbetrieb wird nun im Gegensatz zum Stand der Technik vorgeschlagen, das Snubber-Netzwerk (SN) mittels eines Steuersignals (enq) in einen hochohmigen Zustand bezüglich der beiden Anschlüsse des Snubber-Netzwerks (SN), die mit dem ersten Knoten (N1) und mit dem zweiten Knoten (N2) verbunden sind, zu schalten. Hierzu erzeugt die Kontrolllogik- und Zeitgeberschaltung (CTL) das entsprechende Steuersignal (enq).However, if the boost voltage (V boost ) at the output reaches the target value, both the high-side transistor (T1) and the low-side transistor (T2) are switched off by the control logic and timer circuit (CTL) to save energy in order to save energy, since the converter inductance (L boost ), the high-side switch (T1) and the low-side switch (T2) always have a loss resistance when a current flows ... Hig-Side-transistor (T1) through the voltage limiting diode (ZD1) the energy in the converter inductance (L boost ) can be reduced quickly. This advantageously leads to a lower energy input at the output (out) beyond the target value of the boost voltage (V boost ) aimed at by the regulation. If the boost capacity (C boost ) is sufficiently charged, this flow of current is unnecessary and only leads to losses. Switching off the high-side transistor (T1) and the low-side transistor (T2) therefore leads to an oscillation of the parasitic resonant circuit made up of parasitic node capacitances (C p ) and converter inductance (after the energy in the converter inductance has been reduced ) (L boost ) L boost ). The control logic and timer circuit (CTL) therefore switches in this case between the first node (N1), which corresponds to the drain of the high-side transistor and a first connection, the converter inductance (L boost ), and the second node (N2) , which corresponds to the drain of the low-side transistor and a second connection of the converter inductance (L boost ), a damping network (subber network SN). This snubber network (SN) is advantageously controlled from the energy of the oscillation itself and subsequently works advantageously adaptively based on the amplitudes of the voltage difference between the nodes to be damped (N1, N2) and absorbs the energy in the converter inductance (L boost ) and energy stored in the parasitic nodal capacitances (C p ). During normal operation, the high-side transistor (T1) is switched on and the low-side transistor (T2) is switched on with a PWM by control logic and timer circuit (CTL) via the driver input signal (L pwm ) for the low-side driver ( DR2) of the low-side transistor (T2) is activated. For this normal operation, in contrast to the prior art, it is now proposed that the snubber network (SN) be in a high-resistance state with respect to the two connections of the snubber network (SN), which are connected to the first node (N1) and connected to the second node (N2) to switch. For this purpose, the control logic and timer circuit (CTL) generates the corresponding control signal (enq).
In
- a. Spitzenströmen und Verlusten in einem Snubber-Netzwerk (SN) gegenüber
- b. der erzielten Dämpfung.
- a. Contrasting peak currents and losses in a snubber network (SN)
- b. the attenuation achieved.
In
In
Bevorzugt wird daher das Snubber-Netzwerk (SN) so ausgelegt, dass in einem Zustand des Steueranschlusses (enq) der Realteil des komplexen Innenwiderstands (ZSN) des Snubber-Netzwerks (SN) nicht mehr als 200% oder nicht mehr als 150% oder nicht mehr als 120% oder nicht mehr als 110% oder nicht mehr als 105% des Betrags des Resonanzwiderstandswerts (Rr) des parasitären Schwingkreises aus Konverterinduktivität (Lboost) und parasitären Knotenkapazitäten (Cp) beträgt und das Snubber-Netzwerk (SN) so ausgelegt werden, dass in diesem Zustand des Steueranschlusses (enq) der Realteil des komplexen Innenwiderstands (ZSN) des Snubber-Netzwerks (SN) nicht weniger als 50% oder nicht weniger als 75% oder nicht weniger als 88% oder nicht weniger als 95% oder nicht weniger als 98% des Betrags des Resonanzwiderstandswerts (Rr) des parasitären Schwingkreises aus Konverterinduktivität (Lboost) und parasitären Knotenkapazitäten (Cp) beträgt.The snubber network (SN) is therefore preferably designed in such a way that, in a state of the control connection (enq), the real part of the complex internal resistance (Z SN ) of the snubber network (SN) is not more than 200% or not more than 150% or not more than 120% or not more than 110% or not more than 105% of the magnitude of the resonance resistance (R r ) of the parasitic resonant circuit made up of converter inductance (L boost ) and parasitic node capacitances (C p ) and the snubber network (SN) be designed so that in this state of the control connection (enq) the real part of the complex internal resistance (Z SN ) of the snubber network (SN) is not less than 50% or not less than 75% or not less than 88% or not less than 95% or not less than 98% of the magnitude of the resonance resistance value (R r ) of the parasitic resonant circuit composed of converter inductance (L boost ) and parasitic node capacitances (C p ).
Bei der Dimensionierung der Anpassung muss allerdings auch die anfallende Wärmeleistung berücksichtigt werden. Je nach Gehäuse kann daher eine subpoptimale Anpassung in unterschiedlicher Weise in Abhängigkeit von Anwendungsfall zu Anwendungsfall sinnvollsein.When dimensioning the adaptation, however, the heat output must also be taken into account. Depending on the housing, a subpoptimal adaptation can therefore be useful in different ways, depending on application to application.
In
In
Das vorgeschlagene Verfahren der Änderung des Innenwiderstands des Snubber-Netzwerks (SN) auf einen ersten Innenwiderstandswert (ZSN1) für den Fall des Normalbetriebs und einen zweiten Innenwiderstandswert (ZSN2) für den Fall, dass die Zielausgangsspannung am Ausgang (out) erreicht wurde, kann für Schaltregler im Allgemeinen angewendet werden. Bevorzugt wird dabei das Snubber-Netzwerk (SN) parallel zur energiespeichernden Induktivität in der betreffenden Schaltreglerkonstruktion eingesetzt. Der dargestellte Ansatz kann von einem Fachmann somit auch auf andere Schaltreglerschaltungen als die dargestellte Boost-Schaltung mit Bezug zur Batterie erweitert werden. Beispielsweise ist die Übertragung auf Buck Konverter, dessen Schaltknoten und Ausgangsknoten i.d.R. Teil der Schnittstelle einer integrierten Schaltung Interfaces sind, angewendet werden. Prinzipiell kann das Prinzip der Verwendung einer schaltbaren Paralleldämpfungsschaltung (Snubber-Netzwerk) dort ebenfalls verwendet werden.The proposed method of changing the internal resistance of the snubber network (SN) to a first internal resistance value (Z SN1 ) for the case of normal operation and a second internal resistance value (Z SN2 ) for the case that the target output voltage at the output (out) has been reached, can be used for switching regulators in general. The snubber network (SN) is preferably used in parallel to the energy-storing inductance in the relevant switching regulator construction. The approach shown can thus also be extended to other switching regulator circuits than the boost circuit shown with reference to the battery by a person skilled in the art. For example, the transmission to Buck converters, whose switching nodes and output nodes are usually part of the interface of an integrated circuit interfaces, can be used. In principle, the principle of using a switchable parallel attenuation circuit (snubber network) can also be used there.
Es wird daher ein Snubber-Netzwerk (SN) zur Dämpfung der Schwingungen an einer Konverterinduktivität (Lboost) eines Spannungsreglers (BSIC) mit steuerbarem Querwiderstand (ZSN) vorgeschlagen. Die Konverterinduktivität (Lboost) weist einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist, wobei die Konverterinduktivität (Lboost) mit dem ersten Anschluss mit einem ersten Knoten (N1) verbunden ist und mit dem zweiten Anschluss mit einem zweiten Knoten (N2) verbunden ist. Das Snubber-Netzwerk (SN) weist ebenfalls einen ersten Anschluss auf, mit dem es mit dem ersten Anschluss (N1) der Konverterinduktivität (Lboost) verbunden ist, und einen zweiten Anschluss aufweist, mit dem es mit dem zweiten Anschluss (N2) der Konverterinduktivität (Lboost) verbunden ist. Das Snubber-Netzwerk (SN) besitzt einen komplexen Innenwiderstand (ZSN) zwischen seinem ersten Anschluss und seinem zweiten Anschluss. Das Snubber-Netzwerk (SN) hat einen Steueranschluss (enq), wobei der komplexe Innenwiderstand (ZSN) des Snubber-Netzwerks (SN) von dem Zustand des Steueranschlusses (enq) abhängt.A snubber network (SN) is therefore proposed for damping the vibrations at a converter inductance (L boost ) of a voltage regulator (BSIC) with a controllable shunt resistance (Z SN ). The converter inductance (L boost ) has a first connection and a second connection, the converter inductance (L boost ) being connected to the first connection to a first node (N1) and being connected to the second connection to a second node (N2) . The snubber network (SN) also has a first connection with which it is connected to the first connection (N1) of the converter inductance (L boost ), and a second connection with which it is connected to the second connection (N2) of the Converter inductance (L boost ) is connected. The snubber network (SN) has a complex internal resistance (Z SN ) between its first connection and its second connection. The snubber network (SN) has a control connection (enq), the complex internal resistance (Z SN ) of the snubber network (SN) depending on the state of the control connection (enq).
Die Konverterinduktivität (Lboost) und parasitäre Knotenkapazitäten (Cp) am ersten Knoten (N1) und am zweiten Knoten (N2) bilden einen parasitären Schwingkreis mit einer Resonanzfrequenz (fr), wobei der parasitäre Schwingkreis aus Konverterinduktivität (Lboost) und parasitären Knotenkapazitäten (Cp) bei dieser Resonanzfrequenz (fr) einen Resonanzwiderstandswert (Rr) zwischen dem ersten Knoten (N1) und dem zweiten Knoten (N2) aufweist. Dieser Resonanzwiderstand (Rr) liegt sehr häufig zwischen 3 und 4 kOhm. Das Snubber-Netzwerk (SN) ist in einer bevorzugten Variante des Vorschlags so ausgelegt ist, dass in einem ersten Zustand des Steueranschlusses (enq) der Realteil des komplexen Innenwiderstands (ZSN) des Snubber-Netzwerks (SN) nicht mehr als 200% oder besser nicht mehr als 150% oder besser nicht mehr als 120% oder besser nicht mehr als 110% oder besser nicht mehr als 105% des Betrags des Resonanzwiderstandswerts (Rr) des parasitären Schwingkreises aus Konverterinduktivität (Lboost) und parasitären Knotenkapazitäten (Cp) beträgt und dass in diesem ersten Zustand des Steueranschlusses (enq) der Realteil des komplexen Innenwiderstands (ZSN) des Snubber-Netzwerks (SN) nicht weniger als 50% oder besser nicht weniger als 75% oder besser nicht weniger als 88% oder besser nicht weniger als 95% oder besser nicht weniger als 98% des Betrags des Resonanzwiderstandswerts (Rr) des parasitären Schwingkreises aus Konverterinduktivität (Lboost) und parasitären Knotenkapazitäten (Cp) beträgt.The converter inductance (L boost ) and parasitic node capacitances (C p ) at the first node (N1) and at the second node (N2) form a parasitic resonant circuit with a resonance frequency ( fr ), the parasitic resonant circuit made up of converter inductance (L boost ) and parasitic Node capacitances (C p ) at this resonance frequency ( fr ) has a resonance resistance value (R r ) between the first node (N1) and the second node (N2). This resonance resistance (R r ) is very often between 3 and 4 kOhm. In a preferred variant of the proposal, the snubber network (SN) is designed such that in a first state of the control connection (enq) the real part of the complex internal resistance (Z SN ) of the snubber network (SN) does not exceed 200% or better no more than 150% or better no more than 120% or better no more than 110% or better no more than 105% of the magnitude of the resonance resistance value (R r ) of the parasitic resonant circuit made up of converter inductance (L boost ) and parasitic node capacitances (C p ) and that in this first state of the control connection (enq) the real part of the complex internal resistance (Z SN ) of the snubber network (SN) is not less than 50% or better not less than 75% or better not less than 88% or better not less than 95% or better not less than 98% of the magnitude of the resonance resistance value (R r ) of the parasitic resonant circuit composed of converter inductance (L boost ) and parasitic node capacitances (C p ) be wearing.
Ein solches Snubber-Netzwerk (SN,
Es wird somit ein Verfahren zur Dämpfung der Schwingungen an einer Konverterinduktivität (Lboost) eines Spannungsreglers (BSIC) mit einem Ausgang (out) und einem Bezugspotenzial (GND) vorgeschlagen. Die Konverterinduktivität (Lboost) hat dabei einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss. Die Konverterinduktivität (Lboost) ist mit dem ersten Anschluss mit einem ersten Knoten (N1) und mit dem zweiten Anschluss mit einem zweiten Knoten (N2) verbunden. Ein Snubber-Netzwerk (SN) weist einen ersten Anschluss auf, mit dem es mit dem ersten Anschluss (N1) der Konverterinduktivität (Lboost) verbunden ist, und einen zweiten Anschluss auf, mit dem es mit dem zweiten Anschluss (N2) der Konverterinduktivität (Lboost) verbunden ist. Das Snubber-Netzwerk (SN) besitzt einen komplexen Innenwiderstand (ZSN) zwischen seinem ersten Anschluss und seinem zweiten Anschluss. Das Snubber-Netzwerk (SN) besitzt darüber hinaus einen Steueranschluss (enq). Der komplexe Innenwiderstand (ZSN) des Snubber-Netzwerks (SN) ist von dem Zustand des Steueranschlusses (enq) abhängig, kann also über den Steueranschluss (enq) gesteuert werden. Das Verfahren umfasst die Schritte des Bestromens der Konverterinduktivität (Lboost) mit einem Strom (Iboost), der im zeitlichen Mittelwert von Null Ampere abweicht, und das Schalten des komplexen Innenwiderstands (ZSN) des Snubber-Netzwerks (SN) auf einen ersten komplexen Innenwiderstandswert (ZSN1) des Snubber-Netzwerks (SN), wenn die Ausgangsspannungsdifferenz zwischen dem Ausgang (out) des Spannungsreglers (BSIC) und dem Bezugspotenzial (GND) von einem vorgegebenen Referenzwert um mehr als eine vorgegebene minimale Spannungsdifferenz ΔV betragsmäßig abweicht, sowie das Nicht-Bestromen der Konverterinduktivität (Lboost) und Schalten des komplexen Innenwiderstands (ZSN) des Snubber-Netzwerks (SN) auf einen zweiten komplexen Innenwiderstandswert (ZSN2) des Snubber-Netzwerks (SN), wenn die Ausgangsspannungsdifferenz zwischen dem Ausgang (out) des Spannungsreglers (BSIC) und dem Bezugspotenzial (GND) von einem vorgegebenen Referenzwert um weniger als eine vorgegebene minimale Spannungsdifferenz ΔV betragsmäßig abweicht. Der Realteil des ersten komplexen Innenwiderstandswerts (ZSN1) des Snubber-Netzwerks (SN) ist dabei betragsmäßig größer als der Realteil des zweiten komplexen Innenwiderstandswerts (ZSN2) des Snubber-Netzwerks (SN).A method for damping the vibrations at a converter inductance (L boost ) of a voltage regulator (BSIC) with an output (out) and a reference potential (GND) is therefore proposed. The converter inductance (L boost ) has a first connection and a second connection. The converter inductance (L boost ) is connected with the first connection to a first node (N1) and with the second connection with a second node (N2). A snubber network (SN) has a first connection with which it is connected to the first connection (N1) of the converter inductance (L boost ), and a second connection with which it is connected to the second connection (N2) of the converter inductance (L boost ) is connected. The snubber network (SN) has a complex internal resistance (Z SN ) between its first connection and its second connection. The snubber network (SN) also has a control connection (enq). The complex internal resistance (Z SN ) of the snubber network (SN) depends on the state of the control connection (enq) and can therefore be controlled via the control connection (enq). The method comprises the steps of energizing the converter inductance (L boost ) with a current (I boost ) that deviates from zero amperes in the time average, and switching the complex internal resistance (Z SN ) of the snubber network (SN) to a first complex internal resistance value (Z SN1 ) of the snubber network (SN) if the output voltage difference between the output (out) of the voltage regulator (BSIC) and the reference potential (GND) deviates from a specified reference value by more than a specified minimum voltage difference ΔV, and not energizing the converter inductance (L boost ) and switching the complex internal resistance (Z SN ) of the snubber network (SN) to a second complex internal resistance value (Z SN2 ) of the snubber network (SN) if the output voltage difference between the output ( out) of the voltage regulator (BSIC) and the reference potential (GND) from a specified reference value by less than a specified minimum all voltage difference ΔV deviates in amount. The real part of the first complex internal resistance value (Z SN1 ) of the snubber network (SN) is greater than the real part of the second complex internal resistance value (Z SN2 ) of the snubber network (SN).
In einer Variante des Verfahrens werden die Eigenschaften des schwingenden Elements ausgenutzt. Die Schwingungen der Konverterinduktivität (Lboost) erfolgen bei ihrem Auftreten mit einer Resonanzfrequenz (fr). Die Konverterinduktivität (Lboost) und die die Schwingung verursachenden parasitären Komponenten (Cp) weisen bei dieser Resonanzfrequenz (fr) einen Resonanzwiderstandswert (Rr) auf. Der Realteil des zweiten komplexen Innenwiderstandswerts (ZSN2) des Snubber-Netzwerks (SN) beträgt vorzugsweise nicht mehr als 200% oder besser nicht mehr als 150% oder besser nicht mehr als 120% oder besser nicht mehr als 110% oder besser nicht mehr als 105% des Betrags des Resonanzwiderstandswerts (Rr) und nicht weniger als 50% oder besser nicht weniger als 75% oder besser nicht weniger als 88% oder besser nicht weniger als 95% oder besser nicht weniger als 98% des Betrags des Resonanzwiderstandswerts (Rr).In a variant of the method, the properties of the vibrating element are used. The oscillations of the converter inductance (L boost ) occur with a resonance frequency (f r ) when they occur. The Konverterinduktivität (L boost) and the vibration-causing parasitic components (C p) have a resonance resistance value (R r) on at this resonant frequency (f r). The real part of the second complex internal resistance value (Z SN2 ) of the snubber network (SN) is preferably not more than 200% or better not more than 150% or better not more than 120% or better not more than 110% or better not more than 105% of the amount of resonance resistance (R r ) and not less than 50% or better not less than 75% or better not less than 88% or better not less than 95% or better not less than 98% of the amount of resonance resistance (R r ).
Vorteil des VorschlagsAdvantage of the proposal
Ein solches Snubber-Netzwerk (SN) zur Dämpfung der Schwingungen an einer Konverterinduktivität (Lboost) eines Spannungsreglers (BSIC) ermöglicht zumindest in einigen Realisierungen im Betrieb im Mittel geringere Verluste als die Lösungen aus dem Stand der Technik bei nicht konstanter Last. Die Vorteile sind hierauf aber nicht beschränkt.Such a snubber network (SN) for damping the oscillations on a converter inductance (L boost ) of a voltage regulator (BSIC) enables, at least in some implementations, on average lower losses than the solutions from the prior art when the load is not constant. The advantages are not limited to this.
Ein wesentlicher kommerzieller Vorteil ist, dass eine mögliche Integration in einen mikroelektronischen Schaltkreis externen Bauteilaufwand vermeidet und damit die Funktionssicherheit erhöht. Hinzu kommt der verringerte benötigte Bauraum durch die Integration, der sich wiederrum vorteilhaft hinsichtlich der emittierten Störungen durch den Schaltbetrieb selbst darstellt. Gleichzeitig ist über das aktive Schalten des Snubber-Netzwerks (SN) invers zur Aktivität des Schaltreglers eine Verlustleistungseinsparung möglich. Bevorzugt wird daher das Snubber-Netzwerk (SN) immer dann in einen niederohmigen Zustand geschaltet, wenn der Schaltregler die Boost-Kapazität (Cboost) nicht mit Energie versorgen muss. Ebenso bevorzugt wird daher das Snubber-Netzwerk (SN) immer dann in einen hochohmigen Zustand geschaltet, wenn der Schaltregler die Boost-Kapazität (Cboost) mit Energie versorgen muss. A significant commercial advantage is that a possible integration into a microelectronic circuit avoids external component costs and thus increases the functional reliability. Added to this is the reduced installation space required due to the integration, which in turn is advantageous in terms of the interference emitted by the switching operation itself. At the same time, it is possible to save power loss by actively switching the snubber network (SN) inversely to the activity of the switching regulator. The snubber network (SN) is therefore preferably always switched to a low-resistance state when the switching regulator does not have to supply the boost capacitance (C boost ) with energy. The snubber network (SN) is therefore also preferably switched to a high-resistance state whenever the switching regulator has to supply the boost capacitance (C boost ) with energy.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- BLBL
- Überstromwarnungsunterdrückung;Overcurrent alarm suppression;
- BSICBSIC
- integrierter Schaltkreis des Boost-Konverters;integrated circuit of the boost converter;
- Cboost C boost
- Boost-Kapazität;Boost capacity;
- CLTCLT
- Kontrolllogik- und Zeitgeberschaltung;Control logic and timer circuit;
- Cp C p
- parasitäre Knotenkapazitäten;parasitic nodal capacitances;
- Cs C s
- Kapazität eines Snubber-Netzwerks (SN) mit RC-Filter;Capacity of a snubber network (SN) with RC filter;
- ΔVΔV
- vorgegebene Spannungsdifferenz;predetermined voltage difference;
- DB D B
- Bias-Diode zur Gleichrichtung der Potential-Differenz zwischen N1 und N2;Bias diode for rectifying the potential difference between N1 and N2;
- DG D G
- Begrenzer-Element (z.B. Zenerdiode) zur Begrenzung der maximalen Gate-Source-Spannung (VGS) der Schalttransistoren (MS);Limiter element (eg Zener diode) for limiting the maximum gate-source voltage (V GS ) of the switching transistors (M S );
- DR1DR1
- High-Side-Treiber für den High-Side-Transistor (T1);High-side driver for the high-side transistor (T1);
- DR2DR2
- Low-Side-Treiber für den Low-Side-Transistor (T2);Low-side driver for the low-side transistor (T2);
- EMVEMC
- elektromagnetische Verträglichkeit;Electromagnetic compatibility;
- enqenq
- Steuersignal zum Umschalten des Snubber-Netzwerks (SN) zwischen einem hochohmigen und einem niederohmigen Zustand bezogen auf die beiden Anschlüsse des Snubber-Netzwerks (SN), die mit dem ersten Knoten (N1) und mit dem zweiten Knoten (N2) verbunden sind;Control signal for switching the snubber network (SN) between a high-resistance and a low-resistance state based on the two connections of the snubber network (SN) which are connected to the first node (N1) and to the second node (N2);
- FDFD
- Freilaufdiode des Schaltreglers zwischen der Boost-Spannung (Vboost) und dem zweiten Knoten (N2);Freewheeling diode of the switching regulator between the boost voltage (V boost ) and the second node (N2);
- fr for r
- Resonanzfrequenz des parasitären Schwingkreises (Cp, Lboost);Resonance frequency of the parasitic resonant circuit (C p , L boost );
- GNDGND
- Bezugspotenzial;Reference potential;
- HSOCPHSOCP
- High-Side-Überstromschutz;High-side overcurrent protection;
- HT1 H T1
- Steuersignal für die Steuerelektrode des High-Side-Transistors (T1);Control signal for the control electrode of the high-side transistor (T1);
- HvT1 H vT1
- Treibereingangssignal für den High-Side-Treiber (DR1) für den High-Side-Transistor (T1);Driver input signal for the high-side driver (DR1) for the high-side transistor (T1);
- IHist I hist
- High-Side-Strom-Ist-Signal;High-side current actual signal;
- Iust I ust
- Low-Side-Strom-Ist-Signal;Low-side current actual signal;
- Lboost L boost
- Konverterinduktivität;Converter inductance;
- Lpwm L pwm
- Treibereingangssignal für den Low-Side-Treiber (DR2) des Low-Side-Transistors (T2);Driver input signal for the low-side driver (DR2) of the low-side transistor (T2);
- LSOCPLSOCP
- Low-Side-Überstromschutz;Low-side overcurrent protection;
- LT2 L T2
- Steuersignal für die Steuerelektrode des Low-Side-Transistors (T2);Control signal for the control electrode of the low-side transistor (T2);
- MDIS M DIS
- Ausschalttransistor zur effektiven Deaktivierung des Snubber-Netzwerks (SN) zwischen den Knoten N1 und N2;Turn-off transistor for effectively deactivating the snubber network (SN) between nodes N1 and N2;
- MS M S
- Schalttransistor in sogenannter back-to-back Anordnung zum Öffnen/Schließen der Verbindung zwischen den Knoten N1 und N2;Switching transistor in what is known as a back-to-back arrangement for opening / closing the connection between nodes N1 and N2;
- MV1 M V1
- erste Strommessvorrichtung;first current measuring device;
- MV2 M V2
- zweite Strommessvorrichtung;second current measuring device;
- N1N1
- erster Knoten;first knot;
- N2N2
- zweiter Knoten;second knot;
- N3N3
- dritter Knoten;third knot;
- N4N4
- vierter Knoten;fourth knot;
- N5N5
- fünfter Knoten;fifth knot;
- N6N6
- sechster Knoten;sixth knot;
- OCSOCS
- Überstromsignal;Overcurrent signal;
- outout
- Spannungsausgang des Schaltreglers;Voltage output of the switching regulator;
- REGREG
- Regler;Regulator;
- RB R B
- Bias-Widerstand zur Aufladung der Gates aus Potentialdifferenzen zwischen KnotenBias resistance for charging the gates from potential differences between nodes
- N1 und N2N1 and N2
- sowie Begrenzung des Stromes in DG;as well as limitation of the current in D G ;
- RG R G
- passiver Entladewiderstand für die Gates der Schalttransistoren MS;passive discharge resistor for the gates of the switching transistors M S ;
- Rpc R pc
- Vorladewiderstand;Precharge resistor;
- RR R R
- Resonanzwiderstandswert den der Schwingkreis aus der Konverterinduktivität (Lboost) und den die Schwingung verursachenden parasitären Komponenten (Cp) bei der Resonanzfrequenz (fr) zwischen dem ersten Knoten (N1) und dem zweiten Knoten (N2) aufweist. Der Resonanzwiderstandswert ist bei der Resonanzfrequenz (fr) typischerweise real und besitzt typischerweise keinen Imaginärteil. Der Resonanzwiderstand liegt häufig zwischen 3 und 4 kOhm;Resonance resistance value that the resonant circuit has from the converter inductance (L boost ) and the parasitic components (C p ) causing the oscillation at the resonance frequency ( fr ) between the first node (N1) and the second node (N2). The resonance resistance value is typically real at the resonance frequency ( fr ) and typically has no imaginary part. The resonance resistance is often between 3 and 4 kOhm;
- RS R S
- eigentlicher Snubber-Widerstand, verantwortlich für die Energieumsetzung im Abschaltmoment (zwischen N1/N2);actual snubber resistance, responsible for the energy conversion in the moment of switch-off (between N1 / N2);
- RVMRVM
- relative Spannungsmessvorrichtung;relative tension measuring device;
- SdTSdT
- Stand der Technik;State of the art;
- SNSN
- Snubber-Netzwerk;Snubber network;
- T1T1
- High-Side-Transistor;High-side transistor;
- T2T2
- Low-Side-Transistor;Low-side transistor;
- SNSN
- Snubber-Netzwerk;Snubber network;
- Vboost V boost
- Boost-Spannung;Boost voltage;
- VddVdd
- Versorgungsspannung;Supply voltage;
- VGS V GS
- Gate-Source-Spannung der Schalttransistoren (MS);Gate-source voltage of the switching transistors (M S );
- Vm V m
- Spannungsmesssignal;Voltage measurement signal;
- VN1 V N1
- Spannung am ersten Knoten N1 gegen das Bezugspotenzial (GND);Voltage at the first node N1 against the reference potential (GND);
- VN2 V N2
- Spannung am zweiten Knoten N2 gegen das Bezugspotenzial (GND);Voltage at the second node N2 against the reference potential (GND);
- VrefVref
- Referenzspannung;Reference voltage;
- Vreg V reg
- Regelsignal;Control signal;
- WH W H
- High-Side-Überstromwarnsignal;High-side overcurrent warning signal;
- WL W L
- Low-Side-Überstromwarnsignal;Low-side overcurrent warning signal;
- ZD1ZD1
- Spannungsbegrenzungsdiode zur Begrenzung der Spannung zwischen dem Bezugspotenzial (GND) und dem ersten Knoten (N1). Bei der Spannungsbegrenzungsdiode kann es sich auch um eine einfache Diode statt einer Zener-Diode handeln. Sie wird für den Freilauf benötigt. Die Klemmung der Spannung nach oben wird durch den High-Side-Transistor (T1) typischerweise implizit über dessen Bulk-Diode bereitgestellt.;Voltage limiting diode to limit the voltage between the reference potential (GND) and the first node (N1). The voltage limiting diode can also be a simple diode instead of a Zener diode. It is required for freewheeling. The upward clamping of the voltage is typically provided implicitly by the high-side transistor (T1) via its bulk diode .;
- ZSN Z SN
- komplexer Innenwiderstandswert des Snubber-Netzwerks (SN) zwischen dem ersten Knoten (N1) und dem zweiten Knoten (N2);complex internal resistance value of the snubber network (SN) between the first node (N1) and the second node (N2);
- ZSN1 Z SN1
- erster komplexer Innenwiderstandswert des Snubber-Netzwerks (SN) zwischen dem ersten Knoten (N1) und dem zweiten Knoten (N2), der bevorzugt durch das Snubber-Netzwerk (SN) angenommen wird, wenn die Ausgangsspannungsdifferenz zwischen dem Ausgang (out) des Spannungsreglers (BSIC) und dem Bezugspotenzial (GND) von einem vorgegebenen Referenzwert um mehr als eine vorgegebene minimale Spannungsdifferenz ΔV betragsmäßig abweicht;First complex internal resistance value of the snubber network (SN) between the first node (N1) and the second node (N2), which is preferably assumed by the snubber network (SN) if the output voltage difference between the output (out) of the voltage regulator ( BSIC) and the reference potential (GND) deviates from a predetermined reference value by more than a predetermined minimum voltage difference ΔV in terms of amount;
- ZSN2 Z SN2
- zweiter komplexer Innenwiderstandswert des Snubber-Netzwerks (SN) zwischen dem ersten Knoten (N1) und dem zweiten Knoten (N2), der bevorzugt durch das Snubber-Netzwerksecond complex internal resistance value of the snubber network (SN) between the first node (N1) and the second node (N2), which is preferably through the snubber network
- (SN)(SN)
- angenommen wird, wenn die Ausgangsspannungsdifferenz zwischen dem Ausgang (out) des Spannungsreglers (BSIC) und dem Bezugspotenzial (GND) von einem vorgegebenen Referenzwert um weniger als eine vorgegebene minimale Spannungsdifferenz ΔV betragsmäßig abweicht;it is assumed if the output voltage difference between the output (out) of the voltage regulator (BSIC) and the reference potential (GND) deviates from a predetermined reference value by less than a predetermined minimum voltage difference ΔV;
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