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Stand der Technik
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Aufgrund immer strenger werdender gesetzlicher Vorgaben besitzen mehr und mehr elektronische Geräte Einrichtungen, die den aufgenommenen Netzstrom hinsichtlich ihrer enthaltenen Oberwellen optimieren. Schaltnetzteile herkömmlicher Bauart besitzen üblicherweise einen Gleichrichter und einen Glättungskondensator. Dieser wird bei Belastung nur geladen, wenn der Momentanwert der sinusförmigen Netzspannung über das DC-Potential des Glättungskondensators steigt. Die Folge ist ein nur kurzer Stromimpuls, welcher den Kondensator wieder auflädt. Eine Fourier-Analyse dieses Stromverlaufs zeigt in der Regel zahlreiche Oberwellen. Je nach zutreffender Norm, kann hierdurch eine Zulassung oder Zertifizierung erschwert werden oder nicht möglich sein.
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Aus der
DE 10 2010 063 126 A1 ist es bekannt, dass zum Aufladen der Fahrzeughochvoltbatterie eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs über zum Beispiel ein öffentliches Stromnetz eine Ladevorrichtung notwendig ist. Bekannte Ladevorrichtungen für Fahrzeughochvoltbatterien bestehen meist aus einem Gleichrichter mit Netzfilter, einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung sowie einer Potentialtrennungsvorrichtung.
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Offenbarung der Erfindung
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Im Rahmen der Erfindung wird ein Wandler gemäß Patentanspruch 1 zur Wandlung einer DC-Eingangs-Spannung in eine DC-Ausgangs-Spannung vorgeschlagen. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie anderer Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren. Bevorzugt ist die Spannung der DC-Eingangs-Spannung über die Zeit nahezu konstant. Vorzugsweise handelt es sich bei der DC-Eingangs-Spannung um eine Gleichspannung, die durch Gleichrichtung und nachfolgender Glättung aus einer sinusförmigen Wechselspannung erzeugt wurde derart, dass die Spannung über die Zeit nahezu konstant ist. Alternativ handelt es sich bei der DC-Eingangs-Spannung um eine pulsierende Gleichspannung, die aus einer sinusförmigen Wechselspannung durch Gleichrichtung, beispielsweise mittels einer Brückenschaltung, ohne oder nur geringe anschließende Glättung erzeugt wurde.
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Der Wandler enthält einen Regler zur Regelung der DC-Ausgangsspannung auf einen Sollwert hin. Der Regler enthält einen sein Regelverhalten bestimmenden Parametersatz. Der Wandler enthält ein Messmodul zur Ermittlung mindestens eines Kennwertes mindestens einer Kenngröße des Wandlers.
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Der Wandler enthält mindestens zwei austauschbare Parametersätze für den Regler. Ein jeweiliger der Parametersätze ist im Regler aktivierbar bzw. im Betrieb aktiviert. Ein erster der Parametersätze weist ein langsameres Regelverhalten bezüglich der Ausgangsspannung auf als ein zweiter der Parametersätze. Der Wandler enthält ein Steuermodul zum Austausch und zur Aktivierung eines jeweiligen der Parametersätze im Regler. Austausch und Aktivierung erfolgen hierbei in Abhängigkeit mindestens einer der Kenngrößen bzw. den jeweiligen unterschiedlichen Kennwerten der entsprechenden Kenngröße.
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So kann - ausgehend von einem langsameren Parametersatz und bei Bedarf (angezeigt durch die Kenngröße bzw. Kennwerte) auf einen Parametersatz mit schnellerem Regelverhalten umgeschaltet werden, um ein übermäßiges Ansteigen oder Abfallen der Ausgangsspannung zu verhindern bzw. diesem schneller entgegen zu wirken. Eine kurzfristige Verschlechterung des Powerfactors wird dabei in Kauf genommen. Eine entsprechende Umschaltung kann schnell und einfach realisiert werden. Herkömmliche bzw. etablierte Regelkonzepte können jeweils für sich - in Form eines jeweiligen Satzes von Regelparametern - beibehalten werden. Es muss kein an sich neues, übergeordnetes Regelkonzept geschaffen werden, sondern es muss nur zwischen herkömmlichen Regelkonzepten gewechselt werden.
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Zwischen den Umschaltungen von Parametersätzen sind insbesondere Hysteresen für die Kennwerte vorgesehen, so dass bei einem Kennwert in der Nähe eines Grenzwertes ein andauerndes Hin- und Herschalten von schnelleren und langsameren Parametersätzen verhindert ist.
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Der Kennwert ist insbesondere ein jeweils zeitlich aktueller Wert der Kenngröße. So kann eine zeitaktuelle Anpassung des Reglers im Wandler durch zeitnahe Reaktion auf den aktuellen Kennwert erfolgen, um insbesondere auf den aktuellen Spannungswert der Ausgangsspannung als Kennwert zu reagieren.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kenngröße die DC-Ausgangsspannung und/oder eine Zeit bzw. eine Zeitspanne und/oder eine durch den Wandler transportierte Leistung bzw. deren zeitliche Änderungsrate. Die Auswahl des aktuellen Parametersatzes kann so mit Hilfe des Steuermoduls an den maßgeblich die Eigenschaften des Wandlers bestimmenden Kenngrößen orientiert bzw. von diesen abhängig gemacht werden.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist bzw. wird ein schnellerer Parametersatz (ausgehend von einem derzeit aktiven langsameren) dann aktiviert, wenn die Ausgangsspannung außerhalb eines Toleranzbereiches liegt bzw. diesen verlässt und/oder wenn eine Änderungsrate der Leistung pro Zeit einen Grenzwert übersteigt. Gerade wenn die Ausgangsspannung von einem Sollwert bzw. dem Toleranzbereich um diesen Sollwert abweicht, ist eine schnelle Regelung wichtig, um diese wieder zu ihrem Sollwert hin einzuregeln. Eine besondere Gefahr für ein Einbrechen oder Überschwingen der Ausgangsspannung besteht bei schnellen Last- bzw. Leistungsänderungen, wenn also eine Leistungsänderung pro Zeit einen gewissen Grenzwert übersteigt (z.B. eine Verdopplung oder Halbierung der Leistung innerhalb 10ms bis 50ms). In diesen Fällen ist dann eine schnelle Anpassung der Ausgangsspannung von Nöten bzw. könnte erforderlich werden, was anhand der schnelleren Regelung erreicht werden kann.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist bzw. wird ein langsamerer Parametersatz (ausgehend von einem derzeit aktiven schnelleren) dann aktiviert, wenn die Ausgangsspannung innerhalb des Toleranzbereiches liegt bzw. in diesen eintritt und/oder wenn die Änderungsrate der Leistung pro Zeit einen Grenzwert nicht überschreitet bzw. unterschreitet und/oder wenn ein Zeitintervall nach Aktivierung eines schnelleren Parametersatzes abgelaufen ist. In Anlehnung an oben ist bei einer Spannung nahe der Sollspannung bzw. nur langsamer Leistungsänderung nicht mehr mit einem Überschwingen oder Einbrechen der Ausgangsspannung zu rechnen, so dass eine langsamere Regelung bei verbessertem Powerfactor wieder möglich bzw. angestrebt ist. Vor allem kann durch die Begrenzung der Zeitdauer einer schnelleren Regelung (und damit schlechterem Powerfactor) der zeitlich gemittelte Powerfactor hoch gehalten werden, so dass z.B. bestimmte Normengrenzwerte bei allen Betriebsbedingungen einhaltbar sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Regler einen inneren Teilregler für einen Stromwert eines vom Wandler aufgenommenen Stromes auf und einen äußeren Teilregler für einen Spannungswert der DC-Ausgangsspannung auf. Insbesondere ausschließlich - ist der Parametersatz des äußeren Teilreglers austauschbar.
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Der Regler weist also eine äußere Regelschleife (mit dem äußeren Teilregler) und eine in dieser enthaltene innere Regelschleife (mit dem inneren Teilregler) innerhalb der äußeren Regelschleife auf.
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Der austauschbare Parametersatz ist der Parametersatz des äußeren Teilreglers bzw. der äußeren Regelschleife. Diese Ausführungsform entspricht einer weit verbreiteten Reglerstruktur für DC-DC-Wandler. Die Erfindung ist damit für dieses weit verbreitete Wandlerkonzept geeignet.
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Die Erfindung greift somit außerdem besonders wirksam am für die Ausgangsspannung kritischsten Punkt eines DC-DC-Wandlers an, nämlich an der Spannungsregelung, indem die Spannungsregelung mit jeweils aktuell bedarfsgerechten Parametersätzen realisiert wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Wandler einen Speicher für die Parametersätze. Somit können die Parametersätze bei Bedarf schnell abgerufen werden und sind im Regler sofort verfügbar.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform enthält der Speicher eine Look-up-Tabelle für die Parametersätze. Insbesondere sind hierbei jedem Kennwert, zum Beispiel jedem Spannungswert, oder jeder Kombination von Kennwerten (bei mehreren Kenngrößen) ein jeweiliger Parametersatz zugeordnet. Nach Ermittlung des entsprechenden Kennwertes (der Kennwerte) muss so lediglich schnell und einfach der zugeordnete Parametersatz aus der Look-up-Tabelle entnommen und dem Regler zugeführt bzw. dort aktiviert werden. So ist ein besonders schneller und einfacher Wechsel der Parametersätze im Wandler gewährleistet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wandler ein Boost-Converter. Insbesondere Boost-Converter sind von der Problematik schwankender Ausgangsspannungen betroffen, sodass hier die Erfindung besonders wirkungsvoll einsetzbar ist. Insbesondere ist der Wandler ein CCM-Wandler (Continuous Current Mode) oder ein DCM-Wandler (Discontinuous Current Mode). In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Wandler als PFC-Schaltung ausgebildet. Ziel einer PFC-Schaltung (Power Factor Correction, Leistungsfaktorkorrektur) ist es, die Oberwellen, deren Spektrum über den Powerfaktor bewertet wird, derart zu optimieren, sodass neben der Grundwelle (dem Strom bei 50 Hz) nur eine geringe Anzahl an Oberwellen enthalten sind. Der Powerfaktor beschreibt somit das Verhältnis von aufgenommener Wirk- zu Scheinleistung. Diese Wandlertypen sind verbreitete Wandler, weshalb die Erfindung somit in einem weiten technischen Umfeld Vorteile bietet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Regler ein digitaler Regler. Ein digitaler Regler im vorliegenden Sinne gibt lediglich zu bestimmten Zeitpunkten sein Regelergebnis aus, um dieses im Wandler verwendbar zu machen bzw. zu verwenden. Im Zeitinterwall bis zum nächsten betreffenden Zeitpunkt erfolgt kein veränderter Reglereingriff im Wandler. Derartige digitale Regler sind in Wandlern weit verbreitet, sodass die Erfindung für einen Großteil von Wandlern Vorteile bietet.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist der aktivierte Parametersatz im Regler während eines digitalen Regelzyklus des Reglers unverändert. Im entsprechenden Regelzyklus führt der Regler abhängig von Eingangswerten bestimmte interne Berechnungen durch, um anschließend sein Regelergebnis an seinem Ausgang bereitzustellen. Somit ist sichergestellt, dass während der internen Verarbeitung im Regler keine Parameteränderung im Regler erfolgt, was zu unvorhersehbaren Regelergebnissen führen könnte, was somit vermieden ist. Die Regelung und dadurch der Wandler werden somit stabiler.
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Die Erfindung beruht auf folgenden Erkenntnissen, Beobachtungen bzw. Überlegungen und weist noch die nachfolgenden Ausführungsformen auf. Die Ausführungsformen werden dabei teils vereinfachend auch „die Erfindung“ genannt. Die Ausführungsformen können hierbei auch Teile oder Kombinationen der oben genannten Ausführungsformen enthalten oder diesen entsprechen und/oder gegebenenfalls auch bisher nicht erwähnte Ausführungsformen einschließen.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der Powerfaktor somit das Verhältnis von aufgenommener Wirk- zu Scheinleistung beschreibt. Um dieses Verhältnis zu optimieren, wird in einer PFC in erster Linie der aufgenommene Netzstrom geregelt. Die Ausgangsspannung spielt nur eine untergeordnete Rolle und kann aus regelungstechnischen Gründen nur mit geringer Dynamik geregelt werden. Prinzipbedingt haben deshalb Netzteile mit PFC Funktionalität üblicherweise ein schlechtes Transientenverhalten, können Lastsprünge am Ausgang also nur schlecht ausregeln und reagieren mit starken Spannungseinbrüchen und -überschwingern. Ist das schlechte transiente Verhalten der PFC-Stufe für die Anwendung nicht akzeptabel, ist es z.B. in vielen Fällen denkbar, eine zweite Netzteilstufe mit größerer Regeldynamik zwischen PFC und Verbraucher zu schalten.
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In einem modernen Audioverstärker ist das Netzteil z.B. zweistufig ausgeführt, bestehend aus PFC und Hauptnetzteil, welches aus Kosten- und Wirkungsgradgründen oft ungeregelt ausgeführt ist. Möglich ist auch eine einstufige Realisierung mittels single stage PFC.
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Wird nun am Verstärker sprunghaft Leistung abgefragt, führt das zu einem Spannungseinbruch am Ausgangskondensator des Hauptnetzteils. Dieses könnte zwar durch seine eigene Regelung (sofern überhaupt vorhanden) den Spannungseinbruch gering halten zieht aber in jedem Fall sprunghaft einen hohen Strom aus der Zwischenkreiskapazität. Aufgrund der prinzipbedingt niedrigen Spannungsregeldynamik der PFC kann diese nur langsam auf die neue Lastsituation reagieren. Zwangsläufig kommt es zu einem starken Spannungseinbruch auf dem Zwischenkreis.
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Je nach Hauptnetzteiltopologie kann dies auch für das Hauptnetzteil Probleme bereiten bis hin zu einem Einbruch der Ausgangsspannung. Letzteres ist insbesondere bei ungeregelten Hauptnetzteiltopologien ein Problem. Diese übertragen die Zwischenkreisspannung lediglich mit einem festen Übertragungsfaktor auf die Ausgangsspannungsseite und somit auch die Lasteinbrüche der Zwischenkreisspannung.
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Eine weitere Herausforderung bei dynamisch belasteten PFC Stufen ist, dass bei einem Einbruch der Zwischenkreisspannung unterhalb der momentanen Netzspannung die Boost-Diode der PFC zu leiten beginnt und so der aufgenommene Strom der Gerätes durch die PFC nicht mehr kontrolliert werden kann. Zum einen kann hier nicht mehr sichergestellt werden, dass die Boost-Diode in einem sicheren Betriebspunkt betrieben wird und zum anderen ist das Oberwellenspektrum undefiniert.
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Eine regelungstechnische Betrachtung der Situation ergibt sich wie folgt:
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Eine PFC besteht üblicherweise aus zwei Regelkreisen. Der innere Stromregelkreis regelt den aufgenommenen Strom und lässt diesen der Netzspannung folgen. Diese Regelung benötigt eine hohe Dynamik und ist im Wesentlichen verantwortlich für das Oberwellenspektrum des vom Gerät aufgenommenen Stromes. Der zweite, äußere Regelkreis - die Spannungsregelung - regelt die Zwischenkreisspannung (bei einer klassischen zweistufigen Boost PFC) oder die Ausgangsspannung (bei single Stage Ansätzen). Hierbei muss berücksichtigt werden, dass der äußere Regelkreis, die Spannungsregelung, eine wesentlich geringere Dynamik besitzen muss als der innere Stromregelkreis.
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Wurde die Spannungsregelung mit zu großer Dynamik ausgelegt, versucht diese die prinzipbedingte 100Hz Welligkeit (bei 50 Hz Netzbetrieb) auf dem Zwischenkreis auszuregeln, was zur Folge hat, dass das Oberwellenspektrum nachteilig beeinflusst wird. Insbesondere die dritte Harmonische des Oberwellenspektrums wird hierbei deutlich angehoben.
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Grundidee der Erfindung ist daher folgendes:
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Befindet sich die Spannung am Zwischenkreiskondensator innerhalb gewisser Grenzen, so wird zur Regelung der Zwischenkreisspannung die langsame Regelung verwendet. Diese stellt den optimalen Leistungsfaktor für niedrige und mittlere Lasten sicher. Kommt es nun zu einem Lastsprung, bricht die Spannung am Ausgangskondensator und in Folge auch am Zwischenkreiskondensator teilweise stark ein.
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Sobald die Zwischenkreisspannung unter einen gewissen Grenzwert sinkt, schaltet der Regelalgorithmus auf einen anderen, schnelleren Parametersatz um, der eine schnelle Gegenreaktion der Regelung ermöglich und einem weiteren Einbruch entgegenwirkt oder diesen gar verhindert. So wird vermieden, dass die PFC-Spannung so weit einbricht, dass die PFC-Diode leitend wird und der aufgenommene Strom für eine oder mehrere Netzhalbwelle/n unkontrolliert ist.
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Sobald die Spannung am Zwischenkreis einen oberen Grenzwert wieder überschritten hat, wird die Regelung wieder auf den ursprünglichen Regelparametersatz umgeschaltet. Denkbar ist auch, dass diese Umschaltung alternativ anhand der Leistung oder etwa zeitlich gesteuert geschieht.
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Dieses Verfahren hat keinen relevanten Einfluss auf das gemessene, einem Normengrenzwert unterliegende, Oberwellenspektrum. Dieses wird ermittelt, indem der aufgenommene Strom der Schaltung über eine gewisse Zeitspanne - abhängig von der zutreffenden Norm, i.d.R. aber mehrere Sekunden - gemessen und mittels Fourier-Analyse in seine Bestandteile zerlegt wird. Je nach Eingriffshäufigkeit kommt es zu einer leichten, i.d.R. unkritischen Anhebung des Messwerts bei höherfrequenten harmonischen. Ein dauerhafter Betrieb mit diesen geänderten Regelparametern ist nicht möglich, da es, wie oben unter der regelungstechnischen Betrachtung aufgeführt, zu einer starken Anhebung der dritten Harmonischen kommen würde.
Das Hauptaugenmerk dieses Verfahrens liegt in der Verhinderung / Verminderung des Spannungseinbruches am Zwischenkreiskondensator und in Extremsituationen dem Verhindern des Bypasses der PFC durch leitend werden der Boost-Diode.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das Prinzip der dynamischen Regelparameteränderung neben Audioverstärkern auch noch in einer Vielzahl von weiteren Anwendungen eingesetzt werden kann. Immer dann, wenn der durch ein Netzteil mit PFC Funktion betriebene Verbraucher eine hohe Dynamik aufweist, kann durch diese Erfindung die Stabilität der internen Betriebsspannung erhöht werden. Da heutzutage in den meisten Fällen elektronische Geräte durch digitale Steuereinheiten kontrolliert werden, steht in vielen Fällen ein geeignetes Signal über die anfallende Leistung des Verbrauchers zur Verfügung, welches in geeigneter Weise in die Regelung der PFC Stufe mitgekoppelt wird.
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Gemäß der Erfindung ergibt sich insbesondere eine Verbesserung des transienten Verhaltens von dynamisch belasteten PFC Schaltungen in Audioverstärkern durch zwischenkreisspannungsabhängige Regelungsparameter.
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Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen in einer schematischen Prinzipskizze:
- 1 einen Wandler gemäß der Erfindung.
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1 zeigt einen Wandler 2 in Form eines CCM Average Current Mode Boost Converters.
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Der Wandler 2 dient zur Wandlung einer DC-Eingangsspannung UE in eine DC-Ausgangsspannung UA. Der Wandler 2 enthält eine Induktivität 4 und eine Kapazität 6, die in einem leistungsführenden Pfad 8 miteinander verschaltet sind.
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Der Wandler 2 enthält einen Regler 12 zur Regelung des aktuellen Spannungswertes der Ausgangsspannung UA auf einen Sollwert UAS hin. Der Regler 12 enthält einen sein Regelverhalten aktuell bestimmenden Parametersatz 14a. Der Parametersatz 14a ist daher aktuell im Regler 12 aktiviert.
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Der Wandler 2 enthält außerdem ein Messmodul 16 zur Ermittlung mindestens eines Kennwertes K mindestens einer Kenngröße 18 des Wandlers 2. Im Beispiel ist die Kenngröße 18 die Ausgangsspannung UA, der Kennwert K ist der aktuelle Spannungswert UAI (Istwert von UA). Das Messmodul 16 ist daher ein Spannungsmesser. Alternativ oder zusätzlich ist in anderen Ausführungsformen die Kenngröße 18 eine Leistung P, die durch den Wandler transportiert (durch einen Pfeil angedeutet) wird oder eine Zeit ta, während der ein Parametersatz 14 aktiviert ist. Das Messmodul 16 ist dann entsprechend als Leistungs- oder Zeitmesser ausgebildet (nicht dargestellt).
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Der Wandler 2 enthält insgesamt mehrere Parametersätze 14a-c für den Regler 12. Auch die Parametersätze 14b oder 14c sind im Regler 12 aktivierbar. Dann bestimmt der jeweils aktivierte Parametersatz 14a oder b oder c das aktuelle Regelverhalten. Die jeweils beiden anderen Parametersätze 14 sind dann nicht aktiviert. Die (aktivierten) Parametersätze 14 sind also im Regler 12 austauschbar.
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Im Beispiel ist zunächst der Parametersatz 14a aktiviert. Der Regler 12 arbeitet daher auf Basis des Parametersatzes 14a. Die Parametersätze 14b und 14c haben derzeit keinen Einfluss auf das Regelverhalten.
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Der Wandler 2 enthält ein Steuermodul 20. Dieses dient sowohl zum Austausch als auch zur Aktivierung eines jeweiligen der Parametersätze 14a-c im Regler 12. Den Austausch und die Aktivierung erledigt das Steuermodul 20 in Abhängigkeit mindestens einer der Kenngrößen 18, wobei im Beispiel lediglich eine einzige Kenngröße 18 als Ausgangsspannung UA vorliegt. Im Beispiel ist deren Kennwert K jeweils ein aktueller Wert (Spannungswert UAI) der Kenngröße 18 (UA). In einem alternativen Beispiel existiert eine zweite Kenngröße 18 in Form der Leistung P. Der entsprechende weitere Kennwert K ist dann der aktuelle Leistungswert der Leistung P bzw. die Änderung der Leistung pro Zeit. Somit existieren im Wandler 2 zwei verschiedene Kennwerte K welche beide dem Steuermodul 20 zugeführt und von diesem zur Auswahl der Parametersätze 14a bis c genutzt werden.
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Der Regler 12 weist einen inneren Teilregler 22 (Teil einer inneren Regelschleife) und einen äußeren Teilregler 24 (Teil einer äußeren Regelschleife) auf. Die innere Regelschleife bzw. der Teilregler 22 regelt den Stromwert Ia auf einen Sollwert IS ein. Die äußere Regelschleife bzw. der Teilregler 24 regelt schließlich die DC-Ausgangsspannung UA anhand deren aktuellem Spannungswert, dem Ist-Wert UAI, auf deren Sollwert UAS ein. Ausschließlich die Parametersätze 14a-c des äußeren Teilreglers 24 sind dabei austauschbar. Der innere Teilregler 22 arbeitet also mit einem festen Parametersatz.
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Der Wandler 2 weist einen Speicher 26 für die Parametersätze 14a-c auf, wobei der Speicher 26 eine Look-up-Tabelle für die Parametersätze 14a-c enthält bzw. als solche realisiert ist. Im Beispiel wird daher der Kennwert K in Form des Spannungswertes UAI mit einem jeweiligen Wertbereich 28a-c verglichen, und falls der Wert K im entsprechenden Wertebereich 28a-c liegt, der betreffende Parametersatz 14a oder 14b oder 14c aktiviert und für die Regelung des Reglers 12 benutzt.
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Im Beispiel ist der Regler 12 ein digitaler Regler. Die Kennwerte K und die DC-Ausgangsspannung UA werden daher über Analog/Digitalumsetzer 30 geführt. (A/D-Umsetzer). Aus aktuell abgetasteten Werten UA[n] und K[n] sowie im Regler 12 gespeicherten, nicht weiter dargestellten entsprechenden Werten aus vorherigen Abtastintervallen [n-1] und [n-2] wird ein aktuelles Regelergebnis im Form eines Tastverhältnisses PWM für eine Pulsweitenmodulation, also ein Wert PWM[n] als aktuelles Regelergebnis von einer PWM-Stufe 32 ausgegeben. Hierbei werden im Regler 12 auch die zu den vorhergehenden Abtastzeitpunkten [n-1] und [n-2] ausgegebenen Tastverhältnisse PWM[n-1] und PWM[n-2] berücksichtigt. Das Tastverhältnis PWM betreibt einen Schalter 34 im Wandler 2, wie allgemein in üblichen Wandlern bekannt, was daher hier nicht weiter erläutert wird.
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Die Zeitspanne zwischen der Ausgabe eines Tastverhältnisses PWM[n] und der Eingabe der entsprechenden Werte UA[n] und K[n] wird Regelzyklus Z genannt und ist in 1 symbolisch durch einen Pfeil dargestellt. Während der Dauer eines Regelzyklus Z bleibt der jeweilige Parametersatz 14a, b oder c unverändert im Regler 12 aktiv, das heißt der gesamte Regelalgorithmus läuft nach einem der Parametersätze 14a bis c ab. Erst nach Abschluss des Regelzyklus Z und vor Beginn eines neuen Regelzyklus Z, das heißt vor Beginn der Auswertung der Ausgangsspannung UA und der Kenngröße K im Regler 12 kann bei Bedarf - je nach Entscheidung der Steuereinheit 20 - ein anderer der Parametersätze 14a-c aktiviert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010063126 A1 [0002]
