DE102017222265A1

DE102017222265A1 - Gleichspannungswandler

Info

Publication number: DE102017222265A1
Application number: DE102017222265.4A
Authority: DE
Inventors: Hui Sung Jang; Gi Bong Song; Hyun Wook SEONG
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2019-04-18
Also published as: CN109687702A; US10218260B1; KR20190043268A; KR102453825B1; CN109687702B

Abstract

Ein Gleichspannungswandler kann umfassen: eine Induktivität, die an einem Ende mit einem Eingangseinschluss und dem anderen Ende mit einem Ausgangsanschluss verbunden ist; einen Schaltkreis, der eingerichtet ist, zu bestimmen, ob Strom von dem Eingangsanschluss an der Induktivität angelegt werden soll; eine Snubber-Schaltung, die eingerichtet ist, mit beiden Enden der Induktivität und mit dem Ausgangsanschluss verbunden zu sein; einen Ausgangsstromcontroller, der eingerichtet ist, einen Induktivitätsstrom-Sollwert zu erlangen, bei dem es sich um einen Betrag eines durch die Induktivität fließenden Stroms handelt, um es einem Ausgangsstrom-Erfassungswert, der durch Erfassen eines an den Ausgangsanschluss zugeführten Stroms erhalten wird, zu ermöglichen, einem vorgegebenen Ausgangsstrom-Sollwert zu folgen; und einen Induktivitäts-Controller, der eingerichtet ist, die Schaltlast des Schaltkreises zu bestimmen, um es einem Induktivitäts-Erfassungswert, der durch Erfassen eines durch die Induktivität fließenden Stroms erhalten wird, zu ermöglichen, dem Induktivitätsstrom-Sollwert zu folgen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen DC/DC-Wandler, bzw. Gleichspannungswandler, und insbesondere einen Multiphasenwandler (PSFB-Wandler), der eine Snubber-Schaltung einsetzt, die zur Verbesserung des Ansprechverhaltens eingerichtet ist.
Beschreibung verwandter Technik
Eine Snubber-Schaltung wird verwendet, um die Einschwingspannung zu unterdrücken, welche entstehen kann, wenn Strom einer induktiven Last beim Ein- bzw. Ausschalten zugeführt wird. Zum Beispiel wird eine Snubber-Schaltung für einen Multiphasenwandler bzw. PSFB-Wandler eingesetzt, der in Anwendungen mit hohen Leistungen weitverbreitet eingesetzt wird. Da ein Multiphasenwandler, der für eine fahrzeuginterne Ladevorrichtung eingesetzt wird, welche innerhalb eines umweltfreundlichen Fahrzeugs vorgesehen ist, ein vergleichsweise kleiner Aufwärts/Abwärts-Spannungsverhältnis hat, wird eine Streuinduktivität auf der Sekundärseite eines Transformators groß. Deshalb kann in dem Bauteil eine Stoßspannung aufgrund eines Resonanzeffekts, zu dem es in der Streuinduktivität des Transformators kommt, und der parasitären Kapazität einer Gleichrichterdiode auf der Sekundärseite kommen. Dementsprechend wird eine solche Snubber-Schaltung eingesetzt, um die Stoßspannung, die an der Vorrichtung durch Aufnahme der Energie aufgrund der Resonanzwirkung entsteht, zu unterdrücken.
Unter den Snubber-Schaltungen kann ein CDD-Snubberglied, das aus zwei Dioden und einen Kondensator gebildet wird, mithilfe der Ladung/Entladung des Kondensators Verluste verringern und eine vergleichsweise hohe Effizient verwirklichen, ohne Energie in Wärme umzuwandeln, im Gegensatz zu einem Snubberglied, das mit Widerständen verwirklicht ist.
Jedoch ist es schwierig für das CDD Snubberglied, die Stromstärke zur Auswahl eines Ansprechbands und zur Sicherung der Steuerungsleistung in einem Stromversorgungszeitraum durch Ein/Ausschalten eines Vollbrücken-Schalters zu steuern. Zum Beispiel, im Fall allgemeiner Stromsteuerung, wird ein Tiefpassfilter mit einem Tiefpassband verwendet, um die Welligkeit einer Schaltfrequenz aus einem erfassten Signal zu entfernen, das durch Erfassen des Ausgangsstroms des Wandlers erhalten wird. In dem vorliegenden Fall gibt es eine Beschränkung dahingehend, bis zu welchem Grad das Ansprechverhalten verbessert werden kann, was Probleme wie beispielsweise eine Verschlechterung der Steuerungsleistung und das Auftreten harmonischer Welligkeiten verursachen kann.
Die Informationen, die in diesem Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung angegeben werden, dienen lediglich der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollen nicht als Bestätigung oder als Form eines Vorschlags dahingehend verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann bereits bekannt ist.
KURZDARSTELLUNG
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung zielen darauf auf, einen Multiphasenwandler bzw. PSFB-Wandler mit einer Snubber-Schaltung anzugeben, der zur Verbesserung des Ansprechverhaltens eingerichtet ist, so dass sie Steuerleistung verbessert wird und harmonische Welligkeit verringert wird.
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung zielen darauf ab, einen Gleichspannungswandler anzugeben, der umfasst: eine Induktivität, die eingerichtet ist, an einem ersten Ende mit einem Eingangseinschluss und an einem zweiten Ende mit einem Ausgangsanschluss verbunden zu sein; einen Schaltkreis, der eingerichtet ist, zu bestimmen, ob Strom von dem Eingangsanschluss an der Induktivität angelegt werden soll; eine Snubber-Schaltung, die eingerichtet ist, mit beiden Enden der Induktivität und mit dem Ausgangsanschluss verbunden zu sein; einen Ausgangsstromcontroller, der eingerichtet ist, einen Induktivitätsstrom-Sollwert zu erlangen, bei dem es sich um einen Betrag eines durch die Induktivität fließenden Stroms handelt, um es einem Ausgangsstrom-Erfassungswert, der durch Erfassen eines an den Ausgangsanschluss zugeführten Stroms erhalten wird, zu ermöglichen, einem vorgegebenen Ausgangsstrom-Sollwert zu folgen; und einen Induktivitäts-Controller, der eingerichtet ist, die Schaltlast des Schaltkreises zu bestimmen, um es einem Induktivitäts-Erfassungswert, der durch Erfassen eines durch die Induktivität fließenden Stroms erhalten wird, zu ermöglichen, dem Induktivitätsstrom-Sollwert zu folgen.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Snubber-Schaltung umfassen: einen Kondensator, der eingerichtet ist, an einem Ende mit dem ersten Ende der Induktivität verbunden zu sein; eine erste Diode, die eingerichtet ist, mit einer Anode mit dem anderen Ende des Kondensators verbunden zu sein, und mit einer Kathode mit dem anderen Ende der Induktivität verbunden zu sein; und eine zweite Diode, die eingerichtet ist, mit einer Kathode mit dem anderen Ende des Kondensators verbunden zu sein, und mit einer Anode mit dem Ausgangsanschluss verbunden zu sein.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Ausgangsstrom-Controller einen Tiefpassfilter zum Filtern des Ausgangsstroms-Erfassungswerts umfassen, und den Induktivitätsstrom-Sollwert erzeugen, so dass der Ausgangsstrom-Erfassungswert, der von dem Tiefpassfilter gefiltert wird, dem Ausgangsstrom-Sollwert folgt.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Gleichspannungswandler ferner umfassen: einen ersten Stromdetektor, der eingerichtet ist, unmittelbar an dem Ausgangsanschluss vorgesehen zu sein, um den Ausgangsstrom-Erfassungswert durch Erfassen eines durch den Ausgangsanschluss fließenden Stroms zu erzeugen; und einen zweiten Stromdetektor, der eingerichtet ist, um unmittelbar an einem von zwei Enden der Induktivität angeordnet zu sein, um den Induktivitätsstrom-Erfassungswert durch Erfassen eines durch die Induktivität fließenden Stroms zu erzeugen, wobei der Ausgangsstrom-Erfassungswert, der von dem ersten Stromdetektor erzeugt wird, dem Tiefpassfilter des Ausgangsstromcontrollers bereitgestellt wird, und der Induktivitätsstrom-Erfassungswert, der von dem zweiten Stromdetektor erzeugt wird, dem Induktivitätsstromcontroller bereitgestellt wird.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der zweite Stromdetektor einen Strom erfassen, der in einem Zeitraum zu einem Zeitpunkt durch die Induktivität fließt, bei dem Strom von dem Eingangsanschluss angelegt wird, oder in einem Zeitraum zu einem Zeitpunkt, bei dem durch ein Umschalten des Schaltkreises kein Strom von dem Eingangsanschluss angelegt wird.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Gleichspannungswandler ferner einen Stromdetektor, der eingerichtet ist, unmittelbar an dem Ausgangsanschluss angeordnet zu sein, um durch Erfassen eines durch den Ausgangsanschluss fließenden Stroms den Ausgangsstrom-Erfassungswert zu erzeugen, wobei der Ausgangsstrom-Erfassungswert, der von dem ersten Stromdetektor erzeugt wird, dem Tiefpassfilter des Ausgangsstromcontrollers und dem Induktivitätsstromcontroller bereitgestellt wird, und wobei der Induktivitätsstromcontroller eingerichtet ist, Steuerung mithilfe eines Werts als Induktivitätsstrom-Erfassungswert durchzuführen, der einem Zeitpunkt in einem Zeitraum entspricht, bei dem durch ein Umschalten des Schaltkreises kein Strom von dem Eingangsanschluss angelegt wird, unter den Ausgangsstrom-Erfassungswerten, die von dem ersten Stromdetektor bereitgestellt werden.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Schaltkreis einen Transformator und eine Vollbrückenschaltung umfassen, die zwischen einer Primärspule des Transformators und dem Eingangsanschluss vorgesehen sind, und eine Sekundärspule des Transformators kann mit einem Ende der Induktivität verbunden sein.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Schaltkreis ferner eine Gleichrichterschaltung umfassen, die eingerichtet ist, mit beiden Enden der Sekundärspule des Transformators verbunden zu sein.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird durch Steuerung der Schaltlast der Vollbrückenschaltung ermittelt, ob Strom von dem Eingangsanschluss an der Induktivität angelegt werden soll.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Schaltkreis eine Schaltvorrichtung umfassen, die eingerichtet ist, den Eingangsanschluss und ein Ende der Induktivität elektrisch miteinander zu verbinden oder voneinander zu trennen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zur Lösung der obigen Aufgaben sind verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung darauf gerichtet, einen Gleichspannungswandler anzugeben, welcher umfasst: eine Induktivität, die eingerichtet ist, an einem ersten Ende mit einem Eingangseinschluss und an einem zweiten Ende mit einem Ausgangsanschluss verbunden zu sein; eine Snubber-Schaltung, die eingerichtet ist, Strom unmittelbar an den Ausgangsanschluss zu zuzuführen, wenn von dem Eingangsanschluss Strom an das erste Ende der Induktivität angelegt wird, und eingerichtet ist, Strom nicht unmittelbar an den Ausgangsanschluss zu liefern, wenn kein Strom von dem Eingangsanschluss an das erste Ende der Induktivität angelegt wird; einen Ausgangsstromcontroller, der eingerichtet ist, einen Induktivitätsstrom-Sollwert zu erlangen, bei dem es sich um einen Betrag des durch die Induktivität fließenden Stroms handelt, um es einem Ausgangsstrom-Erfassungswert, der durch Erfassen eines an den Ausgangsanschluss zugeführten Stroms erhalten wird, zu ermöglichen, einem vorgegebenen Ausgangsstrom-Sollwert zu folgen; und einen Induktivitätsstromcontroller, der eingerichtet ist, die Schaltlast des Schaltkreises zu bestimmen, um es einem Induktivitätsstrom-Erfassungswert, der durch Erfassen eines durch die Induktivität fließenden Stroms erhalten wird, zu ermöglichen, dem Induktivitätsstrom-Sollwert zu folgen.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Gleichspannungswandler ferner einen Schaltkreis umfassen, der eingerichtet ist, zu bestimmen, ob Strom von dem Eingangsanschluss an der Induktivität angelegt werden soll.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Schaltkreis einen Transformator und eine Vollbrückenschaltung umfassen, die zwischen einer Primärspule des Transformators und dem Eingangsanschluss vorgesehen sind, und eine Sekundärspule des Transformators kann mit dem ersten Ende der Induktivität verbunden sein.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Schaltkreis ferner eine Gleichrichterschaltung umfassen, die eingerichtet ist, mit beiden Enden der Sekundärspule des Transformators verbunden zu sein.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird durch Steuerung der Schaltlast der Vollbrückenschaltung bestimmt, ob von dem Eingangsanschluss Strom an der Induktivität angelegt werden soll.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Schaltkreis eine Schaltvorrichtung umfassen, die eingerichtet ist, den Eingangsanschluss und ein Ende der Induktivität elektrisch miteinander zu verbinden oder voneinander zu trennen.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Ausgangsstromcontroller einen Tiefpassfilter zum Filtern des Ausgangsstrom-Erfassungswerts umfassen und den Induktivitätsstrom-Sollwert erzeugen, so dass der Ausgangstrom-Erfassungswert, der durch den Tiefpassfilter gefiltert wird, dem Ausgangsstrom-Sollwert folgt.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Gleichspannungswandler ferner umfassen: einen ersten Stromdetektor, der eingerichtet ist, unmittelbar an dem Ausgangsanschluss angeordnet zu sein, um den Ausgangsstrom-Erfassungswert durch Erfassen eines durch den Ausgangsanschluss fließenden Strom zu erzeugen; und einen zweiten Stromdetektor, der eingerichtet ist, unmittelbar an einem der beiden Enden der Induktivität angeordnet zu sein, um den Induktivitätsstrom-Erfassungswert durch Erfassen eines durch die Induktivität fließenden Stroms zu erzeugen, wobei der Ausgangsstrom-Erfassungswert, der durch den ersten Stromdetektor erzeugt wird, dem Tiefpassfilter des Ausgangsstromcontrollers bereitgestellt wird, und der Induktivitätsstrom-Erfassungswert, der durch den zweiten Stromdetektor erzeugt wird, dem Induktivitätsstromcontroller bereitgestellt wird.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der zweite Stromdetektor den Strom erfassen, der zu einem Zeitpunkt in einem Zeitraum durch die Induktivität fließt, bei dem Strom von dem Eingangsanschluss an der Induktivität angelegt wird, oder zu einem Zeitpunkt in einem Zeitraum durch die Induktivität fließt, bei dem durch Umschalten des Schaltkreises kein Strom von dem Eingangsanschluss an der Induktivität angelegt wird.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Gleichspannungswandler ferner einen Stromdetektor umfassen, der eingerichtet ist, unmittelbar an dem Ausgangseinschluss angeordnet zu sein, um den Ausgangsstrom-Erfassungswert durch Erfassen eines durch den Ausgangsanschluss fließenden Stroms zu erzeugen, wobei der Ausgangsstrom-Erfassungswert, der durch den ersten Stromdetektor erzeugt wird, dem Tiefpassfilter des Ausgangsstromcontrollers und dem Induktivitätsstromcontroller bereitgestellt wird, und wobei der Induktivitätsstromcontroller eingerichtet ist, Steuerung mithilfe eines Werts als Induktivitätsstromwert durchzuführen, der einem Zeitpunkt in einem Zeitraum entspricht, bei dem durch ein Umschalten des Schaltkreises kein Strom von dem Eingangsanschluss an der Induktivität angelegt wird, unter den Ausgangsstrom-Erfassungswerten, die von dem ersten Stromdetektor bereitgestellt werden.
Gemäß dem oben beschriebenen Gleichspannungswandler ist es bei Einsatz der Snubber-Schaltung möglich, den Ausgangsstrom des Gleichspannungswandler durch Induktivitätsstromsteuerung zu steuern, welche von der Snubber-Schaltung nicht beeinflusst wird. Deshalb ist es möglich, das Problem zu lösen, bei dem bei Einsatz eines Tiefpassfilters zur Beseitigung von Rauschen aus einem Wert, der durch direktes Erfassen des Ausgangsstroms erhalten wird, eine schnelle Stromsteuerung nicht durchgeführt werden kann, weil das Ansprechen des Erfassungswerts langsam ist.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, die aus den beigefügten Zeichnungen, welche hierin aufgenommen sind, und der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung hervorgehen und in diesen ausführlicher dargelegt sind, die zusammengenommen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
Figurenliste

1 ist ein Schaltungsdiagramm eines Gleichspannungswandlers und einer fahrzeuginternen Ladeeinrichtung, die den Wandler umfasst, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Ansicht, die einen durch verschiedene Punkte einer Schaltung eines Gleichspannungswandlers fließenden Strom gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ist ein Schaltungsdiagramm eines Gleichspannungswandlers und einer fahrzeuginternen Ladeeinrichtung, die diesen Wandler umfasst, gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
4 und 5 sind Schaltungsdiagramme eines Gleichspannungswandlers und einer fahrzeuginternen Ladeeinrichtung, die den Wandler umfasst, gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, die aus den beigefügten Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung hervorgehen und in dieser ausführlicher dargelegt sind, die zusammengenommen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es wird nun ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und nachfolgenden beschrieben werden. Obgleich die Erfindung(en) in Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen beschrieben wird, wird angemerkt, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung(en) nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränken soll. Die Erfindung soll hingegen nicht nur die Ausführungsbeispiele abdecken, sondern ebenfalls verschiedene Alternativen, Modifikationen, Entsprechungen und andere Ausführungsformen, die im Geist und Schutzumfang enthalten sein können, welcher durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
Nachfolgend wird ein Gleichspannungswandler gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlicher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Schaltungsdiagramm eines Gleichspannungswandlers und einer fahrzeuginternen Ladeeinrichtung, die diesen Wandler umfasst, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 dargestellt kann ein Gleichspannungswandler gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf eine fahrzeuginterne Ladeeinrichtung angewendet werden, und kann eingerichtet sein, eine Induktivität Lo, die mit einem Ende an einem Eingangsanschluss und dem anderen Ende an einem Ausgangsanschluss verbunden ist, einen Schaltkreis 10 zur Bestimmung, ob Strom an der Induktivität Lo von dem Eingangsanschluss angelegt werden soll, und eine Snubber-Schaltung 11, die mit beiden Enden der Induktivität Lo und dem Ausgangsanschluss verbunden ist, zu umfassen.
Die fahrzeuginterne Ladeeinrichtung nimmt einen Netzstrom V_AC auf und lädt die im Fahrzeug verbaute Batterie auf. Bei der Batterie kann es sich um eine Hochspannungsbatterie handeln, die für einen Antriebsmotor verwendete Energie speichert, der typischerweise zum Fahren des Fahrzeugs verwendet wird.
Die fahrzeuginterne Ladeeinrichtung, die als Beispiel in 1 dargestellt ist, umfasst einen Gleichrichter 20 und 30 (Engl: „AC/DC converter“; Deutsch auch: „AC/DC Wandler“), der einen Netzwechselstrom in Gleichstrom umwandelt, und einen Gleichspannungsrichter, der die Ausgangsspannung der Ladeeinrichtung durch Umwandeln der Gleichstromausgabe von dem Gleichrichter 20 und 30 auf Grundlage eines variablen Spannungsbereichs der Batterie bestimmt.
Hierbei kann der Gleichrichter eine Gleichrichterschaltung 30 und einen Aufwärtswandler 20 umfassen, die vermittels Dioden ausgebildet sind.
Die Gleichrichterschaltung 30, die eine Netzwechselspannung in eine Gleichspannung wandelt, kann vermittels vier Gleichrichterdioden ausgebildet sein. Der Aufwärtswandler 20 kann mit einem Ausgangsanschluss der Gleichrichterschaltung 30 verbunden sein und kann die Rolle zur Verbesserung des Leistungsfaktors durch Verringerung der Blindleistung übernehmen. Zum Beispiel kann ein Leistungsfaktorkorrektur-Aufwärtswandler als Aufwärtswandler 20 verwendet werden. Obgleich die vorliegende Ausführungsform unter Bezugnahme auf den PFC-Aufwärtswandler als Aufwärtswandler 20 beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt, und verschiedene Arten von Wandlern können Anwendung finden.
In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Gleichspannungswandler Schaltungen zum Wandeln einer Gleichspannung eines bestimmten Pegels, der von dem Aufwärtswandler 20 eingeht, und Ausgeben einer Spannung eines Pegels, der zum Laden der Batterie geeignet ist, umfassen.
In 1 kann der Schaltkreis 10 mit der Topologie eines PSFB-Wandlers einen Transformator 10 zur elektrischen Isolierung zwischen Eingangs- und Ausgangsanschlüssen und eine Vollbrückenschaltung B1 umfassen, die aus Schaltelementen Q1 bis Q4 mit einer Vollbrückenstruktur auf der Primärseite des Transformators T gebildet ist.
Der Schaltkreis 10 kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Transformator T und eine Vollbrückenschaltung B1 umfassen, die in der Primärspule des Transformators T vorgesehen sind. Die Sekundärspule des Transformators T ist mit einem Ende der Induktivität Lo verbunden.
Der Vollbrücken-Schaltkreis B1 des Schaltkreises 10 umfasst eine Vielzahl von Schaltvorrichtungen Q₁ bis Q₄ . Die Schaltvorrichtungen Q₁ bis Q₄ können mit dem Eingangsanschluss des Gleichspannungswandlers 10 und der Primärspule des Transformators T in einer Vollbrückenstruktur verbunden sein. Die Schaltvorrichtungen Q₁ bis Q₄ werden durch eine PWM-Steuerung betrieben, bei der eine Einschalt/Ausschaltzeit derart gesteuert wird, dass sie eine Leistungsperiode hat, bei der Strom von der Primärseite zur Sekundärseite des Transformators T übertragen wird, und dass sie eine freilaufende Periode hat, bei der Strom nicht von der Primärseite zu der Sekundärseite übertragen wird. Mit anderen Worten werden die Schaltvorrichtungen Q₁ bis Q₄ derart gesteuert, dass die Leistungsperiode und die freilaufende Periode wiederholt werden, und der Betrag der Gleichspannungswandlung kann durch Einstellen der Last in der Leistungsperiode bestimmt werden.
Der Transformator T kann bereitgestellt werden, um die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse des Gleichspannungswandlers 10 voneinander zu isolieren, und kann als Spalt-Transformator verwirklicht sein, um eine Wirkung des Zero-Voltage-Switching (ZVS) zu verbessern.
Der Schaltkreis 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Vollbrücken-Gleichrichterschaltung B2 umfassen, die mit der Sekundärspule der Transformators T verbunden ist. Die Gleichrichterschaltung B2 kann eine Vielzahl von Dioden D1 bis D4 enthalten. Eine Anode der ersten Diode D1 und eine Kathode der zweiten Diode D2 können mit einem Ende der Sekundärspule des Transformators T verbunden sein. Eine Kathode und eine Anode der dritten Diode D3 können mit einer Kathode der ersten Diode D1 bzw. dem anderen Ende der Sekundärspule des Transformators verbunden sein, und eine Anode und eine Kathode der vierten Diode D4 kann mit einer Anode der zweiten Diode D2 bzw. dem anderen Ende der Sekundärspule des Transformators T verbunden sein.
Neben dem Schaltkreis 10 kann der Gleichspannungswandler gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfassen: einen Kondensator Co, der mit dem Ausgangsanschluss parallel geschaltet ist; eine Snubber-Schaltung 11, die zwischen der Sekundärspule des Transformators T und dem Ausgangsanschluss vorgesehen ist; einen Ausgangsstrom-Controller 40 zum Erlangen eines Induktivitätsstrom-Sollwerts, um es einem Ausgangsstrom-Erfassungswert, der durch Erfassen einen Stroms I_out des Ausgangsanschlusses erhalten wird, zu ermöglichen, einem vorgegebenen Ausgangsstrom-Sollwert zu folgen; und einen Induktivitätsstrom-Controller 50 zum Bestimmen der Schaltlast des Schaltkreises, so dass ein Induktivitätsstrom-Erfassungswert I_Lo, der durch das Erfassen des durch die Induktivität Lo fließenden Stroms erhalten wird, dem Induktivitätsstrom-Sollwert folgt.
Die Snubber-Schaltung 11 kann zwischen der Gleichrichterschaltung und dem Ausgangsanschluss bereitgestellt sein, um eine Stoßspannung zu unterbinden, die an dem Ausgangsanschluss von der Gleichrichterschaltung angelegt werden kann. Die Snubber-Schaltung 11 kann einen Kondensator C1 und zwei Dioden D11 und D12 aufweisen.
Die Induktivität Lo und der Kondensator Co sind als eine Art Filter eingerichtet, das bereitgestellt ist, um die an dem Ausgangsanschluss angelegte Spannung zu stabilisieren und somit konstant zu machen.
Mit anderen Worten spielt das zweite Filter 39 die Rolle des Konstanthaltens der an der Batterie (Batt) angelegten Spannung.
Unterdessen kann die in 1 dargestellte Ausführungsform einen ersten Stromdetektor 12, der unmittelbar an dem Ausgangsanschluss vorgesehen ist, um den durch den Ausgangsanschluss fließenden Strom zu sensieren, und einen zweiten Stromdetektor 13 umfassen, der unmittelbar an einem der beiden Enden der Induktivität Lo vorgesehen ist, um den durch die Induktivität Lo fließenden Strom zu sensieren. Der erste Stromdetektor 12 kann den Betrag des dem Ausgangsanschluss zugeführten Stroms sensieren und einen Ausgangstrom-Erfassungswert entsprechend diesem erzeugen. Der zweite Stromdetektor 13 kann den Betrag des durch die Induktivität fließenden Stroms sensieren und einen Induktivitätsstrom-Erfassungswert entsprechend diesem erzeugen.
Der Ausgangsstrom-Controller 40 erlangt den Betrag eines Induktivitätsstroms, um es einem Ausgangsstrom-Erfassungswert, der durch den ersten Stromdetektor 12 erzeugt wird, zu ermöglichen, einem vorgegebenem Ausgangsstrom-Sollwert zu folgen. Der Ausgangsstrom-Controller 40 kann einen Tieferpassfilter 41 mit einem Tiefpassband umfassen, um eine hochfrequente Rauschkomponente, die eine Welligkeit umfasst, die in dem Ausgangsstrom-Erfassungswert enthalten ist, zu beseitigen. Wie oben beschrieben, in dem Fall, wo der Tiefpassfilter 41 eingesetzt wird, verschlechtert sich das Ansprechvermögen. Daher wird bei der vorliegenden Erfindung ein Induktivitätsstrom-Controller 50 eingesetzt, der nachfolgend beschrieben werden wird.
Der Induktivitätsstrom-Controller 50 kann die Schaltlast D_FB des Schaltkreises 10 derart bestimmen, dass ein Induktivitätsstrom-Erfassungswert, der von dem zweiten Stromdetektor 13 ausgegeben wird, einem Induktivitätsstrom-Sollwert unter Verwendung des Betrags eines Induktivitätsstroms als Induktivitätsstrom-Sollwert, der durch den Ausgangsstrom-Controller 40 gewonnen wird, folgt, um es dem Ausgangsstrom-Erfassungswert zu ermöglichen, einem vorgegebenen Ausgangsstrom-Sollwert zu folgen. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zielt die Schaltlast F_FB des Schaltkreises darauf ab, die Dauer einer Periode (also die Leistungslast) zu bestimmen, in der Strom an der Sekundärspule des Transformators T angelegt wird, um den an den Ausgangsanschluss zugeführten Strom zu steuern (also die Dauer einer Periode, in der Strom von der Sekundärspule an der Induktivität Lo angelegt wird). Mit anderen Worten kann in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Schaltlast, die durch den Induktivitätsstrom-Controller 50 bestimmt wird, die Schaltlast einer Vielzahl von Schaltelementen Q₁ bis Q₄ sein, die in der Vollbrücken-Schaltung B1 in dem Schaltkreis 10 vorgesehen sind. Ferner kann eine Leistungsperiode, in der Strom von der Sekundärspule an die Induktivität Lo zugeführt wird, und eine nicht-Leistungsperiode, in der Strom nicht angelegt wird, durch das Steuern der Schaltlast der Vielzahl von Schaltelementen Q₁ bis Q₄ bestimmt werden, die in der Vollbrückenschaltung B1 vorgesehen sind.
Obgleich der Ausgangsstrom-Controller 40 und der Induktivitätsstrom-Controller 50 in 1 derart dargestellt sind, dass sie als typische PI-Controller verwirklicht sind, ist dies lediglich ein Beispiel, und der Ausgangsstrom-Controller 40 und der Induktivitätsstrom-Controller 50 können als Controller verwirklicht sein, die eingerichtet sind, verschiedene Steuerungsschemata einschließlich PID-Steuerung sowie PI-Steuerung durchzuführen.
2 ist eine Ansicht, welche einen Strom zeigt, der durch verschiedene Punkte einer Schaltung eines Gleichspannungswandlers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung fließt.
In 2 bezeichnet „I1“ einen Induktivitätsstrom, und „I2“ bezeichnet einen Strom, der von der Snubber-Schaltung 11 an den Ausgangsanschluss zugeführt wird (nachfolgend als Snubber-Strom bezeichnet, der durch I_CCD in 1 bezeichnet wird). „I3“ bezeichnet den an den Ausgangsanschluss zugeführten Strom, und „I4“ bezeichnet ein Signal, das durch Tiefpassfiltern des an den Ausgangsanschluss zugeführten Stroms erhalten wird.
Unter Bezugnahme auf 2 nimmt der Induktivitätsstrom I1 durch die Steuerung der Schaltelemente Q₁ bis Q₄ der Vollbrückenschaltung B1 in dem Schaltkreis 10 in einer Periode zu, in der Strom an der Sekundärspule des Transformators T angelegt wird, und in einer Periode ab, in der Strom nicht an der Sekundärspule des Transformators T angelegt wird.
Ferner ist der Snubber-Strom I2 dadurch gekennzeichnet, dass er durch die Steuerung der Schaltelemente Q₁ bis Q₄ durch Entladen des Kondensators C1 in einer Periode, in der Strom an der Sekundärspule des Transformators T angelegt wird, erzeugt wird, und dass er aufgrund des Ladens des Kondensators C1 in einer Periode, in der Strom nicht an der Sekundärspule des Transformators T angelegt wird, nicht erzeugt wird.
Ferner ist der Ausgangsstrom I3 gleich der Summe aus dem Induktivitätsstrom I1 und dem Snubber-Strom I2. Wenn der Ausgangsstrom I3 tiefpassgefiltert wird, wird ein Signal I4 erzeugt, das eine Wellenform besitzt, die erhalten wird, indem der Ausgangsstrom I3 bis zu einem gewissen Grad geglättet wird.
Wie in 2 dargestellt, nimmt der Induktivitätsstrom in einer Periode zu, in der Strom an der Sekundärspule des Transformators angelegt wird, und auf der anderen Seite nimmt der Induktivitätsstrom in einer Periode ab, in der kein Strom an der Sekundärspule des Transformators T durch Steuerung des Schaltkreises angelegt wird. Deshalb kann ein Wert, der den Induktivitätsstrom darstellt (also ein Mittelwert des Induktivitätsstroms) erhalten werden durch Erfassung des Stroms in der Mitte der ansteigenden Periode oder in der Mitte der abnehmenden Periode.
Wie oben beschrieben ist ein Tiefpassfilter nicht erforderlich, falls der Strom durch den zweiten Stromdetektor 13 in der Mitte der ansteigenden oder abfallenden Periode des Induktivitätsstroms erfasst wird.
Der Ausgangsstrom hingegen, der dem Ausgangsanschluss zugeführt wird, ist gleich der Summe aus dem Induktivitätsstrom und dem Snubber-Strom. Da die Wellenform des Snubber-Stroms in Abhängigkeit von der benötigen Spannung variiert, kann der Tiefpassfilter verwendet werden, um den Ausgangsstrom exakt zu sensieren.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Induktivitätsstrom-Controller 50 die Schaltlast D_FB des Schaltkreises derart bestimmen, dass ein Induktivitätsstrom-Erfassungswert, der von dem zweiten Stromdetektor 13 ausgegeben wird, einem Induktivitätsstrom-Sollwert folgt mithilfe des Betrags des Induktivitätsstroms als Induktivitätsstrom-Sollwert zur Steuerung, die von dem Ausgangsstrom-Controller 40 derart durchgeführt wird, dass ein Ausgangsstrom-Erfassungswert, der tiefpassgefiltert wurde, dem vorgegebenen Ausgangsstrom-Sollwert folgt. Es ist daher möglich, den Ausgangsstrom auf Grundlage des Induktivitätsstrom-Erfassungswerts zu steuern, ohne den Tiefpassfilter zu verwenden, was das Ansprechverhalten der Ausgangsstromsteuerung erheblich verbessert.
3 ist ein Schaltungsdiagramm eines Gleichspannungswandlers und einer fahrzeuginternen Ladeeinrichtung, die den Wandler enthält, gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die in 3 dargestellte Ausführungsform ist im Wesentlichen die gleiche wie die in 1 dargestellte Ausführungsform, abgesehen davon, dass auf den zweiten Stromdetektor verzichtet wurde.
Die Ausführungsform von 3 berücksichtigt die Art des an den Ausgangsanschluss des in 2 gezeigten Gleichspannungswandlers zugeführten Stroms. Mit anderen Worten ist der Strom I3, der dem Ausgangsanschluss des Gleichspannungswandlers zugeführt wird, gleich der Summe aus dem Induktivitätsstrom I1 und dem Snubber-Strom I2. Da der Snubber-Strom I2 nicht erzeugt wird, wenn Strom der Sekundärspule des Transformators T nicht zugeführt wird (also wenn Strom an der Induktivität Lo angelegt wird), kann somit der Strom in einer Periode, in der Strom nicht an der Sekundärspule des Transformators T angelegt wird, unter den Beträgen des an den Ausgangsanschluss des Gleichspannungswandlers zugeführten Stroms gleich dem Induktivitätsstrom I1 sein.
Deshalb wird in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Ausgangsstrom, der von dem ersten Stromdetektor 12 bereitgestellt wird, an den Ausgangsstrom-Controller 40 und den Induktivitätsstrom-Controller 50 zugeführt, während der zweite in 1 gezeigte Stromdetektor ausgenommen wird. Hierbei kann der Induktivitätsstrom-Controller 50 den Induktivitätsstrom mithilfe eines Werts als Induktivitätsstrom-Erfassungswert steuern, der einem Zeitpunkt (z.B. dem mittleren Zeitpunkt) in einer Periode entspricht, bei dem Strom nicht an der Sekundärspule des Transformator T durch ein Umschalten des Schaltkreises angelegt wird, unter den Ausgangsstrom-Erfassungswerten, die von dem ersten Stromdetektor 12 bereitgestellt werden. Der Punkt in dem Schaubild „I3“ in 2 bezeichnet die Nutzungszeit des Induktivitätsstrom-Erfassungswerts, der bei dem Induktivitätsstrom-Controller 50 angewendet wird.
Da wie obenstehend beschrieben, der zweite Stromdetektor in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel entfallen kann, ist es möglich, die Herstellungskosten verglichen mit der Ausführungsform aus 1 zu verringern.
Die 4 und 5 sind Schaltungsdiagramme eines Gleichspannungswandlers und einer fahrzeuginternen Ladeeinrichtung, die den Wandler umfasst, gemäß den anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
In den Ausführungsbeispielen der 4 und 5 ist der Schaltkreis 10, der verwirklicht ist, um die Topologie eines Multiphasen-Gleichspannungswandlers in den Ausführungsbeispielen der 1 und 3 zu haben, lediglich durch einen eine einzelne Schaltvorrichtung 10' ersetzt.
In den in Ausführungsbeispielen der 1 und 3, da die Schaltvorrichtung 10 verwirklicht ist, so dass sie die Topologie eines Multiphasen-Gleichspannungswandlers besitzt, ist es möglich, die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse zu isolieren, um den Betrag des Auf- und Abwärtswandelns in der Spannung in Abhängigkeit von einem Wicklungsverhältnis des Transformators einzustellen, und eine Leistungsperiode und eine Nicht-Leistungsperiode bezogen auf die Induktivität Lo durch Steuerung der Last der Vollbrückenschaltung zu bestimmen, die auf der Primärseite des Transformators vorgesehen ist.
Die Ausführungsbeispiele der 4 und 5 hingegen haben einen Aufbau, bei dem der Aufwärtswandler 20 und der Ausgangsanschluss einfach durch die Schaltvorrichtung 10' verbunden sind. Bei der vorliegenden Struktur kann der Betrag des Aufwärtswandelns durch den Aufwärtswandler 20 vor der Schaltvorrichtung 10' bestimmt werden, und der Induktivitätsstrom-Controller 50 kann die Periode, in der Strom an der Induktivität Lo angelegt wird, und die Periode, in der Strom nicht an der Induktivität Lo angelegt wird, durch Steuern der Ein/Aus-Last der Schaltvorrichtung 10' bestimmen.
Einem Fachmann ist klar, dass das Steuerungsverfahren eines Gleichspannungswandlers, das unter Bezugnahme auf 1, 2 und 3 beschrieben wurde, auch auf die Ausführungsbeispiele angewendet werden kann, die in 4 und 5 dargestellt sind, abgesehen davon, dass die Zielvorgabe zur Bestimmung der Leistungsperiode unterschiedlich ist. Deshalb wird auf eine zusätzliche Beschreibung der in 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiele verzichtet, weil diese die Gleiche ist wie die Beschreibung der Ausführungsbeispiele in 1, 2 und 3.
Wie oben beschrieben kann der Gleichspannungswandler gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung den ausgegebenen Strom durch Stromsteuerung der Induktivität steuern, die nicht durch die Snubber-Schaltung beeinflusst wird. Mit anderen Worten ist es möglich, das Problem umfassend eine Verringerung in dem Ansprechverhalten eines Erfassungswerts durch Tiefpassfiltern zu lösen, das in der verwandten Technik auftritt, in der der Tiefpassfilter eingesetzt wird, um Rauschen in dem Wert zu entfernen, der durch unmittelbares Erfassen des Ausgangsstroms erhalten wird, und der Ausgangsstrom des Gleichspannungswandlers wird unmittelbar gesteuert auf Grundlage des tiefpassgefilterten Erfassungswerts.
Die vorgenannten Beschreibungen von spezifischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wurden zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt. Diese sollen nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die genau offenbarten Formen beschränken, und offensichtlich sind im Lichte der obigen Lehre viele Modifikationen und Variationen möglich. Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern, um es anderen Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und zu verwenden. Der Schutzumfang der Erfindung soll durch die beigefügten Ansprüche und deren Entsprechungen definiert sein.

Claims

Gleichspannungswandler, aufweisend: eine Induktivität, die eingerichtet ist, an einem ersten Ende mit einem Eingangseinschluss und an einem zweiten Ende mit einem Ausgangsanschluss verbunden zu sein; einen Schaltkreis, der eingerichtet ist, zu bestimmen, ob Strom von dem Eingangsanschluss an der Induktivität angelegt werden soll; eine Snubber-Schaltung, die eingerichtet ist, mit dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Induktivität und mit dem Ausgangsanschluss verbunden zu sein; einen Ausgangsstromcontroller, der eingerichtet ist, einen Induktivitätsstrom-Sollwert zu erlangen, bei dem es sich um einen Betrag eines durch die Induktivität fließenden Stroms handelt, um es einem Ausgangsstrom-Erfassungswert, der durch Erfassen eines an den Ausgangsanschluss zugeführten Stroms erhalten wird, zu ermöglichen, einem vorgegebenen Ausgangsstrom-Sollwert zu folgen; und einen Induktivitäts-Controller, der eingerichtet ist, die Schaltlast des Schaltkreises zu bestimmen, um es einem Induktivitäts-Erfassungswert, der durch Erfassen eines durch die Induktivität fließenden Stroms erhalten wird, zu ermöglichen, dem Induktivitätsstrom-Sollwert zu folgen.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 1, wobei die Snubber-Schaltung umfasst: einen Kondensator, der eingerichtet ist, mit seinem ersten Ende mit dem ersten Ende der Induktivität verbunden zu sein; eine erste Diode, die eingerichtet ist, mit einer Anode mit einem zweiten Ende des Kondensators verbunden zu sein, und mit einer Kathode mit dem zweiten Ende der Induktivität verbunden zu sein; und eine zweite Diode, die eingerichtet ist, mit einer Kathode mit dem zweiten Ende des Kondensators verbunden zu sein, und mit einer Anode mit dem Ausgangsanschluss verbunden zu sein.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ausgangsstromcontroller einen Tiefpassfilter zum Filtern des Ausgangsstroms-Erfassungswerts umfasst und den Induktivitätsstrom-Sollwert erzeugt, und wobei der Ausgangsstrom-Erfassungswert, der von dem Tiefpassfilter gefiltert wird, dem Ausgangsstrom-Sollwert folgt.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 3, ferner umfassend: einen ersten Stromdetektor, der eingerichtet ist, unmittelbar an dem Ausgangsanschluss vorgesehen zu sein, um den Ausgangsstrom-Erfassungswert durch Erfassen eines durch den Ausgangsanschluss fließenden Stroms zu erzeugen; und einen zweiten Stromdetektor, der eingerichtet ist, um unmittelbar an einem von zwei Enden der Induktivität angeordnet zu sein, um den Induktivitätsstrom-Erfassungswert durch Erfassen eines durch die Induktivität fließenden Stroms zu erzeugen, wobei der Ausgangsstrom-Erfassungswert, der von dem ersten Stromdetektor erzeugt wird, dem Tiefpassfilter des Ausgangsstromcontrollers bereitgestellt wird, und der Induktivitätsstrom-Erfassungswert, der von dem zweiten Stromdetektor erzeugt wird, dem Induktivitätsstromcontroller bereitgestellt wird.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 4, wobei der zweite Stromdetektor eingerichtet ist, einen Strom zu erfassen, der in einem Zeitraum zu einem Zeitpunkt durch die Induktivität fließt, bei dem Strom von dem Eingangsanschluss angelegt wird, oder in einem Zeitraum zu einem Zeitpunkt, bei dem durch ein Umschalten des Schaltkreises kein Strom von dem Eingangsanschluss angelegt wird.
Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 3 bis 5, ferner umfassend einen Stromdetektor, der eingerichtet ist, unmittelbar an dem Ausgangsanschluss angeordnet zu sein, um durch Erfassen eines durch den Ausgangsanschluss fließenden Stroms den Ausgangsstrom-Erfassungswert zu erzeugen, wobei der Ausgangsstrom-Erfassungswert, der von dem ersten Stromdetektor erzeugt wird, dem Tiefpassfilter des Ausgangsstromcontrollers und dem Induktivitätsstromcontroller bereitgestellt wird, und wobei der Induktivitätsstromcontroller eingerichtet ist, Steuerung mithilfe eines Werts als Induktivitätsstrom-Erfassungswert durchzuführen, der einem Zeitpunkt in einem Zeitraum entspricht, bei dem durch ein Umschalten des Schaltkreises kein Strom von dem Eingangsanschluss angelegt wird, unter den Ausgangsstrom-Erfassungswerten, die von dem ersten Stromdetektor bereitgestellt werden.
Gleichspannungswandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schaltkreis einen Transformator und eine Vollbrückenschaltung umfasst, die zwischen einer Primärspule des Transformators und dem Eingangsanschluss vorgesehen sind, und wobei eine Sekundärspule des Transformators mit einem Ende der Induktivität verbunden ist.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 7, wobei der Schaltkreis ferner eine Gleichrichterschaltung umfasst, die eingerichtet ist, mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende der Sekundärspule des Transformators verbunden zu werden.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 7 oder 8, wobei durch Steuerung der Schaltlast der Vollbrückenschaltung ermittelt wird, ob Strom von dem Eingangsanschluss an der Induktivität angelegt wird.
Gleichspannungswandler nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schaltkreis eine Schaltvorrichtung umfasst, die eingerichtet ist, den Eingangsanschluss und ein Ende der Induktivität elektrisch miteinander zu verbinden oder voneinander zu trennen.
Gleichspannungswandler, aufweisend: eine Induktivität, die eingerichtet ist, an einem ersten Ende mit einem Eingangseinschluss und an einem zweiten Ende mit einem Ausgangsanschluss verbunden zu sein; eine Snubber-Schaltung, die eingerichtet ist, Strom unmittelbar an den Ausgangsanschluss zu liefern, wenn von dem Eingangsanschluss Strom an das erste Ende der Induktivität angelegt wird, und eingerichtet ist, Strom nicht unmittelbar an den Ausgangsanschluss zu liefern, wenn kein Strom von dem Eingangsanschluss an das erste Ende der Induktivität angelegt wird; einen Ausgangsstromcontroller, der eingerichtet ist, einen Induktivitätsstrom-Sollwert zu erlangen, bei dem es sich um einen Betrag des durch die Induktivität fließenden Stroms handelt, um es einem Ausgangsstrom-Erfassungswert, der durch Erfassen eines an den Ausgangsanschluss zugeführten Stroms erhalten wird, zu ermöglichen, einem vorgegebenen Ausgangsstrom-Sollwert zu folgen; und einen Induktivitätsstromcontroller, der eingerichtet ist, die Schaltlast des Schaltkreises zu bestimmen, um es einem Induktivitätsstrom-Erfassungswert, der durch Erfassen eines durch die Induktivität fließenden Stroms erhalten wird, zu ermöglichen, dem Induktivitätsstrom-Sollwert zu folgen.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 11, ferner umfassend einen Schaltkreis, der eingerichtet ist, zu bestimmen, ob Strom von dem Eingangsanschluss an der Induktivität angelegt wird.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 12, wobei der Schaltkreis einen Transformator und eine Vollbrückenschaltung umfasst, die zwischen einer Primärspule des Transformators und dem Eingangsanschluss vorgesehen sind, und wobei eine Sekundärspule des Transformators mit dem ersten Ende der Induktivität verbunden ist.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 13, wobei der Schaltkreis ferner eine Gleichrichterschaltung umfasst, die eingerichtet ist, mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende der Sekundärspule des Transformators verbunden zu sein.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 13 oder 14, wobei durch Steuerung der Schaltlast der Vollbrückenschaltung bestimmt wird, ob von dem Eingangsanschluss Strom an der Induktivität angelegt wird.
Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei der Schaltkreis eine Schaltvorrichtung umfasst, die eingerichtet ist, den Eingangsanschluss und ein Ende der Induktivität elektrisch miteinander zu verbinden oder voneinander zu trennen.
Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei der Ausgangsstromcontroller einen Tiefpassfilter zum Filtern des Ausgangsstrom-Erfassungswerts umfasst und den Induktivitätsstrom-Sollwert erzeugt, und wobei der Ausgangstrom-Erfassungswert, der durch den Tiefpassfilter gefiltert wird, dem Ausgangsstrom-Sollwert folgt.
Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 11 bis 17, ferner umfassend: einen ersten Stromdetektor, der eingerichtet ist, unmittelbar an dem Ausgangsanschluss angeordnet zu sein, um den Ausgangsstrom-Erfassungswert durch Erfassen eines durch den Ausgangsanschluss fließenden Strom zu erzeugen; und einen zweiten Stromdetektor, der eingerichtet ist, unmittelbar an dem ersten Ende oder zweiten Ende der Induktivität angeordnet zu sein, um den Induktivitätsstrom-Erfassungswert durch Erfassen eines durch die Induktivität fließenden Stroms zu erzeugen, wobei der Ausgangsstrom-Erfassungswert, der durch den ersten Stromdetektor erzeugt wird, dem Tiefpassfilter des Ausgangsstromcontrollers bereitgestellt wird, und der Induktivitätsstrom-Erfassungswert, der durch den zweiten Stromdetektor erzeugt wird, dem Induktivitätsstromcontroller bereitgestellt wird.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 18, wobei der zweite Stromdetektor eingerichtet ist, einen Strom zu erfassen, der zu einem Zeitpunkt in einem Zeitraum durch die Induktivität fließt, bei dem Strom von dem Eingangsanschluss an der Induktivität angelegt wird, oder zu einem Zeitpunkt in einem Zeitraum durch die Induktivität fließt, bei dem durch Umschalten des Schaltkreises kein Strom von dem Eingangsanschluss an der Induktivität angelegt wird.
Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 11 bis 19, ferner umfassend einen Stromdetektor, der eingerichtet ist, unmittelbar an dem Ausgangseinschluss angeordnet zu sein, um den Ausgangsstrom-Erfassungswert durch Erfassen eines durch den Ausgangsanschluss fließenden Stroms zu erzeugen, wobei der Ausgangsstrom-Erfassungswert, der durch den ersten Stromdetektor erzeugt wird, dem Tiefpassfilter des Ausgangsstromcontrollers und dem Induktivitätsstromcontroller bereitgestellt wird, und wobei der Induktivitätsstromcontroller eingerichtet ist, Steuerung mithilfe eines Werts als Induktivitätsstromwert durchzuführen, der einem Zeitpunkt in einem Zeitraum entspricht, bei dem durch ein Umschalten des Schaltkreises kein Strom von dem Eingangsanschluss an der Induktivität angelegt wird, unter den Ausgangsstrom-Erfassungswerten, die von dem ersten Stromdetektor bereitgestellt werden.