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HINTERGRUND
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Die Offenbarung betrifft allgemein Schaltumrichter.
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Schaltumrichter-Schaltungen stellen effiziente Leistungslösungen für eine Stromversorgungsgestaltung bereit. Ein Schaltumrichter enthält ein oder mehrere Schaltelement(e) (z.B. einen oder mehrere Transistor(en)) und reaktive Elemente (z.B. Kondensatoren und Induktivitäen), die in Verbindung mit einem periodischen Schalten der Schaltelemente eine regulierte Spannung oder einen regulierten Strom erzeugen. Ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (DC-DC) wandelt eine Gleichspannung in eine andere Gleichspannung um. Ein herkömmlicher Impulsbreitenmodulation (PWM)-Wandler steuert die Einschaltdauer von Leistungsschaltern und stellt den Leistungsdrosselstrom zum Regulieren der Ausgangsspannung ein. Ein Schaltkondensatorwandler weist üblicherweise keine raumerfüllende Leistungsdrossel auf und kann daher ein niedriges Profil und eine hohe Leistungsdichte aufweisen. Ein Schaltkondensatorwandler reguliert üblicherweise jedoch nicht die Ausgangsspannung. Ein Hybridwandler integriert den PWM-Wandler mit einem Schaltkondensatorwandler in einer einzelnen Stufe, wodurch die Größe von dessen Induktivität und der Gesamtlösung vermindert wird, während eine genaue Ausgangsspannungsregulierung bereitgestellt wird. Es gibt Anwendungen, die Hybridwandler mit einem hohen Umwandlungsverhältnis erfordern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Hybrid-Schaltkondensator-Leistungswandler gemäß verschiedenen Implementierungen umfasst eine Mehrzahl von Schalttransistoren, eine Mehrzahl von Kondensatoren und eine oder mehrere Leistungsdrossel(n), wobei die Leistungsdrosseln zwischen einem ersten Knotenpunkt, der zwei der verbundenen Mehrzahl von Schalttransistoren zum Empfangen einer Schaltleistung von den Schalttransistoren verknüpft, und einem zweiten Knotenpunkt, welcher der Wandlerausgangs (oder -eingangs)-anschluss ist, verbunden sind. Eine Steuerschaltung ist so ausgebildet, dass sie die Mehrzahl von ersten Schalttransistoren gemäß einer Schalt-Einschaltdauer schaltet, wodurch die regulierte Ausgangsspannung bereitgestellt wird.
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Weitere hier offenbarte Aspekte umfassen entsprechende Verfahren, Systeme, Vorrichtungen und elektronische Vorrichtungsprodukte zur Implementierung des Schaltkondensator-Leistungswandlers. Es sollte beachtet werden, dass für einen Fachmann weitere Konfigurationen aus der folgenden detaillierten Beschreibung leicht ersichtlich sind, in der verschiedene beispielhafte Konfigurationen und Implementierungen gezeigt und darstellend beschrieben sind.
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Figurenliste
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Die beigefügten Zeichnungen sind zur Unterstützung bei der Beschreibung von Beispielaspekten angegeben und sind lediglich zur Veranschaulichung von Ausführungsformen bereitgestellt und beschränken diese nicht.
- 1 ist ein Diagramm eines beispielhaften Hybrid-Schaltkondensator-Leistungswandlers.
- 2A und 2B zeigen beispielhafte Ergebnisse, die bei Simulationen unter Anwendung der Steuersignale auf ein Modell des beispielhaften Schaltkondensator-Leistungswandlers von 1 erhalten worden sind.
- 3A ist ein Diagramm eines weiteren beispielhaften Hybridwandlers mit einer zusätzlichen Induktivität zum Bilden eines Zweiphasen-Einzelausgangsspannung-Hybridwandlers. 3B zeigt beispielhafte Schaltsignale zum Schalten der Transistoren des beispielhaften Hybrid-Schaltumrichters von 3A.
- 4A ist ein Diagramm eines weiteren beispielhaften Hybrid-Schaltkondensator-Leistungswandlers mit einer zusätzlichen Schaltung zum Implementieren der Schalttreiber-Vorspannungsversorgung für High-side-Leistungsschalter.
- 4B ist ein Diagramm eines weiteren beispielhaften Hybrid-Schaltkondensator-Leistungswandlers mit zusätzlichen Schaltungen zum Implementieren eines Voraufladens aller Kondensatoren für einen Sanftanlauf. 4C zeigt beispielhafte Wellenformen für ein Voraufladen von Kondensatoren der Schaltung von 4B und 4D zeigt eine beispielhafte Schaltung zum Ermöglichen der Hauptwandler-PWM-Signale.
- 5 ist ein Diagramm eines weiteren beispielhaften Hybrid-Schaltkondensator-Leistungswandlers, der eine Kombination aus einem herkömmlichen Schaltkondensatorwandler des 3:1-Reihe-Paralleltyps und einem PWM-Abwärtswandler ist.
- 6A ist ein Diagramm eines weiteren beispielhaften Hybrid-Schaltkondensator-Leistungswandlers und von entsprechenden Schaltsignalen zum Steuern des Wandlers. 6B ist ein Diagramm eines weiteren beispielhaften Hybrid-Schaltkondensator-Leistungswandlers und entsprechenden Schaltsignalen zum Steuern des Wandlers.
- 7 ist ein Diagramm eines beispielhaften elektronischen Systems 1000, das einen Hybrid-Schaltkondensator-Leistungswandler implementiert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Aspekte und Merkmale und beispielhafte Implementierungspraktiken sowie Anwendungen sind in der folgenden Beschreibung und dazugehörigen Zeichnungen offenbart. Alternativen zu offenbarten Beispielen können gefunden werden, ohne vom Umfang der offenbarten Konzepte abzuweichen.
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Der Begriff „Wandler“, wie er hier verwendet wird, umfasst, ist jedoch nicht beschränkt auf, jedweden oder jedwede Kombination von „Regler“, „Gleichstromregler“, „Spannungsregler“, „Gleichspannungsregler“, „Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler“, „Gleichstromwandler“ und „Wandler“, und umfasst, ist jedoch nicht beschränkt auf, die reine Bedeutung von einem oder mehreren dieser Begriffe.
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1 ist ein Diagramm eines ersten beispielhaften Hybrid-Schaltumrichters 100 gemäß Aspekten der vorliegenden Technologie. In dem gezeigten Beispiel umfasst der Leistungswandler 100 eine Schaltbrücke 102, die einen ersten Satz von Schalttransistoren (z.B. Q2, Q4 und Q6) und einen zweiten Satz von Transistoren (z.B. Q1, Q3, Q5 und Q7) umfasst, die komplementär zueinander gemäß eines Schaltzyklus (z.B. bei einer vorgegebenen Schaltfrequenz und Einschaltdauer) ein- und ausgeschaltet werden, so dass eine Resonanzschaltung oder Impulsbreitenmodulation (PWM)-Filterstufenschaltung 104 angesteuert wird. Beispielsweise können die Transistoren bei 50 % Einschaltdauer geschaltet werden, wobei jeder Transistor mit einer Gegenphasigkeit für exakt denselben Zeitraum ein- oder ausgeschaltet wird. Das Beispiel von 1 kann auf einem Wandler des Dickson-Typs und einem integrierten Abwärtswandler beruhen.
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Die Schaltbrücke 102 umfasst einen unteren Abschnitt 110 und einen oberen Abschnitt 112. Der untere Abschnitt 110 umfasst eine vollständige Schaltbrücke mit Schalttransistoren Q1 und Q2, die zwischen einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss in Reihe verbunden sind, und mit Schalttransistoren Q3 und Q4, die ebenfalls zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss in Reihe verbunden sind. In dem gezeigten Beispiel ist der zweite Anschluss eine Erdung. Beide Reihen sind zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss parallel zueinander. Diesbezüglich ist der Quellenanschluss des Transistors Q1 mit dem zweiten Anschluss verbunden und der Senkenanschluss des Transistors Q1 ist mit dem Quellenanschluss von Q2 an dem ersten Knotenpunkt SW1 verbunden. Der Senkenanschluss des Transistors Q2 ist mit dem Kondensator Cmid an einem zweiten Knotenpunkt MID verbunden. Der Quellenanschluss des Transistors Q4 ist mit dem zweiten Anschluss verbunden und der Senkenanschluss des Transistors Q4 ist mit dem Quellenanschluss von Q3 bei einem dritten Knotenpunkt SW2 verbunden. Der Senkenanschluss des Transistors Q3 ist mit dem Kondensator Cmid an dem zweiten Knotenpunkt MID verbunden. Ein Kondensator Cmid ist parallel mit jeder Reihe von in Reihe verbundenen Transistoren (z.B. Q1, Q2 und Q3, Q4) zwischen dem Anschluss MID und dem zweiten Anschluss verbunden.
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Der obere Abschnitt 112 der Schaltbrücke 102 ist zwischen einem Stromeingangsanschluss Vin und dem oberen Abschnitt 110 an dem Kondensator Cmid in Reihe verbunden. Der obere Abschnitt 112 umfasst drei Transistoren (z.B. Q5, Q6, Q7), die in Reihe verbunden sind. Diesbezüglich ist die Quelle des Transistors Q5 mit dem Kondensator Cmid an dem zweiten Knotenpunkt MID verbunden und die Senke des Transistors Q5 ist mit der Quelle des Transistors Q6 an einem vierten Knotenpunkt SW3 verbunden. Die Senke des Transistors Q6 ist mit der Quelle des Transistors Q7 an einem fünften Knotenpunkt SW4 verbunden. Die Senke des Transistors Q7 ist mit dem Stromeingangsanschluss Vin verbunden.
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Ein „flying Capacitor“ bzw. fliegender Kondensator Cfly1 ist zwischen dem dritten Knotenpunkt SW2 und dem fünften Knotenpunkt SW4 verbunden. Ein zweiter „flying Capacitor“ bzw. fliegender Kondensator Cfly2 ist zwischen dem ersten Knotenpunkt SW1 und dem vierten Knotenpunkt SW3 verbunden. In dem gezeigten Beispiel ist der Eingang der Ausgangsschaltung 104 (z.B. L1) an dem ersten Knotenpunkt SW1 verbunden. Gegebenenfalls kann eine zweite Ausgangsschaltung oder eine zweite PWM-Filterstufenschaltung 104 an dem dritten Knotenpunkt SW2 verbunden sein.
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Die vorliegende Technologie kann eine Steuerschaltung 120 umfassen. Die Steuerschaltung 120 kann eine PWM-Steuereinrichtung sein, die PWM-Signale 122 zu der Schaltbrücke 102 zum Ein- und Ausschalten der Schalttransistoren Q1 bis Q7 der Brücke gemäß einer eingestellten Schaltfrequenz und/oder Einschaltdauer erzeugt. Diesbezüglich kann die Steuerschaltung 120 eine Eingabe/Ausgabe (I/O)-Schnittstelle 124 umfassen und kann mit einer vorgegebenen Schaltfrequenz programmiert werden (z.B. vor dem Initiieren des Wandlers), beispielsweise mittels der I/O-Schnittstelle. Während des normalen Betriebsmodus werden die Transistoren Q2, Q4 und Q6 periodisch zusammen (als „Gruppe 1“) und komplementär zu dem Schalten der Transistoren Q1, Q3, Q5 und Q7 geschaltet, die ebenfalls zusammen geschaltet werden (als „Gruppe 2“). Die Schalt-Einschaltdauer kann durch eine Rückkopplungskompensationsschaltung zum Regulieren der Ausgangsspannung Vo erzeugt werden.
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Die Schaltbrücke 102 bildet zusammen mit den Kondensatoren Cfly1, Cfly2 und Cmid einen 3:1-Schaltkondensatorwandler des Dickson-Typs, wobei der Kondensator Cmid der Ausgangskondensator dieses Dickson-Wandlers ist. Wenn gemäß dem Schaltzyklus die Gruppe 1 aktiviert ist (ein) und die Gruppe 2 deaktiviert ist (aus), ist der Kondensator Cmid in Reihe mit dem zweiten fliegenden Kondensator Cfly2 angeordnet und die Kondensatoren Cmid und Cfly2 sind parallel mit dem ersten fliegenden Kondensator Cfly1 zwischen dem Knotenpunkt SW4 und dem zweiten Anschluss (z.B. einer Erdung) angeordnet. Wenn gemäß dem Schaltzyklus die Gruppe 2 aktiviert ist (ein) und die Gruppe 1 deaktiviert ist (aus), sind der Kondensator Cmid und der zweite fliegende Kondensator Cfly2 parallel zueinander angeordnet und die parallelen Kondensatoren sind in Reihe mit dem ersten fliegenden Kondensator Cfly1 angeordnet. Der Ladungspumpabschnitt des Wandlers wandelt eine Spannung zwischen dem Eingangsanschluss (oder Ausgangsanschluss) und dem Mittelpunkt-Kondensator mit einem drei zu eins Umwandlungsverhältnis oder Vmid = (Vin/3) um. Im stationären Zustand weist in diesem gezeigten Zustand der Mittelpunkt-Kondensator Cmid die Spannung Vmid = Vin/3 auf, und zwar ungeachtet der Schalt-PWM-Einschaltdauer von Q1 bis Q7.
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Anders als der Dickson-Wandler wird die zusätzliche Ausgangsschaltung 104 dem Schaltknotenpunkt SW1 zur Bildung eines integrierten Hybridwandlers hinzugefügt. Die Ausgangsschaltung 104 umfasst eine Ausgangsdrossel L1 und einen oder mehrere Ausgangskondensator(en) C1, der oder die durch jeden Impuls von dem Transistorpaar von Q2 und Q1 mit Strom versorgt wird oder werden. Mit L1 und C1 liegt ein integrierter Abwärtswandler vor und die Transistoren Q1 und Q2 dienen als die Abwärtswandler-Leistungsschalter. In diesem Fall ist die Spannung des Kondensators Cmid Vmid die Eingangsspannung des integrierten Abwärtswandlers. Die Abwärts-Ausgangsspannung Vo = Vmid · Einschaltdauer, wobei die Einschaltdauer die Einschaltdauer des Transistors Q2 über einen vollständigen Schaltzeitraum ist. Daher ist Vo = (Vin/3) · Einschaltdauer. Folglich wird die Ausgangsspannung dieses Wandlers mit hohem Umwandlungsverhältnis durch die PWM-Einschaltdauer geregelt. Beispielsweise kann die Ausgangsspannung des Leistungswandlers erhöht oder vermindert werden, wenn die Einschaltdauer erhöht oder vermindert wird. Wenn die Gruppen von Schalttransistoren gemäß einer 50 %-Einschaltdauer geschaltet werden, beträgt die Ausgangsspannung Vo etwa Vin/6.
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In der vorstehenden Implementierung kann der Leistungswandler 100 als ein Abwärtswandler oder Hybrid-Abwärtswandler arbeiten. Entsprechend kann, wenn die Vin- und Vo-Anschlüsse vertauscht werden, der Wandler 100 als Aufwärts- oder Hybrid-Verstärkungswandler arbeiten, während Vo = (Vin · 3)/(1 - Einschaltdauer).
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Die Transistoren Q1 bis Q7 sind als n-Kanal-FETS gezeigt. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Transistoren alternativ p-Kanal-FETS, bipolare Transistoren oder eine Kombination davon sein können. Die vorstehend genannten Quelle-zu-Senke-Verbindungen der jeweiligen Transistoren können umgekehrt werden, so dass sie beispielsweise Senke-zu-Quelle sind. Die Anzahl der Komponenten kann auch durch die Verwendung einer dualen FET-Gestaltung vermindert werden. Beispielsweise kann der Leistungswandler 100 drei duale FETs (niedrige Spannung) und einen einzelnen FET (hohe Spannung) umfassen. Die dualen FETs können für Q1 und Q2, Q3 und Q4 bzw. Q5 und Q6 verwendet werden. Der Transistor Q7 kann in diesem Beispiel als einzelner FET implementiert werden. In der Gestaltung kann auch ein integriertes Leistungsmodul mit allen Komponenten in einem Gehäuse implementiert werden.
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Die 2A und 2B zeigen beispielhafte Ergebnisse, die in Simulationen erhalten worden sind, bei denen die Steuersignale auf ein Modell des beispielhaften Schaltumrichters von 1 angewandt wurden. In diesem Beispiel beträgt die Eingangsspannung 48 V. Die PWM-Einschaltdauer beträgt etwa 50 %. Daher beträgt die Ausgangsspannung Vo etwa 8 V.
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Die 3A zeigt einen weiteren beispielhaften Hybridwandler. Es handelt sich um den Hybridwandler von 1 mit einer zusätzlichen Induktivität L2, die zwischen dem Schaltknotenpunkt SW2 und dem Ausgangsanschluss Vo verbunden ist, so dass ein Zweiphasen-Einzelausgangsspannung-Hybridwandler erhalten wird. Da die Schaltknotenpunkte SW1 und SW2 mittels einer um 180 Grad phasenverschobenen Wellenform angesteuert werden, ist die Stromwelle der Induktivitäen L1 und L2 ebenfalls um 180 Grad phasenverschoben. Als Ergebnis ist die Gesamtausgabestromwelle um die phasenverschobene Wellenlöschung vermindert. Folglich ist auch die Ausgangsspannungswelle vermindert.
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Die 3B zeigt beispielhafte Schaltsteuersignale zum Schalten der Transistoren des beispielhaften Hybrid-Schaltumrichters von 3A. Die „X“-Bereiche in den Signalen zeigen „gleichgültig“-Bereiche an, bei denen das Steuersignal entweder hoch oder niedrig sein kann. Die PWM-Einschaltdauer ist als die Einschaltdauer des Steuersignals für Q2 über den vollständigen Schaltzeitraum festgelegt. Das Steuersignal für Q1 ist komplementär zu dem Q2-Steuersignal. Die Einschaltdauer des Steuersignals für Q3 ist im Wesentlichen gleich Q1, jedoch mit einer 180 Grad-Phasenverzögerung. Das Steuersignal für Q4 ist komplementär zu dem Q3-Steuersignal.
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Die Steuerschaltung 120 kann die Brückenkonfiguration der Schalttransistoren Q1 bis Q7 betreiben. Diesbezüglich werden Aktivierungssignale Vg1 bis Vg7 bei einer ersten Spannung durch die Steuerschaltung 120 zu den Steuerelektroden der Schalttransistoren Q1 bis Q7 übertragen, um Q1 bis Q7 einzuschalten, und bei einer zweiten Spannung (z.B. Null Volt) übertragen, um die Transistoren auszuschalten. Wenn die Steuerschaltung 120 aktiv Steuersignale Vgx überträgt, wird davon ausgegangen, dass die Schaltbrücke 102 (und/oder deren Schalttransistoren) im aktiven Zustand vorliegt. Wenn keine Signale zu einer Komponente übertragen werden (oder bei der zweiten Spannung übertragen werden) wird davon ausgegangen, dass sich die entsprechende(n) Komponente(n) im deaktivierten Zustand befindet oder befinden.
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Die 4A ist ein Diagramm eines weiteren beispielhaften Hybrid-Schaltumrichters mit einer zusätzlichen beispielhaften Schaltung 400 zum Implementieren der Treibervorspannungsversorgungen für die High-side-Leistungstransistoren Q5, Q6 und Q7. In dem gezeigten Beispiel umfasst die Treibervorspannungsschaltung 400 die Kaskadenverstärkungskondensatoren C3 und C4 und die Dioden D1 und D2 für High-side-Treiber. Die Eingangsspannung V1 kann als Vorspannungsversorgung bereitgestellt werden. In dieser Konfiguration kann der Kondensator Cmid als Referenzerdung für V1 wirken. Wenn Q5 ein ist, wird C3 durch V1 mittels der Diode D1 aufgeladen. C3 stellt die FET-Treibervorspannung für Q6 bereit. Wenn Q6 ein ist, wird C4 durch C3 mittels der Diode D2 aufgeladen. C4 stellt die FET-Treibervorspannung für Q7 bereit.
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Die 4B ist ein Diagramm eines weiteren beispielhaften Hybrid-Schaltumrichters mit zusätzlichen beispielhaften Schaltungen zum Implementieren des Voraufladens von Kondensatoren während des Einschaltens des Wandlers. In dieser beispielhaften Implementierung kann eine Mehrzahl von Stromquellen I1 bis I5 zum Voraufladen der Kondensatoren Cfly2, Cfly1 und Cmid verwendet werden, bevor die Transistoren Q1 bis Q7 geschaltet werden.
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Die 4C zeigt beispielhafte Wellenformen zum Voraufladen der Kondensatoren, bevor die Hauptwandler-PWM eingeschaltet wird. Wenn das RUN-Signal hoch ist, wird der Kondensator Cfly2 zuerst durch die Stromquellen I1 und I2 auf etwa Vin/3-Niveau aufgeladen. Dann wird der Kondensator Cfly1 durch die Stromquellen I3 und I4 auf etwa Vin · 2/3 aufgeladen. Danach wird der Kondensator Cmid durch die Stromquelle I5 auf etwa Vin/3 aufgeladen. Dann werden die Hauptwandler-PWM-Signale aktiviert. Die 4D zeigt eine beispielhafte Schaltung zum Erfassen der Cmid-Spannung und zum Vergleichen derselben mit der Zielschwellenspannung, in diesem Beispiel Vin/3, zum Aktivieren der Hauptwandler-PWM-Signale.
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Die 5 ist ein Diagramm eines weiteren beispielhaften Hybrid-Schaltkondensator-Leistungswandlers gemäß Aspekten der vorliegenden Technologie. Der Leistungswandler 500 implementiert außerhalb einer anderen Topologie dieselben oder ähnliche Merkmale wie der Hybrid-Schaltumrichter 100 von 1. Der Leistungswandler 500 implementiert einen Reiheparallel-geschalteten Wandler mit der integrierten Abwärtswandlertopologie. Bei dieser Konfiguration werden die Transistoren Q1, Q4 und Q7 als Gruppe 1 zusammen geschaltet und die Transistoren Q2, Q3, Q5 und Q7 werden als Gruppe 2 zusammen geschaltet. Die Gruppe 1 und die Gruppe 2 werden gemäß eines Schaltzyklus komplementär zueinander (z.B. bei einer vorgegebenen Schaltfrequenz und Einschaltdauer) ein- und ausgeschaltet, um eine Ausgangsdrossel L1 anzusteuern. In der gezeigten Konfiguration ist Vo = (Vin/3) . Einschaltdauer. Wenn die Transistoren im Wesentlichen bei 50 % Einschaltdauer arbeiten, ist Vo = Vin/6.
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Die 6A ist ein Diagramm eines weiteren beispielhaften Hybrid-Schaltkondensator-Leistungswandlers 600 und von entsprechenden Schaltsignalen zum Steuern des Wandlers gemäß Aspekten der vorliegenden Technologie. Der Leistungswandler 600 implementiert außerhalb einer anderen Topologie dieselben oder ähnliche Merkmale wie der Hybrid-Schaltumrichter 100 von 1. In der gezeigten Konfiguration werden die Transistoren Q1, Q3, Q5 und Q9 als Gruppe 1 zusammen geschaltet und die Transistoren Q6 und Q10 werden als Gruppe 2 zusammen geschaltet. Die Transistoren der Gruppe 1 und der Gruppe 2 werden gemäß eines ersten Schaltzyklus komplementär zueinander (z.B. bei einer vorgegebenen Schaltfrequenz und Einschaltdauer) ein- und ausgeschaltet. In der gezeigten Konfiguration werden die Transistoren Q2, Q4 und Q7 als Gruppe 3 zusammen geschaltet und der Transistor Q8 wird als Gruppe 4 geschaltet. Die Gruppe 3 und die Gruppe 4 werden gemäß eines zweiten Schaltzyklus (z.B. bei einer vorgegebenen Schaltfrequenz und Einschaltdauer) komplementär zueinander ein- und ausgeschaltet. Die Phase des Schaltens der Gruppen 1 und 2 kann bezüglich der Phase des Schaltens der Gruppen 3 und 4 verschachtelt sein, wie es in der 6A gezeigt ist. Die Induktivität L3 kann optional sein. In einigen Implementierungen kann oder können die Einschaltdauer und/oder die Ein- und Aus-Dauer der Gruppen 1 und 3 im Wesentlichen identisch sein und die Einschaltdauer und/oder die Ein- und Aus-Dauer der Gruppen 2 und 4 kann oder können im Wesentlichen identisch sein. Der Hybrid-Schaltkondensator-Leistungswandler 600 umfasst eine PWM-Filterstufenschaltung 604, bei der eine jeweilige Induktivität mit jedem jeweiligen fliegenden Kondensator (Cfly1, Cfly2 und Cfly3) auf einer Seite der jeweiligen Induktivität verbunden ist, die mit dem jeweiligen Kondensator verbunden ist, und wobei die andere Seite der Induktivität mit dem Ausgangsanschluss Vo verbunden ist. Ein Ausgangskondensator ist zwischen Vo und der Erdung verbunden. In der gezeigten Konfiguration ist Vo = (Vin/4) · Einschaltdauer. Vo = Vin/8, wenn die Transistoren im Wesentlichen bei 50 % Einschaltdauer arbeiten.
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Die 6B ist ein Diagramm eines weiteren beispielhaften Hybrid-Schaltkondensator-Leistungswandlers. Er ist mit der 6A identisch, mit der Ausnahme, dass die Quelle des Transistors Q4 mit der Erdung verbunden ist. Dieser Wandler ermöglicht, dass die Ausgangsseite von der Eingangsseite isoliert ist, mit Ausnahme der Kondensatoren Cfly1, Cfly2 und Cfly3. Als Ergebnis tritt dann, wenn ein FET-Versagen (Kurzschluss) auf der Vin-Seite auftritt, auf der Ausgangsleitung keine hohe Vin-Spannung auf. Die Induktivität L3 kann optional sein. In der gezeigten Konfiguration ist Vo = (Vin/3) . Einschaltdauer. Wenn die Transistoren im Wesentlichen bei 50 % Einschaltdauer arbeiten, ist Vo = Vin/6.
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Die 7 ist ein Diagramm eines beispielhaften elektronischen Systems 1000, das einen Hybrid-Schaltumrichter gemäß verschiedenen Implementierungen, die hier beschrieben sind, implementiert. Das elektronische System 1000 kann in einer Kombination mit der Offenbarung bezüglich der 1 bis 6 jedwede elektronische Vorrichtung sein, die Strom von einer Stromquelle nutzt. Beispielsweise kann das elektronische System 1000 für eine Rechenvorrichtung (z.B. einen Personal- oder Servercomputer oder eine mobile Vorrichtung, wie z.B. ein Smartphone, einen Tabletcomputer, einen Laptop, einen PDA, ein tragbares Gerät, wie z.B. eine Uhr oder ein Band, oder eine Kombination davon), eine Netzwerkvorrichtung, eine elektronische Kraftfahrzeugvorrichtung, ein Verbrauchergerät, ein Fernsehgerät oder eine andere Anzeigevorrichtung, ein Radiogerät oder ein Telefon, ein Heimaudiosystem oder dergleichen repräsentativ sein.
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In einigen Implementierungen können die elektronischen Systeme eine Stromabgabevorrichtung 1002 (z.B. eine Stromversorgung), stromabwärtige Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler und Lasten umfassen. Die Stromversorgung 1000 erzeugt eine lokale Busspannung als Eingabe in die Mehrzahl von stromabwärtigen Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlern. Die Last kann verschiedene Komponenten des Systems 1000 umfassen, einschließlich eines oder mehrere von einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 1004, verschiedenen Speichersystemen 1006, einer oder mehrerer Eingabe- und/oder Ausgabe (I/O)-Vorrichtung(en) 1008, eine Stromschnittstelle 1010 und eine oder mehrere direkte Last(en), wie z.B. Batterien 1012. Die CPU 1000 kann ein Prozessor mit mehreren Kernen, ein Allzweck-Mikroprozessor, ein Mikrocontroller, ein digitaler Signalprozessor (DSP), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gatterfeld (FPGA), eine programmierbare Logikvorrichtung (PLD), eine Steuereinrichtung, eine Zustandsmaschine, eine gattergesteuerte Logik, einzelne Hardwarekomponenten oder eine Kombination der Vorstehenden sein.
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Ein Speichersystem 1006 kann beispielsweise einen flüchtigen Speicher, der zum vorübergehenden Speichern von Daten und Informationen verwendet wird, die zum Verwalten des elektronischen Systems 1000 verwendet werden, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und/oder einen nicht-flüchtigen Speicher, wie z.B. eine Magnetplatte, einen Flashspeicher, eine periphere SSD und dergleichen umfassen. Die I/O-Vorrichtung 1008 kann eine Eingabevorrichtung, wie z.B. eine Tastatur, einen Berührungsbildschirm, ein Sprachsteuerungssystem oder eine andere Vorrichtung zum Eingeben von Daten umfassen. Die I/O-Vorrichtung 1008 kann eine Ausgabevorrichtung, wie z.B. eine Anzeigevorrichtung, eine Audiovorrichtung (z.B. einen Lautsprecher) oder eine Datenschnittstelle (z.B. einen Hostdatenbus) zum Ausgeben von Daten umfassen. In einigen Implementierungen kann oder können ein oder mehrere Element(e) des elektronischen Systems 1000 in einen einzelnen Chip integriert werden. In einigen Implementierungen können die Elemente auf zwei oder mehr einzelnen Komponenten implementiert werden.
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Die Stromabgabevorrichtung 1002 kann jedwede der vorstehend beschriebenen PWM-Leistungswandlerschaltungen (einschließlich eine Hilfsnebenschaltung), einschließlich eine entsprechende Steuerschaltung, umfassen. Demgemäß kann die Stromabgabevorrichtung 1002 so ausgebildet werden (z.B. als Aufwärts- oder Abwärtswandler), dass sie eine erste Spannung zu einer zweiten Spannung wandelt, die von der ersten Spannung verschieden ist. Die Stromabgabevorrichtung 1002 kann einen Eingangsstrom (z.B. bei einer Spannung Vin) von einer externen Stromquelle 1014 mittels der Stromschnittstelle 1010 empfangen. Der Eingangsstrom kann ein Gleichstrom sein. In einigen Implementierungen kann der Eingangsstrom eine Wechselstromquelle sein, die in Gleichstrom gewandelt wird (z.B. durch die Stromschnittstelle 1010), bevor sie durch die Stromabgabevorrichtung 1002 genutzt wird. Zusätzlich oder alternativ kann der Eingangsstrom ein Gleichstrom von der Batterie 1012 sein.
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Die Stromabgabevorrichtung 1002 kann eine Spannung gemäß den Lastanforderungen von verschiedenen Komponenten der elektronischen Vorrichtung 1000 erzeugen. Diesbezüglich kann die Stromabgabevorrichtung 1002 eine Mehrzahl von verschiedenen Typen von Wandlerschaltungen implementieren, um verschiedene Lastanforderungen der verschiedenen Komponenten der elektronischen Vorrichtungen 1000 zu implementieren. Zusätzlich oder alternativ kann die Stromabgabevorrichtung 1002 so ausgebildet sein, dass sie eine Ladung für die Batterie 1012 (z.B. als Teil eines Batterieladesystems) auf der Basis des Stroms von der externen Stromquelle 1014 bereitstellt.
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ZUSÄTZLICHE BESCHREIBUNG UND ASPEKTE
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Der Aspekt 1 kann einen Gegenstand wie z.B. einen Spannungswandler umfassen, der eine Ladungspumpschaltung, eine erste PWM-Filterstufenschaltung und eine Steuerschaltung umfasst. Die Ladungspumpschaltung umfasst eine Mehrzahl von Schalttransistoren, die als Schaltbrücke angeordnet sind, die einen ersten Brückenabschnitt, der mit einem ersten Eingangs/Ausgangsanschluss verbunden ist, und einen zweiten Brückenabschnitt umfasst, einen Mittelpunkt-Kondensator, der mit einem Schaltungsknotenpunkt verbunden ist, der den ersten Brückenabschnitt und den zweiten Brückenabschnitt koppelt, und einen ersten „flying Capacitor“ bzw. fliegenden Kondensator, der mit dem ersten Brückenabschnitt und dem zweiten Brückenabschnitt gekoppelt ist. Die erste PWM-Filterstufenschaltung ist mit der Ladungspumpschaltung und einem zweiten Eingangs/Ausgangsanschluss gekoppelt und umfasst eine erste Induktivität, die mit dem ersten „flying Capacitor“ bzw. fliegenden Kondensator und dem zweiten Brückenabschnitt der Schaltbrücke gekoppelt ist. Die Steuerschaltung ist zum Steuern der Aktivierung von Schalttransistoren der Schaltbrücke zum Erzeugen einer regulierten Spannung an dem ersten Eingangs/Ausgangsanschluss ausgebildet, einschließlich Wandeln einer Spannung zwischen dem Eingangsanschluss und dem Mittelpunkt-Kondensator durch ein Umwandlungsverhältnis gleich oder größer als drei zu eins.
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Im Aspekt 2 umfasst der Gegenstand von Aspekt 1 gegebenenfalls einen ersten Brückenabschnitt, der eine Mehrzahl von Schalttransistoren umfasst, die in Reihe verbunden sind, und einen zweiten Brückenabschnitt, der einen ersten Zweig einer Mehrzahl von Schalttransistoren, die in Reihe verbunden sind, und einen zweiten Zweig einer Mehrzahl von Schalttransistoren, die in Reihe verbunden sind, umfasst, und der erste Zweig von Schalttransistoren parallel mit dem zweiten Zweig von Schalttransistoren verbunden ist.
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Im Aspekt 3 umfasst der Gegenstand von Aspekt 2 gegebenenfalls einen zweiten fliegenden Kondensator, wobei die erste Induktivität und der erste fliegende Kondensator mit dem ersten Zweig von Schalttransistoren des zweiten Brückenabschnitts der Schaltbrücke gekoppelt sind und der zweite fliegende Kondensator mit dem zweiten Zweig der Schalttransistoren des zweiten Brückenabschnitts gekoppelt ist.
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Im Aspekt 4 umfasst der Gegenstand von Aspekt 3 gegebenenfalls eine oder mehrere Stromquellenschaltung(en), die zum Voraufladen des ersten fliegenden Kondensators, des zweiten fliegenden Kondensators und des Mittelpunkt-Kondensators vor der Aktivierung von Schalttransistoren der Schalttransistorbrücke zum Erzeugen der regulierten Spannung ausgebildet ist oder sind.
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Im Aspekt 5 umfasst der Gegenstand von einem oder von jedweder Kombination der Aspekte 2 bis 4 gegebenenfalls, dass der erste Zweig von Schalttransistoren des zweiten Brückenabschnitts einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor und der zweite Zweig von Schalttransistoren des zweiten Brückenabschnitts einen dritten Transistor und einen vierten Transistor umfasst; wobei der erste Brückenabschnitt der Schaltbrücke einen fünften, sechsten und siebten Transistor umfasst; und wobei die Steuerschaltung zum Schalten des zweiten, vierten und sechsten Transistors komplementär zu dem ersten, dritten, fünften und siebten Transistor gemäß einem Schaltzyklus zum Ansteuern der ersten PWM-Filterstufenschaltung ausgebildet ist.
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Im Aspekt 6 umfasst der Gegenstand von Aspekt 5 gegebenenfalls, dass die Ladungspumpschaltung die Eingangsspannung durch drei teilt und das Schalten von Transistoren, die mit der ersten PWM-Filterstufenschaltung gekoppelt sind, die Ausgabe der Ladungspumpschaltung gemäß einer Einschaltdauer des Schaltzyklus vermindert.
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Im Aspekt 7 umfasst der Gegenstand von einem oder von jedweder Kombination der Aspekte 1 bis 6 gegebenenfalls eine zweiter PWM-Filterstufenschaltung, die mit einem Schalt-Schaltungsknotenpunkt des zweiten Brückenabschnitts der Schaltbrücke und einem dritten Eingangs/Ausgangsanschluss gekoppelt ist.
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Im Aspekt 8 umfasst der Gegenstand von Aspekt 7 gegebenenfalls einen Stromabwärts-Gleichstrom-Gleichstrom (DC-DC)-Wandler, der mit jedem des zweiten Eingangs/Ausgangsanschlusses und des dritten Eingangs/Ausgangsanschlusses gekoppelt ist.
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Im Aspekt 9 umfasst der Gegenstand von einem oder von jedweder Kombination der Aspekte 1 bis 8 gegebenenfalls eine zweite Induktivität, die mit dem zweiten fliegenden Kondensator und dem zweiten Eingangs/Ausgangsanschluss gekoppelt ist.
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Im Aspekt 10 umfasst der Gegenstand von einem oder von jedweder Kombination der Aspekte 1 bis 9 gegebenenfalls eine Treibervorspannungsschaltung, die zum Bereitstellen einer Treibervorspannung zu Transistoren des ersten Brückenabschnitts der Schalttransistorbrücke ausgebildet ist, wobei die Treibervorspannungsschaltung eine oder mehrere Diode(n) umfasst, die einen Verstärkungskondensator ansteuert oder ansteuern, der mit einem oder mehreren Transistor(en) des ersten Brückenabschnitts der Schalttransistorbrücke gekoppelt ist.
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Im Aspekt 11 umfasst der Gegenstand von einem oder von jedweder Kombination der Aspekte 1 bis 10 gegebenenfalls eine Steuerschaltung, die zum Steuern der Aktivierung der Schalttransistoren der Schaltbrücke zum Erzeugen einer verstärkten regulierten Spannung ausgebildet ist.
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Der Aspekt 12 kann einen Gegenstand (wie z.B. eine Spannungswandlerschaltung) umfassen oder kann gegebenenfalls mit einer oder jedweder Kombination der Aspekte 1 bis 11 kombiniert werden, so dass er einen solchen umfasst, umfassend eine Ladungspumpschaltung, eine PWM-Filterstufenschaltung und eine Steuerschaltung. Die Ladungspumpschaltung umfasst einen Mittelpunkt-Kondensator; einen ersten und einen zweiten fliegenden Kondensator; einen ersten Satz einer Mehrzahl von Schalttransistoren, die zwischen einem Schaltungseingangsknotenpunkt, dem ersten und dem zweiten fliegenden Kondensator und dem Mittelpunkt-Kondensator in Reihe verbunden sind; einen zweiten Satz einer Mehrzahl von Schalttransistoren, die zwischen dem Mittelpunkt-Kondensator, dem ersten und dem zweiten fliegenden Kondensator und einem Schaltungserdungsknotenpunkt verbunden sind. Die PWM-Filterstufenschaltung ist mit der Ladungspumpschaltung und einem Schaltungsausgangsknotenpunkt gekoppelt und umfasst eine Induktivität, die mit dem zweiten fliegenden Kondensator gekoppelt ist. Die Steuerschaltung ist zum Steuern der Aktivierung des ersten und des zweiten Satzes einer Mehrzahl von Schalttransistoren zum Erzeugen einer regulierten Spannung an dem Schaltungsausgangsknotenpunkt ausgebildet, einschließlich Wandeln einer Spannung zwischen dem Eingangsschaltungsknotenpunkt und dem Mittelpunkt-Kondensator durch ein Umwandlungsverhältnis gleich oder größer als drei zu eins.
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Im Aspekt 13 umfasst der Gegenstand von Aspekt 12 gegebenenfalls eine Steuerschaltung, die zum zusammen Ein- und Ausschalten des ersten Satzes einer Mehrzahl von Schalttransistoren komplementär zu dem zweiten Satz einer Mehrzahl von Schalttransistoren gemäß einem Schaltzyklus zum Ansteuern der PWM-Filterstufenschaltung ausgebildet ist.
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Im Aspekt 14 umfasst der Gegenstand von Aspekt 13 gegebenenfalls, dass der zweite Satz einer Mehrzahl von Schalttransistoren einen ersten Schalttransistor und einen zweiten Schalttransistor, die parallel zwischen dem Mittelpunkt-Kondensator und dem ersten und dem zweiten fliegenden Kondensator verbunden sind; und einen dritten und einen vierten Schalttransistor, die parallel zwischen dem ersten und dem zweiten fliegenden Kondensator und dem Schaltungserdungsknotenpunkt verbunden sind, umfasst.
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Der Aspekt 15 kann einen Gegenstand (wie z.B. eine Spannungswandlerschaltung) umfassen oder kann gegebenenfalls mit einer oder jedweder Kombination der Aspekte 1 bis 14 kombiniert werden, so dass er einen solchen umfasst, umfassend eine Ladungspumpschaltung, eine Schaltwandlerschaltung und eine Steuerschaltung. Die Ladungspumpschaltung umfasst einen Mittelpunkt-Kondensator; einen ersten Satz von Schalttransistoren, die zwischen einem Eingangsschaltungsknotenpunkt und einem zweiten Schaltungsknotenpunkt in Reihe verbunden sind; einen ersten, zweiten und dritten fliegenden Kondensator, die mit dem ersten Satz von Schalttransistoren gekoppelt sind; und einen zweiten, einen dritten und einen vierten Satz von Schalttransistoren, die jeweils mit einem jeweiligen des ersten, zweiten oder dritten fliegenden Kondensators gekoppelt sind.
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Im Aspekt 16 umfasst der Gegenstand von Aspekt 15 gegebenenfalls, dass jeder des zweiten, dritten und vierten Satzes von Schalttransistoren einen ersten Schalttransistor und einen zweiten Schalttransistor, die zwischen dem Mittelpunkt-Kondensator und dem Schaltungserdung-Knotenpunkt in Reihe verbunden sind, umfasst, und jeder des jeweiligen ersten, zweiten und dritten fliegenden Kondensators mit einer Reihenverbindung von einem des zweiten, dritten und vierten Satzes von Schalttransistoren verbunden ist.
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Im Aspekt 17 umfasst der Gegenstand von einem oder beiden der Aspekte 15 und 16 gegebenenfalls, dass der zweite Schaltungsknotenpunkt mit dem Mittelpunkt-Kondensator verbunden ist und die Ladungspumpschaltung eine geteilt durch vier-Ladungspumpschaltung ist.
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Im Aspekt 18 umfasst der Gegenstand von einem oder beiden der Aspekte 15 und 16 gegebenenfalls, dass der zweite Schaltungsknotenpunkt der Schaltungserdungsknotenpunkt ist und die Ladungspumpschaltung eine geteilt durch drei-Ladungspumpschaltung ist.
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Im Aspekt 19 umfasst der Gegenstand von einem oder von jedweder Kombination der Aspekte 15 bis 18 gegebenenfalls eine Steuerschaltung, die zum Schalten von Transistoren des ersten, zweiten, dritten und vierten Satzes von Schalttransistoren gemäß vier Transistorgruppen; wobei die vier Transistorgruppen eine erste Transistorgruppe und eine zweite Transistorgruppe, die mit dem ersten fliegenden Kondensator und dem dritten fliegenden Kondensator gekoppelt sind, und eine dritte Transistorgruppe und eine vierte Transistorgruppe, die mit dem zweiten und dritten fliegenden Kondensator gekoppelt sind, umfassen; Schalten der ersten Transistorgruppe komplementär zu der zweiten Transistorgruppe gemäß eines ersten Schaltzyklus; und Schalten der dritten Transistorgruppe komplementär zu der vierten Transistorgruppe gemäß eines zweiten Schaltzyklus ausgebildet ist.
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Im Aspekt 20 umfasst der Gegenstand von Aspekt 19 gegebenenfalls eine Steuerschaltung, die zum Verschachteln des Schaltens der ersten und zweiten Transistorgruppe mit dem Schalten der dritten und vierten Transistorgruppe ausgebildet ist.
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Diese nicht-beschränkenden Aspekte können in jedweder Permutation oder Kombination kombiniert werden. Es sollte beachtet werden, dass veranschaulichende Blöcke, Module, Elemente, Komponenten, Verfahren und Algorithmen, die hier beschrieben sind, als elektronische Hardware, Computersoftware oder Kombinationen von beiden implementiert werden können. Zum Veranschaulichen der Austauschbarkeit von Hardware und Software, wurden verschiedene veranschaulichende Blöcke, Module, Elemente, Komponenten, Verfahren und Algorithmen vorstehend allgemein in Bezug auf ihre Funktionalität beschrieben. Ob eine solche Funktionalität als Hardware oder Software implementiert wird, hängt von den speziellen Anwendungs- und Gestaltungsbeschränkungen ab, denen das Gesamtsystem unterliegt. Ein Fachmann kann die beschriebene Funktionalität in verschiedener Weise für jede bestimmte Anwendung implementieren. Verschiedene Komponenten und Blöcke können anders angeordnet werden (z.B. in einer anderen Reihenfolge angeordnet oder in einer anderen Weise aufgeteilt werden), ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Es sollte beachtet werden, dass die spezifische Reihenfolge oder Hierarchie von Schritten in den offenbarten Verfahren als Darstellung einiger beispielhafter Ansätze angegeben ist. Auf der Basis von Gestaltungspräferenzen und/oder -erwägungen sollte beachtet werden, dass die spezifische Reihenfolge oder Hierarchie von Schritten in den Verfahren umgeordnet werden kann. Beispielsweise können in einigen Implementierungen einige der Schritte gleichzeitig durchgeführt werden. Folglich stellen die beigefügten Verfahrensansprüche Elemente der verschiedenen Schritte in einer beispielhaften Reihenfolge dar und sollen nicht auf die dargestellte spezifische Reihenfolge oder Hierarchie beschränkt sein.
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Die vorstehende Beschreibung soll einem Fachmann die Ausführung der hier beschriebenen verschiedenen Aspekte ermöglichen. Die vorstehende Beschreibung stellt verschiedene Beispiele der vorliegenden Offenbarung bereit und die vorliegende Offenbarung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt. Verschiedene Modifizierungen dieser Aspekte sind für einen Fachmann leicht ersichtlich und die hier festgelegten generischen Prinzipien können auf andere Aspekte angewandt werden. Folglich sollen die Ansprüche nicht auf die hier gezeigten Aspekte beschränkt sein, sondern sollen den vollständigen Umfang umfassen, der mit dem Anspruchswortlaut konsistent ist, wobei eine Bezugnahme auf ein Element im Singular nicht „eines und nur eines“ bedeutet, falls spezifisch nichts anderes angegeben ist, sondern vielmehr „eines oder mehrere“. Falls nichts anderes angegeben ist, bezieht sich der Begriff „einige“ auf eines oder mehrere. Maskuline Pronomen (z.B. sein) umfassen das feminine und neutrale Geschlecht (z.B. ihre und dessen) und umgekehrt. Überschriften und Zwischenüberschriften, falls solche vorliegen, werden nur aus Gründen der Zweckmäßigkeit verwendet und beschränken die vorliegende Offenbarung nicht.
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Die Eigenschaftswörter „ausgebildet zum“, „kann betrieben werden zum“ und „programmiert zum“ implizieren keinerlei materielle oder immaterielle Modifizierung eines Gegenstands, sondern sollen vielmehr austauschbar verwendet werden können. Beispielsweise kann eine Schaltung oder ein Prozessor, die oder der zum Überwachen und Steuern eines Vorgangs oder einer Komponente ausgebildet ist, auch für eine Schaltung oder einen Prozessor stehen, die oder der zum Überwachen und Steuern des Vorgangs programmiert ist oder zum Überwachen und Steuern des Vorgangs betrieben werden kann. Entsprechend kann eine Schaltung oder ein Prozessor, die oder der zum Ausführen eines Kodes ausgebildet ist, als Schaltung oder Prozessor aufgefasst werden, die oder der zum Ausführen eines Kodes programmiert ist oder zum Ausführen eines Kodes betrieben werden kann.
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Die Begriffe „Initiieren“ und „Einschalten“ sollen die reine Bedeutung des jeweiligen Begriffs umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, und können für die Zwecke dieser Offenbarung austauschbar verwendet werden. Die Begriffe „Initiieren“ und „Einschalten“ können beispielsweise einen Zeitpunkt umfassen, bei dem eine Schaltung eingeschaltet (z.B. gestartet) wird, und/oder einen Zeitraum kurz danach.
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Ein Ausdruck wie z.B. ein „Aspekt“ impliziert nicht, dass ein solcher Aspekt für die vorliegende Offenbarung essentiell ist oder dass ein solcher Aspekt für alle Konfigurationen der vorliegenden Offenbarung gilt. Eine Offenbarung, die einen Aspekt betrifft, kann für alle Konfigurationen der vorliegenden Offenbarung oder eine oder mehrere Konfigurationen gelten. Ein Aspekt kann ein oder mehrere Beispiel(e) bereitstellen. Ein Ausdruck wie z.B. ein Aspekt kann sich auf einen oder mehrere Aspekt(e) beziehen und umgekehrt. Ein Ausdruck wie z.B. eine „Implementierung“ impliziert nicht, dass eine solche Implementierung für die vorliegende Offenbarung essentiell ist oder dass eine solche Implementierung für alle Konfigurationen der vorliegenden Offenbarung gilt. Eine Offenbarung, die eine Implementierung betrifft, kann für alle Aspekte oder einen oder mehrere Aspekt(e) gelten. Eine Implementierung kann ein oder mehrere Beispiel(e) bereitstellen. Ein Ausdruck wie z.B. eine „Implementierung“ kann sich auf eine oder mehrere Implementierung(en) beziehen und umgekehrt. Ein Ausdruck wie z.B. eine „Konfiguration“ impliziert nicht, dass eine solche Konfiguration für die vorliegende Offenbarung essentiell ist oder dass eine solche Konfiguration für alle Konfigurationen der vorliegenden Offenbarung gilt. Eine Offenbarung, die eine Konfiguration betrifft, kann für alle Konfigurationen oder eine oder mehrere Konfiguration(en) gelten. Eine Konfiguration kann ein oder mehrere Beispiel(e) bereitstellen. Ein Ausdruck wie z.B. eine „Konfiguration“ kann sich auf eine oder mehrere Konfiguration(en) beziehen und umgekehrt.
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Das Wort „beispielhaft“ wird hier verwendet, um „dient als Beispiel, Fall oder Darstellung“ auszudrücken. Jedweder Aspekt, der hier als „beispielhaft“ beschrieben ist, soll nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft bezüglich anderer Aspekte aufgefasst werden. Darüber hinaus erfordert die Beschreibung eines Merkmals, Vorteils oder Betriebsmodus in Bezug auf eine Beispielkombination von Aspekten nicht, dass alle Ausführungsformen gemäß der Kombination das Merkmal, den Vorteil oder den Betriebsmodus, die diskutiert worden sind, umfassen müssen.
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Wie hier verwendet, sollen die Singularformen „ein(e)“, „einer“, „eines“ und „der, die, das“ auch die Pluralformen umfassen, falls sich aus dem Zusammenhang klar nichts anderes ergibt. Numerische Angaben, wie z.B. „erster“, „zweiter“, „dritter“, usw., werden, falls spezifisch nichts anderes angegeben ist, hier nicht verwendet, um eine bestimmte Reihenfolge der angegebenen Strukturen, Komponenten, Fähigkeiten, Modi, Schritte, Vorgänge oder Kombinationen davon, mit denen sie verwendet werden, zu implizieren.
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Die Begriffe „umfassen“, „umfassend“ und „umfasst“, wie sie hier verwendet werden, geben die Gegenwart von einer bzw. einem oder mehreren genannten Strukturen, Komponenten, Fähigkeiten, Modi, Schritte, Vorgänge oder Kombinationen davon an, schließen jedoch das Vorliegen oder das Hinzufügen von einer bzw. einem oder mehreren anderen Strukturen, Komponenten, Fähigkeiten, Modi, Schritte, Vorgänge oder Kombinationen davon nicht aus.
