DE102019131226A1

DE102019131226A1 - Treiberschaltkreis und assoziierte Verfahren

Info

Publication number: DE102019131226A1
Application number: DE102019131226.4A
Authority: DE
Inventors: Arman Hematy; Kenneth Jay Helfrich
Original assignee: Maxim Integrated Products Inc
Current assignee: Maxim Integrated Products Inc
Priority date: 2018-11-19
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2020-05-20
Also published as: CN111200430B; CN111200430A; US20200159268A1; US11342894B2

Abstract

Ein Verfahren zum Verwenden eines Treiberschaltkreises zum Ansteuern einer Last mit einem unbekannten Impedanzbetrag beinhaltet (a) in einem Konfigurationsmodus des Treiberschaltkreises, Bestimmen einer erforderlichen Leistungsversorgungsspannung für eine Treiberstufe zum Ansteuern der Last und (b) in einem Ansteuermodus des Treiberschaltkreises (1) Ansteuern der Last mittels der Treiberstufe als Reaktion auf ein Eingangssignal und (2) Steuern einer Leistungsversorgung, der Treiberstufe die erforderliche Leistungsversorgungsspannung als eine statische Spannung bereitzustellen, während die Last mittels der Treiberstufe als Reaktion auf das Eingangssignal angesteuert wird.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Serien-Nr. 62/769,431 , eingereicht am 19. November 2018, die hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
HINTERGRUND
Viele elektronische Vorrichtungen weisen Eingangs- und Ausgangsanschlüsse zur Kommunikation mit anderen Vorrichtungen auf. Ein Mikroprozessor weist zum Beispiel typischerweise zahlreiche Eingangs- und Ausgangsanschlüsse zur Kommunikation mit externen Vorrichtungen auf, wie etwa mit Speichervorrichtungen. Ausgangsanschlüsse elektronischer Vorrichtungen weisen jedoch typischerweise eine begrenzte Spannungs- und Stromansteuerungsfähigkeit auf. Dementsprechend sind elektronische Vorrichtungen häufig nicht in der Lage, einen geringen Impedanzbetrag aufweisende Lasten und/oder eine hohe Spannung erfordernde Lasten direkt anzusteuern. Ein Mikroprozessorausgangsanschluss ist zum Beispiel möglicherweise nicht in der Lage, eine Last mit geringer Impedanz anzusteuern, und ein Digital-Analog-Wandler(DAC)-Ausgangsanschluss ist möglicherweise nicht in der Lage, eine Last mit geringer Impedanz anzusteuern.
Ein Treiberschaltkreis kann verwendet werden, um die Fähigkeit einer elektronischen Vorrichtung, eine Last anzusteuern, zu erweitern. Ein Treiberschaltkreis kann zum Beispiel verwendet werden, um einen DAC-Ausgangsanschluss mit beschränkter Ausgangsstromfähigkeit über eine Schnittstelle mit einer Last mit niedriger Impedanz zu verbinden. Der Treiberschaltkreis verstärkt effektiv ein Ausgangssignal vom DAC-Ausgangsanschluss zum Ansteuern der Last mit niedriger Impedanz.
KURZDARSTELLUNG
Bei einem ersten Aspekt beinhaltet ein Verfahren zum Verwenden eines Treiberschaltkreises zum Ansteuern einer Last mit einem unbekannten Impedanzbetrag (1) in einem Konfigurationsmodus des Treiberschaltkreises Bestimmen einer erforderlichen Leistungsversorgungsspannung für eine Treiberstufe zum Ansteuern der Last und (2) in einem Ansteuermodus des Treiberschaltkreises (a) Ansteuern der Last mittels der Treiberstufe als Reaktion auf ein Eingangssignal und (b) Steuern einer Leistungsversorgung, der Treiberstufe die erforderliche Leistungsversorgungsspannung als eine statische Spannung bereitzustellen, während die Last mittels der Treiberstufe als Reaktion auf das Eingangssignal angesteuert wird.
Bei einer Ausführungsform des ersten Aspekts beinhaltet das Verfahren ferner Bestimmen der erforderlichen Leistungsversorgungsspannung für die Treiberstufe zumindest teilweise basierend auf einer minimalen Leistungsversorgungsspannung, die zum Erzielen einer gewünschten Spannungsreserve in der Treiberstufe benötigt wird.
Bei einer anderen Ausführungsform des ersten Aspekts beinhaltet das Verfahren ferner (1) Bestimmen einer Impedanz der Last, (2) Bestimmen einer minimalen Leistungsversorgungsspannung, die zum Erzielen einer gewünschten Spannungsreserve in der Treiberstufe benötigt wird, zumindest teilweise basierend auf der Impedanz der Last und (3) Bestimmen der erforderlichen Leistungsversorgungsspannung für die Treiberstufe zumindest teilweise basierend auf der minimalen Leistungsversorgungsspannung, die zum Erzielen der gewünschten Spannungsreserve in der Treiberstufe benötigt wird.
Bei einer anderen Ausführungsform des ersten Aspekts beinhaltet das Verfahren ferner Steuern der Leistungsversorgung, die erforderliche Leistungsversorgungsspannung als eine statische Spannung bereitzustellen, indem die Leistungsversorgung unabhängig vom Betrag der Spannung über die Last gesteuert wird.
Bei einer anderen Ausführungsform des ersten Aspekts beinhaltet das Verfahren ferner Steuern der Leistungsversorgung, die erforderliche Leistungsversorgungsspannung als eine statische Spannung bereitzustellen, indem zwischen mehreren Spannungen der Leistungsversorgung ausgewählt wird.
Bei einer anderen Ausführungsform des ersten Aspekts beinhalten die mehreren Spannungen der Leistungsversorgung mehrere diskrete Spannungen der Leistungsversorgung.
Bei einer anderen Ausführungsform des ersten Aspekts bestehen die mehreren diskreten Spannungen der Leistungsversorgung aus drei Spannungen der Leistungsversorgung.
Bei einer anderen Ausführungsform des ersten Aspekts ist die Last eine ohmsche Last.
Bei einer anderen Ausführungsform des ersten Aspekts beinhaltet das Verfahren ferner Erzeugen des Eingangssignals unter Verwendung eines Digital-Analog-Wandlers (DAC).
Bei einer anderen Ausführungsform des ersten Aspekts beinhaltet das Verfahren ferner Ansteuern der Last mit einem Spannungssignal unter Verwendung der Treiberstufe.
Bei einer anderen Ausführungsform des ersten Aspekts beinhaltet das Verfahren ferner Ansteuern der Last mit einem Stromsignal unter Verwendung der Treiberstufe.
Bei einem zweiten Aspekt beinhaltet der Treiberschaltkreis (a) eine erste Treiberstufe, die dazu ausgelegt ist, eine Last als Reaktion auf ein Eingangssignal anzusteuern, und (b) eine Steuerung, die dazu ausgelegt ist, (1) eine erforderliche Leistungsversorgungsspannung für die erste Treiberstufe zum Ansteuern der Last zu bestimmen, in einem Konfigurationsmodus des Treiberschaltkreises, und (2) eine Leistungsversorgung zu steuern, der ersten Treiberstufe die erforderliche Leistungsversorgungsspannung als eine statische Spannung bereitzustellen, während die erste Treiberstufe die Last als Reaktion auf das Eingangssignal ansteuert, in einem Ansteuermodus des Treiberschaltkreises.
Bei einer Ausführungsform des zweiten Aspekts ist die Steuerung ferner dazu ausgelegt, die erforderliche Leistungsversorgungsspannung für die Treiberstufe zumindest teilweise basierend auf einer minimalen Leistungsversorgungsspannung, die zum Erzielen einer gewünschten Spannungsreserve in der ersten Treiberstufe benötigt wird, zu bestimmen.
Bei einer anderen Ausführungsform des zweiten Aspekts ist die Steuerung ferner dazu ausgelegt, (a) eine Impedanz der Last zu bestimmen, (b) eine minimale Leistungsversorgungsspannung, die zum Erzielen einer gewünschten Spannungsreserve in der Treiberstufe benötigt wird, zumindest teilweise basierend auf der Impedanz der Last zu bestimmen und (c) die erforderliche Leistungsversorgungsspannung für die Treiberstufe zumindest teilweise basierend auf der minimalen Leistungsversorgungsspannung, die zum Erzielen der gewünschten Spannungsreserve in der Treiberstufe benötigt wird, zu bestimmen.
Bei einer anderen Ausführungsform des zweiten Aspekts ist die Steuerung ferner dazu ausgelegt, die Leistungsversorgung unabhängig vom Betrag der Spannung über die Last zu steuern.
Bei einer anderen Ausführungsform des zweiten Aspekts ist die Steuerung ferner dazu ausgelegt, die Leistungsversorgung zu steuern, die erforderliche Leistungsversorgungsspannung an die erste Treiberstufe als eine statische Spannung bereitzustellen, indem zwischen mehreren Spannungen der Leistungsversorgung ausgewählt wird.
Bei einer anderen Ausführungsform des zweiten Aspekts beinhalten die mehreren Spannungen der Leistungsversorgung mehrere diskrete Spannungen der Leistungsversorgung.
Bei einer anderen Ausführungsform des zweiten Aspekts bestehen die mehreren diskreten Spannungen der Leistungsversorgung aus drei Spannungen der Leistungsversorgung.
Bei einer anderen Ausführungsform des zweiten Aspekts beinhaltet der Treiberschaltkreis ferner einen Digital-Analog-Wandler (DAC), der dazu ausgelegt ist, das Eingangssignal zu erzeugen.
Bei einer anderen Ausführungsform des zweiten Aspekts ist der Treiberschaltkreis in einem programmierbaren Logik-Controller (PLC) integriert.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, das einen Treiberschaltkreis veranschaulicht, der von einer festen Leistungsversorgungsspannung mit Leistung versorgt wird.
2 ist ein schematisches Diagramm, das einen Treiberschaltkreis mit dynamischer Leistungsverfolgungsfähigkeit veranschaulicht.
3 ist ein schematisches Diagramm, das einen Treiberschaltkreis veranschaulicht, der dazu ausgelegt ist, bei einer von mehreren statischen Leistungsversorgungsspannungen zu arbeiten, gemäß einer Ausführungsform.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Einstellen einer statischen Leistungsversorgungsspannung des Treiberschaltkreises von 3 veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes Verfahren zum Einstellen einer statischen Leistungsversorgungsspannung des Treiberschaltkreises von 3 veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform.
6 ist ein Graph, der eine Verringerung des Treiberstufenleistungsverlustes als eine Funktion der Anzahl von verfügbaren Leistungsversorgungsspannungen veranschaulicht.
7 ist ein schematisches Diagramm, das einen Treiberschaltkreis veranschaulicht, der dazu ausgelegt ist, bei einer von mehreren statischen Leistungsversorgungsspannungen zu arbeiten, und eine Vorwärtskopplungssteuerfähigkeit aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
8 ist ein schematisches Diagramm, das eine Steuerung gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
9 ist ein schematisches Diagramm, das einen programmierbaren Logik-Controller einschließlich einer Ausführungsform des Treiberschaltkreises von 7 veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform.
10 ist ein schematisches Diagramm, das eine Treiberstufe gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Verwenden eines Treiberschaltkreises zum Ansteuern einer Last mit einem unbekannten Impedanzbetrag veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Manche Treiberschaltkreise arbeiten mit einer festen Leistungsversorgungsspannung. 1 veranschaulicht zum Beispiel einen Treiberschaltkreis 100, der von einer Leistungsversorgung 102, die eine feste Leistungsversorgungsspannung 104 aus einer elektrischen Eingangsleistungsquelle 106 erzeugt, mit Leistung versorgt wird. Der Treiberschaltkreis 100 beinhaltet eine Treiberstufe 108, die ein Ausgangssignal 112 als Reaktion auf ein Eingangssignal 114 zum Ansteuern einer Last 110 erzeugt. Die Leistungsversorgungsspannung 104 muss einen ausreichend hohen Betrag für die Treiberstufe 108 aufweisen, um eine minimale erforderliche Spannungsreserve zu erzielen, wobei die Spannungsreserve eine Differenz zwischen der Ansteuerspannung der Treiberstufe 108 und der Spannung V_L der Last 110 ist. Beispielsweise in Anbetracht eines Szenarios, bei dem (a) eine minimale erforderliche Spannungsreserve 2,5 Volt beträgt, (b) die Treiberstufe 108 einen maximalen Betrag des Ansteuerstroms I_d von 25 Milliampere (mA) aufweist und (c) die Last 110 eine Impedanz von 500 Ohm aufweist. In diesem Fall ist die Lastspannung V_L 12,5 Volt (500 Ohm * 25 mA) und die Leistungsversorgungsspannung 104 muss 15 Volt (12,5 Volt + 2,5 Volt) betragen, um eine Spannungsreserve von 2,5 Volt zu erzielen.
In Anwendungen, bei denen der Impedanzbetrag der Last 110 bekannt ist, kann ein minimaler Betrag der Leistungsversorgungsspannung 104 bestimmt werden, um die minimale erforderliche Spannungsreserve zu erzielen. In dem oben besprochenen Szenario beträgt der minimale Betrag der Leistungsversorgungsspannung 104 zum Beispiel 15 Volt, um eine minimale erforderliche Spannungsreserve von 2,5 Volt zu erzielen. In Anwendungen, bei denen der Impedanzbetrag der Last 110 jedoch unbekannt ist, muss der Betrag der Leistungsversorgungsspannung 104 ausreichend hoch sein, um die minimale erforderliche Spannungsreserve bei einem maximal möglichen Impedanzbetrag der Last 110 zu erzielen. Das Einstellen des Betrags der Leistungsversorgungsspannung 104 für den maximalen Impedanzbetrag der Last 110 kann zu einem übermäßigen Leistungsverlust führen, falls die Last 110 eine niedrigere Impedanz aufweist. Beispielsweise soll ein Szenario wie das oben besprochene betrachtet werden, aber bei dem der Impedanzbetrag der Last 110 in Abhängigkeit von der Anwendung des Treiberschaltkreises 100 von 10 bis 500 Ohm reichen kann. Der minimale Betrag der Leistungsversorgungsspannung 104 muss so gewählt werden, dass eine ausreichende Spannungsreserve bei maximaler Lastimpedanz erzielt wird, und daher muss die Leistungsversorgungsspannung 104 mindestens 15 Volt betragen, wie oben besprochen. Falls der Impedanzbetrag der Last 110 niedrig ist, wird jedoch erheblich Leistung in der Treiberstufe 108 verloren. Falls zum Beispiel die Last 110 eine Impedanz von 10 Ohm aufweist, werden 369 Milliwatt (mW), (15 Volt * 25 mA - 10 Ohm * [25 mA]²) in der Treiberstufe 108 verloren. Ein derartiger großer Leistungsverlust kann problematisch sein, insbesondere in Anwendungen, bei denen die Treiberstufe 108 Teil einer integrierten Schaltung mit beschränkter Kühlfähigkeit ist.
Dynamische Leistungsverfolgung kann dabei helfen, übermäßigen Leistungsverlust in der Treiberstufe 108 zu verhindern. 2 ist zum Beispiel ein schematisches Diagramm, das einen Treiberschaltkreis 200 mit dynamischer Leistungsverfolgungsfähigkeit veranschaulicht. Der Treiberschaltkreis 200 ähnelt dem Treiberschaltkreis 100 von 1, aber der Treiberschaltkreis 200 beinhaltet ferner einen Rückkopplungspfad 216, der der Leistungsversorgung 102 ermöglicht, eine Spannungsreserve in der Treiberstufe 108 zu überwachen. Die Leistungsversorgung 102 variiert den Betrag der Leistungsversorgungsspannung 104 wie erforderlich, um eine vorbestimmte Spannungsreserve in der Treiberstufe 108 beizubehalten. Dementsprechend weist die Leistungsversorgung 102 ein Steuersystem mit geschlossenem Regelkreis auf. Ein derartiges Steuersystem mit geschlossenem Regelkreis hilft dabei, einen übermäßigen Leistungsverlust in der Treiberstufe 108 zu verhindern, wenn die Last 110 einen niedrigen Impedanzbetrag aufweist. Das Steuersystem mit geschlossenem Regelkreis weist jedoch mehrere erhebliche Nachteile auf. Das Steuersystem mit geschlossenem Regelkreis kann zum Beispiel unter gewissen Bedingungen instabil werden, z. B. wenn die Last 110 einen Impedanzwert aufweist, der sich von einem angenommenen Impedanzwert unterscheidet, der bei der Gestaltung des Treiberschaltkreises 200 verwendet wird. Als ein anderes Beispiel weist das Steuersystem mit geschlossenem Regelkreis inhärent eine beschränkte Bandbreite auf, die verhindern kann, dass die Leistungsversorgung 102 ausreichend schnell auf Änderungen in den Betriebsbedingungen reagiert, um Leistungsfähigkeitsverschlechterung zu vermeiden.
Hierin sind Treiberschaltkreise und assoziierte Verfahren offenbart, die zumindest teilweise ein oder mehrere der oben besprochenen Probleme überwinden. Gewisse Ausführungsformen des neuen Treiberschaltkreises sind dazu ausgelegt, die Leistungsversorgungsspannung auf eine Art und Weise einzustellen, die die Lastimpedanz berücksichtigt, und ohne ein Steuersystem mit geschlossenem Regelkreis zu erfordern. Bei manchen Ausführungsformen wird die erforderliche Leistungsversorgungsspannung der Treiberstufe zum Beispiel in einem Konfigurationsmodus des Treiberschaltkreises bestimmt und eine Leistungsversorgung wird gesteuert, die erforderliche Leistungsversorgungsspannung als eine statische Leistungsversorgungsspannung in einem Ansteuermodus des Treiberschaltkreises bereitzustellen. Dementsprechend helfen diese Ausführungsformen vorteilhafterweise dabei, einen übermäßigen Leistungsverlust in der Treiberstufe zu verhindern, ohne die Verwendung eines Steuersystems mit geschlossenem Regelkreis erforderlich zu machen. Der Konfigurationsmodus des Treiberschaltkreises ist ein Betriebsmodus, bei dem die erforderliche Leistungsversorgungsspannung der Treiberstufe bestimmt wird. Der Treiberschaltkreis arbeitet in seinem Konfigurationsmodus zum Beispiel beim Start des Treiberschaltkreises, der Einrichtung des Treiberschaltkreises und/oder nachdem eine vorbestimmte Menge an Zeit seit dem Start des Treiberschaltkreises oder seit der Einrichtung des Treiberschaltkreises verstrichen ist. Der Ansteuermodus des Treiberschaltkreises, der sich vom Konfigurationsmodus des Treiberschaltkreises unterscheidet, ist ein Betriebsmodus, bei dem der Treiberschaltkreis eine Last als Reaktion auf ein Eingangssignal ansteuert.
3 ist ein schematisches Diagramm, das einen Treiberschaltkreis 300 veranschaulicht, der dazu ausgelegt ist, bei einer von mehreren statischen Leistungsversorgungsspannungen zu arbeiten. Der Treiberschaltkreis 300 ist eine Ausführungsform des neuen Treiberschaltkreises, der durch den Anmelder entwickelt wurde. Der Treiberschaltkreis 300 beinhaltet eine Treiberstufe 302 und eine Steuerung 304. Die Treiberstufe 302 ist dazu ausgelegt, eine Last 306 mit einem Ausgangssignal 308 als Reaktion auf ein Eingangssignal 310 von einer Eingangssignalquelle in einem Ansteuermodus des Treiberschaltkreises 300 anzusteuern. Das Eingangssignal 310 ist zum Beispiel ein analoges Signal oder ein digitales Signal. Die Last 306 ist zum Beispiel eine ohmsche Last, eine kapazitive Last und/oder eine induktive Last. Bei manchen Ausführungsformen beinhaltet die Last 306 zum Beispiel einen Elektromotor und/oder einen Lautsprecher und/oder eine Pumpe und/oder ein Relais und/oder einen Schalter und/oder einen Aktor und/oder einen Transistor und/oder eine magnetische Vorrichtung und/oder ein Licht und/oder eine elektrische Heizvorrichtung und/oder einen elektrischen Prüfling. Bei manchen Ausführungsformen ist das Ausgangssignal 308 ein Spannungssignal und bei manchen anderen Ausführungsformen ist das Ausgangssignal 308 ein Stromsignal. Eine mögliche Konfiguration der Treiberstufe 302 ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 10 besprochen, es sollte aber verstanden werden, dass die Treiberstufe 302 nicht auf die Konfiguration von 10 beschränkt ist.
Eine Leistungsversorgung 312 erzeugt eine Leistungsversorgungsspannung 314 von einer elektrischen Eingangsleistungsquelle 316. Die Treiberstufe 302 wird zumindest teilweise von der Leistungsversorgungsspannung 314 elektrisch mit Leistung versorgt. Die Steuerung 304 ist dazu ausgelegt, (a) z. B. in einem Konfigurationsmodus des Treiberschaltkreises 300 einen erforderlichen Betrag der Leistungsversorgungsspannung 314 für die Treiberstufe 302 zum Ansteuern der Last 306 zu bestimmen und (b) z. B. in einem Ansteuermodus die Leistungsversorgung 312 mittels eines Leistungsversorgungsauswahlsignals 318 zu steuern, die erforderliche Leistungsversorgungsspannung an die Treiberstufe 302 als eine statische Leistungsversorgungsspannung des Treiberschaltkreises 300 bereitzustellen. Bei speziellen Ausführungsformen bestimmt die Steuerung 304 den erforderlichen Betrag der Leistungsversorgungsspannung 314 beim Start des Treiberschaltkreises 300 oder während der Einrichtung des Treiberschaltkreises 300. Dementsprechend steuert die Steuerung 304 die Leistungsversorgung 312 unabhängig von der Spannung V_L über die Last 306 während des normalen Betriebs des Treiberschaltkreises 300, z. B. während der Treiberschaltkreis die Last 306 als Reaktion auf das Eingangssignal 310 im Ansteuermodus des Treiberschaltkreises 300 ansteuert.
Der erforderliche Betrag der Leistungsversorgungsspannung 314 ist zum Beispiel ein Minimum von zwei oder mehr verfügbaren Leistungsversorgungsspannungen 314, die die erforderliche Spannungsreserve in der Treiberstufe 302 erzielen. Bei manchen Ausführungsformen ist die Leistungsversorgung 312 zum Beispiel dazu ausgelegt, mehrere diskrete Leistungsversorgungsspannungen 314 bereitzustellen, und die Steuerung 304 steuert die Leistungsversorgung 312, die kleinste der diskreten statischen Leistungsversorgungsspannungen 314, die die erforderliche Spannungsreserve in der Treiberstufe 302 erzielt, als eine statische Spannung bereitzustellen. Bei manchen anderen Ausführungsformen ist die Leistungsversorgung 312 dazu ausgelegt, eine kontinuierlich variable Leistungsversorgungsspannung 314 bereitzustellen, und die Steuerung 304 steuert die Leistungsversorgung 312, die kleinste statische Leistungsversorgungsspannung 314, die die erforderliche Spannungsreserve in der Treiberstufe 302 erzielt, bereitzustellen. Die Spannungsreserve ist eine Differenz zwischen der Ansteuerspannung der Treiberstufe 302 und der Spannung V_L über die Last 306 und ein Beispiel der Spannungsreserve ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 10 besprochen. Bei manchen Ausführungsformen erzeugt die Treiberstufe 302 ein Spannungsreservesignal 320, das die Steuerung 304 verwendet, um zu bestimmen, ob die Treiberstufe 302 eine ausreichende Spannungsreserve aufweist. Bei manchen Ausführungsformen ist das Spannungsreservesignal 320 ein digitales Signal, das angibt, ob die Treiberstufe 302 eine ausreichende Spannungsreserve aufweist, und bei manchen anderen Ausführungsformen ist das Spannungsreservesignal 320 ein analoges oder digitales Signal, das den Betrag der Spannungsreserve in der Treiberstufe 302 repräsentiert.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein mögliches Verfahren 400 zum Einstellen der statischen Leistungsversorgungsspannungen 314 des Treiberschaltkreises 300 veranschaulicht, um eine ausreichende Spannungsreserve in der Treiberstufe 302 zu erzielen. Die Steuerung 304 führt das Verfahren 400 zum Beispiel in einem Konfigurationsmodus des Treiberschaltkreises 300 durch, wie etwa beim Start des Treiberschaltkreises 300 oder während der Einrichtung des Treiberschaltkreises 300, um der Treiberstufe 302 den erforderlichen Betrag der Leistungsversorgungsspannungen 314 als eine statische Leistungsversorgungsspannung bereitzustellen. Es sollte jedoch realisiert werden, dass die Treiberstufe 300 nicht auf den Betrieb durch das Verfahren 400 beschränkt ist und die Treiberstufe 300 stattdessen auf andere Weisen betrieben werden könnte, ohne vom Schutzumfang davon abzuweichen. Die im Folgenden besprochene 5 veranschaulicht zum Beispiel ein anderes mögliches Verfahren zum Einstellen der statischen Leistungsversorgungsspannung 314 des Treiberschaltkreises 300.
Unter Bezugnahme auf 4 erzeugt die Steuerung 304 in einem Block 402 das Leistungsversorgungsauswahlsignal 318, um die Leistungsversorgungsspannung 314 zu einem Maximalwert einzustellen, z. B. zu einer maximal möglichen Ausgangsspannung der Leistungsversorgung 312. In einem Block 404 bestimmt die Steuerung 304 die Impedanz der Last 306. Bei einem Beispiel des Blocks 404 (a) steuert die Steuerung 304 die Last 306 mit einem Ausgangssignal 308 an, (b) bestimmt die Steuerung 304 den Spannungs- und Strombetrag des Ausgangssignals 308, von denen einer vorbestimmt sein kann, (c) und bestimmt die Steuerung 304 die Impedanz der Last 306 aus dem Spannungs- und Strombetrag des Ausgangssignals 308. Bei einer speziellen Ausführungsform bestimmt die Steuerung 304 zum Beispiel die Impedanz (Z) der Last 306 unter Verwendung der folgenden Gleichung oder einer Variation davon, wobei I der Strombetrag des Ausgangssignals 308 ist und V der Spannungsbetrag des Ausgangssignals 308 ist: $Z = V / I$
In einem Block 406 bestimmt die Steuerung 304 einen Minimalwert der Leistungsversorgungsspannung 314 (V_{ps_min}), um die erforderliche Spannungsreserve in der Treiberstufe 302 zu erzielen. Bei einer speziellen Ausführungsform bestimmt die Steuerung 304 zum Beispiel V_{ps_min} unter Verwendung der folgenden Formel, wobei I_d der maximale Ansteuerstrombetrag der Treiberstufe 302 ist, Z die Impedanz der Last 306 ist, wie im Block 404 bestimmt, und V_h die minimale erforderliche Spannungsreserve in der Treiberstufe 302 ist: $V_{ps_min} = V_{h} + I_{d} * Z$
In einem Block 408 erzeugt die Steuerung 304 das Leistungsversorgungsauswahlsignal 318, um die Leistungsversorgungsspannung 314 zu einem minimal möglichen statischen Wert einzustellen, der den im Block 406 bestimmten V_{ps_min} erzielt. Bei einer Ausführungsform ist die Leistungsversorgung 312 zum Beispiel dazu ausgelegt, drei diskrete Leistungsversorgungsspannungen 314 bereitzustellen, und die Steuerung 304 erzeugt das Leistungsversorgungsauswahlsignal 318, um eine Minimalste der drei diskreten Leistungsversorgungsspannungen 314 auszuwählen, die den im Block 406 bestimmten V_{ps_min} erzielt. Beispielsweise ist die Leistungsversorgung 312 bei einem beispielhaften Szenario dazu ausgelegt, die Leistungsversorgungsspannung 314 bei einem beliebigen von 5, 10 und 15 Volt bereitzustellen, und die Steuerung 304 bestimmt im Block 406, dass V_{ps_min} 8 Volt beträgt. In diesem beispielhaften Szenario würde die Steuerung 304 das Leistungsversorgungsauswahlsignal 318 derart erzeugen, dass die Leistungsversorgung 312 eine statische Leistungsversorgungsspannung 314 von 10 Volt bereitstellt, die die Minimalste der drei möglichen Leistungsversorgungsspannungen 314 ist, die ein V_{ps_min} von 8 Volt erzielt. Als ein anderes Beispiel ist die Leistungsversorgung 312 bei einer anderen Ausführungsform dazu ausgelegt, eine kontinuierlich variable Leistungsversorgungsspannung 314 bereitzustellen, und die Steuerung 304 steuert die Leistungsversorgung 312 mittels des Leistungsversorgungsauswahlsignals 318 derart, dass die Leistungsversorgungsspannung 314 gleich oder zumindest im Wesentlichen gleich einer statischen Spannung von V_{ps_min} ist.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes mögliches Verfahren 500 zum Einstellen der statischen Leistungsversorgungsspannung 314 des Treiberschaltkreises 300 veranschaulicht, um eine ausreichende Spannungsreserve in der Treiberstufe 302 zu erzielen. Die Steuerung 304 führt das Verfahren 500 zum Beispiel in einem Konfigurationsmodus des Treiberschaltkreises 300 durch, wie etwa beim Start des Treiberschaltkreises 300 oder bei der Einrichtung des Treiberschaltkreises 300, um der Treiberstufe 302 den erforderlichen Betrag der Leistungsversorgungsspannungen 314 als eine statische Leistungsversorgungsspannung bereitzustellen.
In einem Block 502 erzeugt die Steuerung 304 das Leistungsversorgungsauswahlsignal 318, um die Leistungsversorgungsspannung 314 zu einem Minimalwert einzustellen, z. B. zu einer maximal verfügbaren Ausgangsspannung der Leistungsversorgung 312. In einem Block 504 steuert die Treiberstufe 302 die Last 306 an, z. B. durch das Anwenden eines Spannungs- oder Stromausgangssignals 308 an der Last 306, um die Spannung V_L über die Last 306 zu erzeugen. In einem Block 506 bestimmt die Steuerung 304, ob die Treiberstufe 302 eine ausreichende Spannungsreserve aufweist. In einem Beispiel des Blocks 506 bestimmt die Steuerung 304 unter Verwendung des Spannungsreservesignals 320, ob die Treiberstufe 302 eine ausreichende Spannungsreserve aufweist. Falls die Treiberstufe 302 keine ausreichende Spannungsreserve aufweist, erzeugt die Steuerung 304 das Leistungsversorgungsauswahlsignal 318 im Block 508, um den Betrag der Leistungsversorgungsspannung 314 zu inkrementieren, z. B. indem der Betrag der Leistungsversorgungsspannung 314 zu einem nächsthöchsten Wert mehrerer verfügbarer diskreter Ausgangsspannungen der Leistungsversorgungsspannung 314 erhöht wird. Das Verfahren 500 kehrt vom Block 508 zum Block 504 zurück. Andererseits, falls die Treiberstufe 302 ausreichend Reservespannung aufweist, bleibt die Leistungsversorgungsspannung 314 unverändert und das Verfahren 500 geht vom Block 506 zu einem Block 510 über, bei dem die Treiberstufe 302 die Last 306 gemäß dem Eingangssignal 310 ansteuert.
Die Fähigkeit der Steuerung 304, die Leistungsversorgungsspannung 314 zu einem mehrerer verfügbarer Werte einzustellen, hilft dabei, den Treiberschaltkreis 300 für den Impedanzbetrag der Last 306 zu optimieren, und die Fähigkeit, den Treiberschaltkreis 300 zu optimieren, erhöht sich mit der Anzahl verfügbarer Leistungsversorgungsspannungen 314. Das Erhöhen der Anzahl verfügbarer Leistungsversorgungsspannungen 314 kann jedoch die Kosten und/oder Komplexität der Leistungsversorgung 312 unerwünschterweise erhöhen. Der Anmelder hat bestimmt, dass das Konfigurieren der Leistungsversorgung 312, sodass sie in der Lage ist, drei unterschiedliche Leistungsversorgungsspannungen 314 bereitzustellen, ein optimales Gleichgewicht zwischen hoher Leistungsfähigkeit des Treiberschaltkreises 300 und geringen Kosten und geringer Komplexität der Leistungsversorgung 312 bereitstellen kann. 6 ist zum Beispiel ein Graph 600, der eine Verringerung des Treiberstufenleistungsverlustes als eine Funktion der Anzahl von verfügbaren Leistungsversorgungsspannungen veranschaulicht. Der Anmelder erhielt die Daten des Graphen 600 mittels Simulationen. Wie aus dem Graphen 600 bestimmt werden kann, kann das Erhöhen der Anzahl verfügbarer Leistungsversorgungsspannungen von einer auf zwei eine Verringerung von über 40 mW im Treiberstufenleistungsverlust erzielen, und das Erhöhen der Anzahl verfügbarer Leistungsversorgungsspannungen von einer auf drei kann eine Verringerung von über 55 mW im Treiberstufenleistungsverlust erzielen. Das Erhöhen der Anzahl verfügbarer Leistungsversorgungen über drei hinaus erzielt jedoch eine relativ geringe zusätzliche Verringerung im Leistungsverlust. Daher können drei verfügbare Leistungsversorgungsspannungen ein optimales Gleichgewicht zwischen minimalem Leistungsverlust und minimalen Leistungsversorgungskosten/minimaler Leistungsversorgungskomplexität repräsentieren. Dementsprechend ist die Leistungsversorgung 312 bei manchen Ausführungsformen in der Lage, drei unterschiedliche Beträge der Leistungsversorgungsspannung 314 bereitzustellen.
Bei manchen Anwendungen des Treiberschaltkreises 300 kann der Spannungsbetrag der elektrischen Eingangsleistungsquelle 316 variieren. Eine derartige Variation in der Spannung der elektrischen Eingangsleistungsquelle 316 kann bei Ausführungsformen, bei denen die Leistungsversorgung 312 ihre Ausgangsspannung nicht regelt, eine Variation im Betrag der Leistungsversorgungsspannung 314 verursachen. Die Variation im Betrag der Leistungsversorgungsspannung 314 kann problematisch sein, wie etwa, wenn die Variation des Betrags der Leistungsversorgungsspannung 314 eine unzureichende Spannungsreserve in der Treiberstufe 302 verursacht. Daher weisen manche Ausführungsformen des Treiberschaltkreises 300 eine Vorwärtskopplungssteuerfähigkeit auf, bei der der Betrieb der Leistungsversorgung 312 als Reaktion auf eine Spannungsänderung der elektrischen Eingangsleistungsquelle 316 angepasst wird.
7 ist zum Beispiel ein schematisches Diagramm, das einen Treiberschaltkreis 700 mit Vorwärtskopplungssteuerfähigkeit veranschaulicht. Der Treiberschaltkreis 700 ähnelt dem Treiberschaltkreis 300, aber die Steuerung 304 im Treiberschaltkreis 700 ist ferner dazu ausgelegt, den Betrieb der Leistungsversorgung 312 als Reaktion auf eine Änderung in der Spannung 722 der elektrischen Eingangsleistungsquelle 316 anzupassen. Bei manchen Ausführungsformen des Treiberschaltkreises 700 ist die Steuerung 304 zum Beispiel dazu ausgelegt, eine Transferfunktion der Leistungsversorgung 312 mit der Abnahme des Betrags der Spannung 722 linear zu erhöhen, und die Steuerung 304 ist dazu ausgelegt, die Transferfunktion der Leistungsversorgung 312 mit der Zunahme des Betrags der Spannung 722 linear zu verringern. Die Transferfunktion der Leistungsversorgung 312 ist ein Verhältnis des Betrags der Leistungsversorgungsspannung 314 zu dem Betrag der Spannung 722. Falls zum Beispiel die Leistungsversorgung 312 eine Transferfunktion von 0,25 aufweist, wird der Betrag der Leistungsversorgungsspannung 314 ein Viertel des Betrags der Spannung 722 sein. Bei manchen anderen Ausführungsformen des Treiberschaltkreises 700 ist die Steuerung 304 dazu ausgelegt, die Transferfunktion der Leistungsversorgung 312 als Reaktion darauf, dass der Betrag der Spannung 722 einen Schwellenwert durchquert, schrittweise anzupassen. Bei einer speziellen Ausführungsform ist die Steuerung 304 zum Beispiel dazu ausgelegt, die Transferfunktion der Leistungsversorgung 312 als Reaktion darauf, dass der Betrag der Spannung 722 unter einen Schwellenwert fällt, schrittweise zu erhöhen, und die Steuerung 304 ist dazu ausgelegt, die Transferfunktion der Leistungsversorgung 312 als Reaktion darauf, dass der Betrag der Spannung 722 über einen Schwellenwert steigt, schrittweise zu verringern.
Bei speziellen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerung 304 einen digitalen und/oder analogen Schaltkreis. 8 ist zum Beispiel ein schematisches Diagramm, das eine Steuerung 800 veranschaulicht, die eine mögliche Ausführungsform der Steuerung 304 ist. Die Steuerung 800 beinhaltet einen Prozessor 802, einen Speicher 804 und einen Schnittstellenschaltkreis 806. Der Prozessor 802 ist über einen Datenbus 808 kommunikativ mit dem Speicher 804 gekoppelt und der Prozessor 802 ist über einen Datenbus 810 kommunikativ mit dem Schnittstellenschaltkreis 806 gekoppelt. Der Prozessor 802 führt Anweisungen 812 in Form von im Speicher 804 gespeicherter Software und/oder Firmware aus, um die Funktionen der Steuerung 304 durchzuführen. Bei manchen Ausführungsformen führt der Prozessor 802 zum Beispiel die Anweisungen 812 aus, um das Verfahren 400 von 4 oder das Verfahren 500 von 5 auszuführen, und bei manchen Ausführungsformen führt der Prozessor 802 die Anweisungen 812 aus, um die Transferfunktion der Leistungsversorgung 312 auf eine Art und Weise, wie oben unter Bezugnahme auf 7 besprochen, anzupassen. Der Schnittstellenschaltkreis 806 verbindet den Prozessor 802 über eine Schnittstelle mit einem externen Schaltkreis, um z. B. das Spannungsreservesignal 320 und die Spannung 722 zu empfangen und das Leistungsversorgungsauswahlsignal 318 zu übertragen. Bei manchen Ausführungsformen ändert ein Schnittstellensignal 806 zum Beispiel die Form und/oder den Betrag von Signalen zur Kompatibilität des Prozessors 802 mit dem externen Schaltkreis.
Obwohl die Steuerung 304 als ein einzelnes Element veranschaulicht ist, könnte die Steuerung 304 mittels mehrerer Elemente implementiert werden. Zusätzlich dazu ist nicht erforderlich, dass die Steuerung 304 für den Treiberschaltkreis 300 dediziert ist. Im Gegensatz dazu ist die Steuerung 304 bei manchen Ausführungsformen Teil eines größeren Systems, das Funktionen zusätzlich zu dem Steuern von Aspekten des Treiberschaltkreises 300 durchführt.
9 ist zum Beispiel ein schematisches Diagramm, das einen programmierbaren Logik-Controller (PLC) 900 einschließlich eines Treiberschaltkreises 901 veranschaulicht, wobei der Treiberschaltkreis 901 eine Ausführungsform des Treiberschaltkreises 700 von 7 ist. Der Treiberschaltkreis 901 beinhaltet die Treiberstufe 302, einen Prozessor 924, eine serielle Peripherieschnittstelle (SPI) und Steuerlogik 926, einen DAC 928, einen ersten Komparator 930, eine erste Referenz 932, einen zweiten Komparator 934 und eine zweite Referenz 936. Der Prozessor 924, die SPI/Steuerlogik 926, der DAC 928, der erste Komparator 930, die erste Referenz 932, der zweite Komparator 934 und die zweite Referenz 936 bilden zusammen eine Ausführungsform der Steuerung 304. Der Prozessor 924 kann jedoch auch Funktionen durchführen, die sich nicht direkt auf das Ansteuern der Last 306 beziehen. Der Prozessor 924 kann zum Beispiel einen oder mehrere Algorithmen ausführen, um Daten zu erzeugen, die das Eingangssignal 310 bestimmen werden.
Der Prozessor 924 kommuniziert mittels SPI-Signalen 938, die zum Beispiel ein serielles Taktsignal, ein Slave-Auswahlsignal, ein serielles Eingangssignal und ein serielles Ausgangssignal beinhalten, seriell mit der SPI/Steuerlogik 926. Die SPI/Steuerlogik 926 transformiert Daten in serieller Form, die durch den Prozessor 924 erzeugt werden, zu Daten 940 in paralleler Form und der DAC 928 wandelt die Daten 940 in das Eingangssignal 310 um. Der erste Komparator 930 und die erste Referenz 932 erzeugen zusammen das Spannungsreservesignal 320. Insbesondere vergleicht der Komparator 930 ein erstes Spannungssignal 942 mit einem ersten Referenzsignal 944, wobei das erste Spannungssignal 942 die Spannungsreserve in der Treiberstufe 302 repräsentiert und das erste Referenzsignal 944 die erforderliche Spannungsreserve der Treiberstufe 302 repräsentiert. Das erste Referenzsignal 944 wird durch die erste Referenz 932 erzeugt. Der erste Komparator 930 aktiviert das Spannungsreservesignal 320 als Reaktion darauf, dass das erste Spannungssignal 942 über das erste Referenzsignal 944 steigt, was angibt, dass die Treiberstufe 302 eine ausreichende Spannungsreserve aufweist. Der Prozessor 924 erzeugt das Leistungsversorgungsauswahlsignal 318, um die Leistungsversorgung 312 zu steuern, die erforderliche Leistungsversorgungsspannung an die Treiberstufe 302 als eine statische Leistungsversorgungsspannung bereitzustellen, wie etwa auf eine Weise, die der oben unter Bezugnahme auf 4 oder 5 besprochenen ähnelt.
Der zweite Komparator 934 und die zweite Referenz 936 erzeugen zusammen ein Vorwärtskopplungssignal 946, das über die SPI/Steuerlogik 926 und die SPI-Signale 938 kommunikativ mit dem Prozessor 924 gekoppelt ist. Insbesondere erzeugt die zweite Referenz 936 ein zweites Referenzsignal 948 und der zweite Komparator 934 vergleicht die Spannung 722 mit dem zweiten Referenzsignal 948. Der zweite Komparator 934 aktiviert das Vorwärtskopplungssignal 946 als Reaktion darauf, dass die Spannung 722 das zweite Referenzsignal 948 durchquert. Der Prozessor 924 erzeugt das Leistungsversorgungsauswahlsignal 318, sodass bewirkt wird, dass die Leistungsversorgung 312 ihre Transferfunktion als Reaktion auf die Aktivierung des Vorwärtskopplungssignals 946 ändert, wie etwa auf eine Art und Weise, die der oben unter Bezugnahme auf 7 besprochenen ähnelt.
10 ist ein schematisches Diagramm, das eine Treiberstufe 1000 veranschaulicht, wobei die Treiberstufe 1000 eine mögliche Ausführungsform der Treiberstufe 302 ist. Die Treiberstufe 1000 beinhaltet einen ersten Verstärker 1002, einen zweiten Verstärker 1004 und einen Widerstand 1006. Der erste Verstärker 1002 wird von der Leistungsversorgung 312 mit Leistung versorgt und der erste Verstärker 1002 verstärkt eine Differenz zwischen dem Eingangssignal 310 und einem internen Signal 1008, um ein Verstärkerausgangssignal 1010 zu erzeugen. Der zweite Verstärker 1004 wird von einer Leistungsschiene 1012 mit Leistung versorgt und bei manchen Ausführungsformen ist die Leistungsschiene 1012 die gleiche wie die Leistungsversorgungsspannung 314.
Die Treiberstufe 1000 kann entweder in einem Strommodus oder in einem Spannungsmodus arbeiten. Im Strommodus ist das Ausgangssignal 308 ein Stromsignal und der Verstärker 1004 erzeugt das interne Signal 1008 proportional zu einer Spannung V_R über den Widerstand 1006, wobei die Spannung V_R proportional zu dem Strom I_R ist, der durch den Widerstand 1006 fließt. Demzufolge repräsentiert das interne Signal 1008 im Strommodus den Betrag des Stroms I_R. Der Verstärker 1002 verstärkt eine Differenz zwischen dem Eingangssignal 310 und dem internen Signal 1008, um das Ausgangssignal 308 als ein Stromsignal zu erzeugen.
Im Spannungsmodus ist das Ausgangssignal 308 ein Spannungssignal und der zweite Verstärker 1004 erzeugt das interne Signal 1008 derart, dass das interne Signal 1008 proportional zu dem Verstärkerausgangssignal 1010 ist. Demzufolge agiert der erste Verstärker 1002 im Spannungsmodus als ein Puffer, sodass das Ausgangssignal 308 ein Spannungssignal ist, das das Eingangssignal 310 repräsentiert.
Wie oben besprochen, ist die Spannungsreserve die Differenz zwischen der Ansteuerspannung der Treiberstufe 302 und der Spannung V_L über die Last 306. In der Treiberstufe 1000 ist die Ansteuerspannung eine Spannung des Verstärkerausgangssignals 1010 und die Spannung V_L über die Last 306 ist gleich der Spannung des Ausgangssignals 308. Demzufolge ist die Spannungsreserve gleich der Spannung V_R über den Widerstand 1006 in der Treiberstufe 1000.
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 1100 zum Ansteuern einer Last mit einem unbekannten Impedanzbetrag veranschaulicht. In einem Block 1102 wird eine erforderliche Leistungsversorgungsspannung bestimmt, wobei die erforderliche Leistungsversorgungsspannung eine Spannung ist, die für die Treiberstufe zum Ansteuern der Last erforderlich ist. In einem Beispiel des Blocks 1102 bestimmt die Steuerung 304 in einem Konfigurationsmodus des Treiberschaltkreises 300 eine erforderliche Leistungsversorgungsspannung 314 für die Treiberstufe 302 zum Ansteuern der Last 306 mit ausreichender Spannungsreserve (3 oder 7), wie etwa unter Verwendung des Verfahrens 400 (4) oder des Verfahrens 500 (5). In einem Block 1104 wird die Last mittels der Treiberstufe als Reaktion auf ein Eingangssignal angesteuert. In einem Beispiel des Blocks 1104 steuert die Treiberstufe 302 die Last 306 mit dem Ausgangssignal 308 als Reaktion auf das Eingangssignal 310 in einem Ansteuermodus des Treiberschaltkreises 300 an. In einem Block 1106 wird eine Leistungsversorgung gesteuert, die erforderliche Leistungsversorgungsspannung an die Treiberstufe als eine statische Spannung bereitzustellen. In einem Beispiel des Blocks 1104 erzeugt die Steuerung 304 das Leistungsversorgungsauswahlsignal 318, sodass bewirkt wird, dass die Leistungsversorgung 312 in einem Ansteuermodus des Treiberschaltkreises 300 die im Block 1102 bestimmte erforderliche Leistungsversorgungsspannung als die statische Spannung bereitstellt, während die Treiberstufe 302 die Last 306 mit dem Ausgangssignal 308 als Reaktion auf das Eingangssignal 310 ansteuert. In einem Block 1108 wird der Betrieb der Leistungsversorgung als Reaktion auf eine Änderung in einer Spannung einer elektrischen Eingangsleistungsquelle zu der Leistungsversorgung geändert. In einem Beispiel des Blocks 1108 erzeugt die Steuerung 304 das Leistungsversorgungsauswahlsignal 318, um die Transferfunktion der Leistungsversorgung 312 als Reaktion auf eine Abnahme im Betrag der Spannung 722 (7) zu erhöhen. Der Block 1108 kann vom Verfahren 1100 weggelassen werden, ohne von dessen Schutzumfang abzuweichen.
Änderungen können in den obigen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang hiervon abzuweichen. Es sollte somit angemerkt werden, dass der in der obigen Beschreibung enthaltene und in den begleitenden Zeichnungen dargestellte Gegenstand als veranschaulichend und nicht beschränkend interpretiert werden sollte. Die folgenden Ansprüche sollen hierin beschrieben allgemeine und spezifische Merkmale sowie alle Äußerungen des Schutzumfangs des vorliegenden Verfahrens und Systems abdecken, die als Frage der Sprache dazwischen fallend bezeichnet werden könnten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62/769431 [0001]

Claims

Verfahren zum Verwenden eines Treiberschaltkreises zum Ansteuern einer Last mit einem unbekannten Impedanzbetrag, umfassend: in einem Konfigurationsmodus des Treiberschaltkreises, Bestimmen einer erforderlichen Leistungsversorgungsspannung für eine Treiberstufe zum Ansteuern der Last; und in einem Ansteuermodus des Treiberschaltkreises: Ansteuern der Last mittels der Treiberstufe als Reaktion auf ein Eingangssignal, und Steuern einer Leistungsversorgung, der Treiberstufe die erforderliche Leistungsversorgungsspannung als eine statische Spannung bereitzustellen, während die Last mittels der Treiberstufe als Reaktion auf das Eingangssignal angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Bestimmen der erforderlichen Leistungsversorgungsspannung für die Treiberstufe zumindest teilweise basierend auf einer minimalen Leistungsversorgungsspannung, die zum Erzielen einer gewünschten Spannungsreserve in der Treiberstufe benötigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Bestimmen einer Impedanz der Last; Bestimmen einer minimalen Leistungsversorgungsspannung, die zum Erzielen einer gewünschten Spannungsreserve in der Treiberstufe benötigt wird, zumindest teilweise basierend auf der Impedanz der Last; und Bestimmen der erforderlichen Leistungsversorgungsspannung für die Treiberstufe zumindest teilweise basierend auf der minimalen Leistungsversorgungsspannung, die zum Erzielen der gewünschten Spannungsreserve in der Treiberstufe benötigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuern der Leistungsversorgung, die erforderliche Leistungsversorgungsspannung als eine statische Spannung bereitzustellen, ein Steuern der Leistungsversorgung unabhängig vom Betrag der Spannung über die Last umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuern der Leistungsversorgung, die erforderliche Leistungsversorgungsspannung als eine statische Spannung bereitzustellen, ein Auswählen zwischen mehreren Spannungen der Leistungsversorgung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die mehreren Spannungen der Leistungsversorgung mehrere diskrete Spannungen der Leistungsversorgung umfassen.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die mehreren diskreten Spannungen der Leistungsversorgung aus drei Spannungen der Leistungsversorgung bestehen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Last eine ohmsche Last ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend Erzeugen des Eingangssignals unter Verwendung eines Digital-Analog-Wandlers (DAC).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend Ansteuern der Last mit einem Spannungssignal unter Verwendung der Treiberstufe.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend Ansteuern der Last mit einem Stromsignal unter Verwendung der Treiberstufe.
Treiberschaltkreis, umfassend: eine erste Treiberstufe, die dazu ausgelegt ist, eine Last als Reaktion auf ein Eingangssignal anzusteuern; und eine Steuerung, die ausgelegt ist zum: Bestimmen einer erforderlichen Leistungsversorgungsspannung für die erste Treiberstufe zum Ansteuern der Last, in einem Konfigurationsmodus des Treiberschaltkreises, und Steuern einer Leistungsversorgung, der ersten Treiberstufe die erforderliche Leistungsversorgungsspannung als eine statische Spannung bereitzustellen, während die erste Treiberstufe die Last als Reaktion auf das Eingangssignal ansteuert, in einem Ansteuermodus des Treiberschaltkreises.
Treiberschaltkreis nach Anspruch 12, wobei die Steuerung ferner dazu ausgelegt ist, die erforderliche Leistungsversorgungsspannung für die erste Treiberstufe zumindest teilweise basierend auf einer minimalen Leistungsversorgungsspannung, die zum Erzielen einer gewünschten Spannungsreserve in der ersten Treiberstufe benötigt wird, zu bestimmen.
Treiberschaltkreis nach Anspruch 13, wobei die Steuerung ferner ausgelegt ist zum: Bestimmen einer Impedanz der Last; Bestimmen einer minimalen Leistungsversorgungsspannung, die zum Erzielen einer gewünschten Spannungsreserve in der Treiberstufe benötigt wird, zumindest teilweise basierend auf der Impedanz der Last; und Bestimmen der erforderlichen Leistungsversorgungsspannung für die Treiberstufe zumindest teilweise basierend auf der minimalen Leistungsversorgungsspannung, die zum Erzielen der gewünschten Spannungsreserve in der Treiberstufe benötigt wird.
Treiberschaltkreis nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Steuerung ferner dazu ausgelegt ist, die Leistungsversorgung unabhängig vom Betrag der Spannung über die Last zu steuern.
Treiberschaltkreis nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Steuerung ferner dazu ausgelegt ist, die Leistungsversorgung zu steuern, der ersten Treiberstufe die erforderliche Leistungsversorgungsspannung als eine statische Spannung bereitzustellen, indem zwischen mehreren Spannungen der Leistungsversorgung ausgewählt wird.
Treiberschaltkreis nach Anspruch 16, wobei die mehreren Spannungen der Leistungsversorgung mehrere diskrete Spannungen der Leistungsversorgung umfassen.
Treiberschaltkreis nach Anspruch 17, wobei die mehreren diskreten Spannungen der Leistungsversorgung aus drei Spannungen der Leistungsversorgung bestehen.
Treiberschaltkreis nach einem der Ansprüche 12 bis 18, ferner umfassend einen Digital-Analog-Wandler (DAC), der dazu ausgelegt ist, das Eingangssignal zu erzeugen.
Treiberschaltkreis nach einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei der Treiberschaltkreis in einem programmierbaren Logik-Controller (PLC) integriert ist.