DE102021131544A1

DE102021131544A1 - Phasen-sequenzielles Formen einer gewünschten Frequenzverteilung eines Multiphasenwandlers

Info

Publication number: DE102021131544A1
Application number: DE102021131544.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Scheibe; Marcel Schulze Forsthövel
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2021-12-01
Filing date: 2021-12-01
Publication date: 2023-06-01
Also published as: WO2023099273A1; CN118318380A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Multiphasenwandlers (10), insbesondere zum Formen einer gewünschten Frequenzverteilung (Sj) bei dem Multiphasenwandler (10), aufweisend:- Bestimmen einer Form (Fi) eines Ausgangsstromes (lout) innerhalb eines Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10), die eine gewünschte Frequenzabfolge (fj) aufweist, die zu einer gewünschten Frequenzverteilung (Sj) führt,- Schalten von einzelnen Phasen (Pn) innerhalb des Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10), um die bestimmte Form (Fi) des Ausgangsstromes (lout) am Ausgang des Multiphasenwandlers (10) zu erhalten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Multiphasenwandlers, insbesondere zum Formen einer gewünschten Frequenzverteilung durch gezielte Frequenzabfolge bei dem Multiphasenwandler, bspw. bei einer Verwendung zu einer Energieversorgung in einem Fahrzeug nach dem unabhängigen Verfahrensanspruch. Zudem betrifft die Erfindung eine entsprechende Steuereinheit nach dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch und ein korrespondierendes Computerprogrammprodukt nach dem unabhängigen Produktanspruch. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Multiphasenwandler.
Vor allem in Fahrzeugen mit elektrischen Antrieben, kommt zumeist mehr als ein Bordnetz zum Einsatz, z.B. 12V und 48V oder 400V. Um die unterschiedlichen Spannungen auf den verschiedenen Bordnetzen zu versorgen oder zu stabilisieren, werden zumeist DC/DC-Schaltwandler, bspw. in Form von Multiphasenwandler, zwischen den Bordnetzen eingesetzt. Beim Betrieb von DC/DC-Schaltwandlern entstehen naturgemäß Störungen, z.B. im Frequenzbereich von Radiosendern, die abgestrahlt oder auf den Versorgungsleitungen weitergegeben werden können und die Funktionsweise anderer Verbraucher im Bordnetz beeinträchtigen können.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Betreiben eines Multiphasenwandlers, insbesondere zum Formen einer gewünschten Frequenzverteilung bei dem Multiphasenwandler, z. B. zur Verwendung bei einer Energieversorgung in einem Fahrzeug, bereitzustellen, welches die oben genannten Nachteile zumindest zum Teil überwindet. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Multiphasenwandlers, insbesondere zum Formen einer gewünschten Frequenzverteilung bei dem Multiphasenwandler, bereitzustellen, welches die Störleistung im Betrieb des Multiphasenwandlers auf mehrere Frequenzen, verteilt und welches die Störungen bei benachbarten Vorrichtungen reduziert. Vorzugsweise ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Multiphasenwandlers, insbesondere zum Formen einer gewünschten Frequenzverteilung bei dem Multiphasenwandler, bereitzustellen, welches eine verkleinerte Stromwelligkeit und/oder niedrigere Stromspitzen beim Betrieb des Multiphasenwandlers bewirkt, welches den Aufwand zum Abschirmen des Multiphasenwandlers vermindert und welches den Aufwand zur Filterung von ungewünschten Frequenzen reduziert. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Steuereinheit und ein korrespondierendes Computerprogrammprodukt bereitzustellen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch: ein Verfahren zum Betreiben eines Multiphasenwandlers, insbesondere zum Formen einer gewünschten Frequenzverteilung bei dem Multiphasenwandler, bspw. bei einer Verwendung zu einer Energieversorgung in einem Fahrzeug, mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruches. Ferner wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch: eine entsprechende Steuereinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruches. Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch: ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des unabhängigen Produktanspruches. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit einzelnen Aspekten der Erfindung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit den anderen Aspekten und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die Erfindung stellt bereit: ein Verfahren zum Betreiben eines Multiphasenwandlers, insbesondere zum Formen einer gewünschten Frequenzverteilung (bspw. in Form eines diskreten oder kontinuierlichen gewünschten Frequenzspektrums) bei dem Multiphasenwandler, bspw. bei einer Verwendung zu einer Energieversorgung in einem Fahrzeug, aufweisend:

- Bestimmen einer, bspw. aperiodischen, Form eines Ausgangsstromes (bzw. einer Form des Signals, welches für den Ausgangsstrom spezifisch ist) innerhalb eines Schaltzyklus des Multiphasenwandlers, die eine gewünschte Frequenzabfolge aufweist, die wiederum zu einer (entsprechenden) gewünschten Frequenzverteilung führt,
- Schalten von einzelnen Phasen innerhalb des Schaltzyklus des Multiphasenwandlers, um die bestimmte Form des Ausgangsstromes am Ausgang des Multiphasenwandlers zu erhalten.

Die Erfindung erkennt, dass die Form des Ausgangsstromes am Ausgang des Multiphasenwandlers die Frequenzen der Störsignale im Betreib des Multiphasenwandlers bedingt. Bei den bekannten Verfahren zum Betreiben von Multiphasenwandler weist die Frequenzverteilung der Störsignale zumeist wenige, aber dafür stark ausgeprägte Störfrequenzen auf oder aber die Verteilung ist nicht optimal oder es kommt zu ungünstigen Überhöhungen oder Welligkeiten in der Stromform. Da die Störfrequenzen von der Form des Ausgangsstromes bedingt werden, kann durch Anpassung der Form des Ausgangsstromes die Frequenzverteilung der Störsignale beeinflusst werden.
Der Erfindungsgedanke liegt dabei darin, eine solche Form des Ausgangsstromes am Ausgang des Multiphasenwandlers im Voraus bestimmt und dem Multiphasenwandler, insbesondere durch Schalten von einzelnen Phasen innerhalb des Schaltzyklus des Multiphasenwandlers, vorgegeben wird, dass eine gewünschte Frequenzverteilung der Störsignale erhalten wird. Vorteilhafterweise kann dadurch die Störleistung auf mehrere Frequenzen, möglichst vergleichmäßigt oder an die Grenzwerte angepasst zwischen den einzelnen Frequenzen, verteilt werden. Auf diese Weise können die Störungen bei benachbarten Vorrichtungen erheblich reduziert werden. Zugleich können dadurch der Aufwand zum Abschirmen des Multiphasenwandlers und der Aufwand zur Filterung von ungewünschten Störfrequenzen reduziert werden. Vorteilhafterweise kann die Form des Ausgangsstromes so bestimmt werden, dass der Ausgangsstrom verkleinerte Stromspitzen und/oder weniger Rippeln aufweist.
Eine gewünschte Frequenzverteilung im Sinne der Erfindung kann die Störleistung möglichst gleichmäßig über möglichst viele Störfrequenzen verteilen, sodass die Störleistung auf einzelnen Frequenzen nicht zu hoch ist.
Eine gewünschte Frequenzverteilung im Sinne der Erfindung kann weiterhin die Störleistung bei bestimmten ausgewählten Frequenzen deutlich reduzieren. Folglich werden benachbarte Vorrichtungen, die durch diese ausgewählten Frequenzen in ihrer Funktion gestört werden, möglichst wenig EMV-Störungen bis gar keine Störungen mehr erfahren.
Noch weiter kann es im Rahmen der Erfindung vorteilhaft sein, wenn die gewünschten Frequenzverteilungen und/oder ausgewählte zu vermeidende Störfrequenzen flexibel und/oder adaptiv festgelegt werden können. Hierzu kann die Erfindung unterschiedliche Formen des Ausgangsstromes für unterschiedliche gewünschte Frequenzverteilungen und/oder ausgewählte zu vermeidende Störfrequenzen bestimmen.
Die Form des Ausgangsstromes kann bspw. rechnerisch bestimmt werden, z. B. aus einer gewünschten Frequenzverteilung umgerechnet werden.
Vom Rechenaufwand kann es vorteilhaft sein, wenn die Form des Ausgangsstromes empirisch bzw. messtechnisch bestimmt wird. Hierzu kann der Multiphasenwandler innerhalb eines Schaltzyklus auf unterschiedliche Weise geschaltet werden, um unterschiedliche Formen des Ausgangsstromes zu erhalten. Von den unterschiedlichen Formen des Ausgangsstromes können entsprechende Frequenzverteilungen abgeleitet werden. Auf diese Weise können die Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Formen des Ausgangsstromes und entsprechenden Frequenzverteilungen messtechnisch erfasst werden. Anschließend kann die Form des Ausgangsstromes ausgewählt werden, die einer gewünschten Frequenzverteilung entspricht oder am nächsten kommt.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die bestimmte Form des Ausgangsstromes innerhalb des Schaltzyklus des Multiphasenwandlers derart vorgegeben wird, dass die Störleistung bei einer bestimmten, bspw. im Vergleich zu anderen Frequenzen erhöhten, Frequenz in der gewünschten Frequenzverteilung auf andere, bspw. benachbarte, Frequenzen verteilt wird, und/oder dass die Störleistung bei einer bestimmten, bspw. im Vergleich zu anderen Frequenzen niedrigeren, Frequenz in der gewünschten Frequenzverteilung erhöht wird. Auf diese Weise kann die Störleistung im Betrieb des Multiphasenwandlers sozusagen von den Spitzen auf die Täler in der Frequenzverteilung umverteilt werden. Außerdem kann die Störleistung dadurch von einigen ausgeprägten Störfrequenzen auf mehrere weniger ausgeprägte Störfrequenzen umverteilt werden. Dabei kann man auch vom Spreizen von Störfrequenzen reden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die bestimmte Form des Ausgangsstromes innerhalb des Schaltzyklus des Multiphasenwandlers derart vorgegeben wird, dass unerwünschte Spitzen in der Form des Ausgangsstromes bei den einzelnen Phasen abgeflacht werden. Auf diese Weise kann die Entstehung von Schwingungen unterhalb der Schaltfrequenz reduziert oder verhindert werden. Diese Schwingungen können andernfalls für Probleme bei der Regelung des Schaltwandlers sorgen, Mehraufwand für die Pufferung des Ausgangsstroms erzeugen oder akustisch hörbar sein.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die bestimmte Form des Ausgangsstromes innerhalb des Schaltzyklus des Multiphasenwandlers derart vorgegeben wird, dass die Stromrippel in der Form des Ausgangsstromes auf unterschiedliche (Stör-)Frequenzen verteilt werden. Auf diese Weise kann die Störleistung auf mehrere Störfrequenzen verteilt werden. Insgesamt betrachtet kann dadurch die Störleistung über mehrere Störfrequenzen vergleichmäßigt werden.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die bestimmte Form des Ausgangsstromes innerhalb des Schaltzyklus des Multiphasenwandlers eine aperiodische Form aufweist. Somit kann auf eine einfache Art und Weise die Konzentration der Störleistung auf eine oder wenige ausgeprägte Störfrequenzen vermieden und die Verteilung der Störleistung auf mehrere Frequenzen begünstigt werden.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Schalten von Phasen innerhalb des Schaltzyklus des Multiphasenwandlers von Phase zu Phase mit unterschiedlichen und/oder modulierten Schaltzeiten zwischen den Phasen erfolgt. Dadurch, dass man auch innerhalb der Zyklen Frequenzsprünge einbaut, verhindert man, dass in der Stromform Dreiecke mit gleicher Frequenz aufeinander folgend wiederholt werden. Auf diese Weise kann insbesondere bewirkt werden, dass bereits in einem Schaltzyklus des Multiphasenwandlers eine solche Form des Ausgangsstromes kreiert wird, die möglichst viele unterschiedliche Störfrequenzen abdeckt. Wenn die Schaltzyklen wiederum periodisch wiederholt werden, kann die bestimmte Form des Ausgangsstromes von Schaltzyklus zu Schaltzyklus eine Figur beschreiben. Zudem können die Figuren nach Ablauf einer bestimmten Anzahl an Schaltzyklen variiert werden. Auf diese Weise kann ein verbessertes Verteilen der Störleistung auf eine erhöhte Anzahl an Störfrequenzen ermöglicht werden.
Zudem kann vorgesehen sein, dass das Schalten von Phasen innerhalb des Schaltzyklus des Multiphasenwandlers von Phase zu Phase mit unterschiedlichen An-Zeiten und/oder verschiedenen Aus-Zeiten von Schaltern innerhalb der einzelnen Phasen (Pn) erfolgt. Auf diese Weise können erweiterte Modulationsmöglichkeiten zum Formen des Ausgangsstromes und somit zum Abbilden einer gewünschten Frequenzverteilung zur Verfügung gestellt werden. Auf diese Weise kann die Störleistung über mehrere Störfrequenzen mit mehr Flexibilität verteilt werden.
Vorteilhafterweise kann beim Schalten von Phasen innerhalb des Schaltzyklus des Multiphasenwandlers von Phase zu Phase mit steigenden, fallenden oder zufälligen Schaltzeiten zwischen den Phasen erfolgen. Durch die steigenden Zeiten zwischen den Phasen kann auf eine einfache Art und Weise bewirkt werden, dass bei der Form des Ausgangsstromes mehrere unterschiedliche Frequenzen abgedeckt werden.
Beispielsweise können innerhalb der Schaltzeiten zwischen den Phasen gleiche An-Zeiten und Aus-Zeiten geschaltet werden. Somit kann steuerungstechnisch eine einfache Lösung bereitgestellt werden.
Außerdem ist es aber auch denkbar, dass innerhalb der Schaltzeiten zwischen den Phasen reduzierten An-Zeiten und verlängerten Aus-Zeiten oder umgekehrt geschaltet werden können. Auf diese Weise können bei der Form des Ausgangsstromes die Schwankungen des gleitenden Mittelwerts reduziert werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die bestimmte Form des Ausgangsstromes innerhalb des Schaltzyklus des Multiphasenwandlers mehrere Stromrippel bei den einzelnen Phasen bildet, wobei die Stromrippel bei den einzelnen Phasen unterschiedliche Höhen und/oder unterschiedliche Tiefen aufweisen. Mithilfe von unterschiedlichen Höhen in der Form des Ausgangsstromes können verschiedene Frequenzen abgedeckt werden. Mithilfe von unterschiedlichen Tiefen in der Form des Ausgangsstromes können Schwankungen des gleitenden Mittelwerts reduziert werden. Zusammenfassend kann dadurch eine verbesserte Gestaltung der Form des Ausgangsstromes ermöglicht werden, um eine gewünschte Frequenzverteilung möglichst genau zu treffen.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Stromrippel bei den einzelnen Phasen innerhalb des Schaltzyklus des Multiphasenwandlers von Phase zu Phase stetig ansteigen oder abfallen, sodass die bestimmte Form des Ausgangsstromes von Schaltzyklus zu Schaltzyklus des Multiphasenwandlers eine vorgegebene geometrische Figur, bspw. einen, insbesondere geneigten, Zickzack und/oder Sägezahn, bildet. Dadurch kann eine steuerungstechnisch einfache Lösung geschaffen werden, mithilfe von welcher die Störleistung von einigen wenigen ausgeprägten Frequenzen auf benachbarte Frequenzen umverteilt werden kann.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die gewünschte Frequenzabfolge innerhalb des Schaltzyklus des Multiphasenwandlers moduliert wird. Besonders einfach und vorteilhaft kann die Modulation mithilfe einer Zufallsverteilung bei der gewünschten Frequenzabfolge erfolgen. Somit kann bereits innerhalb eines Schaltzyklus eine Umverteilung der Störleistung bewirkt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die gewünschte Frequenzabfolge innerhalb des Schaltzyklus des Multiphasenwandlers einfachheitshalber eine Zufallsverteilung aufweisen.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die gewünschte Frequenzabfolge von Schaltzyklus zu Schaltzyklus, insbesondere zusätzlich, variiert wird. Auf diese Weise kann eine Umverteilung der Störleistung auf weitere Frequenzen und/oder eine verfeinerte Umverteilung der Störleistung bewirkt werden.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die gewünschte Frequenzabfolge innerhalb des Schaltzyklus des Multiphasenwandlers eine steigende oder fallende Flanke aufweist, und/oder dass die gewünschte Frequenzabfolge zwischen den Schaltzyklen des Multiphasenwandlers fällt oder ansteigt. Auf diese Weise kann eine steuerungstechnisch einfache Lösung geschaffen werden, mithilfe von welcher die Störleistung von einigen wenigen ausgeprägten Frequenzen auf benachbarte Frequenzen umverteilt werden kann.
Zudem kann vorgesehen sein, dass die bestimmte Form des Ausgangsstromes von Schaltzyklus zu Schaltzyklus des Multiphasenwandlers, insbesondere zusätzlich, variiert wird. Auf diese Weise kann eine erweiterte Möglichkeit zur Modulation der Frequenzverteilung bereitgestellt werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die bestimmte Form des Ausgangsstromes innerhalb einer Anzahl an Schaltzyklen periodisch wiederholt wird. Auf diese Weise kann eine noch tiefer gehende Möglichkeit zur Modulation der Frequenzverteilung bereitgestellt werden.
Vorteilhafterweise kann das Verfahren zum Spreizen von Störfrequenzen bei einer Verwendung des Multiphasenwandlers zu einer Energieversorgung in einem Fahrzeug verwendet werden. Auf diese Weise können die elektrischen Verbraucher im Fahrzeug vor Störfrequenzen, insbesondere im Radiobereich, geschützt werden.
Nach einem weiteren Vorteil kann das Verfahren eine adaptive Steuerung beim Betreiben des Multiphasenwandlers in Abhängigkeit von vorgegebenen Störfrequenzwerten bereitstellen. Insbesondere kann die adaptive Steuerung unterschiedliche Formen des Ausgangsstromes und somit unterschiedliche Frequenzverteilungen für verschiedene vorgegebene Störfrequenzwerte bereitstellen. Auf diese Weise kann das Verfahren flexibel zwischen bestimmten zu vermeidenden Störfrequenzwerten umschalten. Somit können insbesondere Radiosendungen beim Umschalten von Radiosendern gezielt und effizient von Störungen geschützt werden.
Im Allgemeinen kann es vorteilhaft sein, wenn das Verfahren unterschiedliche Formen des Ausgangsstromes für verschiedene gewünschte Frequenzverteilungen bereitstellt.
Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, wenn das Verfahren unterschiedliche Formen des Ausgangsstromes für verschiedene vorgegebene Wirkungsgradanforderungen an den Multiphasenwandler bereitstellt. Hierzu kann das Verfahren die Verluste anpassen, die beim Schalten zwischen den einzelnen Phasen entstehen und die wiederum den Wirkungsgrad beeinflussen können. Die Verluste können durch Anpassen der Häufigkeit der Schaltung und durch die Höhe der Stromwelligkeit variiert werden.
Vorteilhafterweise kann das Verfahren mithilfe eines Multiphasenwandlers durchgeführt werden, der gekoppelte Phasenspulen aufweist. Auf diese Weise können Lade- und Entlade-Vorgänge in den einzelnen Phasen gekoppelt werden. Somit können bspw. die Stromrippel oder Bauteilgrößen reduziert werden.
Ferner stellt die Erfindung bereit: eine entsprechende Steuereinheit zum Betreiben eines Multiphasenwandlers, aufweisend eine Speichereinheit, in welcher ein Code hinterlegt ist, und eine Recheneinheit, die bei der Ausführung des Codes das Verfahren durchführt, welches wie oben beschrieben ablaufen kann. Mithilfe der erfindungsgemäßen Steuereinheit können die gleichen Vorteile erreicht werden, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
Weiterhin stellt die Erfindung bereit: ein entsprechendes Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts durch einen Computer, bspw. durch die Recheneinheit der erfindungsgemäßen Steuereinheit, diesen veranlassen, das Verfahren durchzuführen, welches wie oben beschrieben ablaufen kann. Mithilfe des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts können die gleichen Vorteile erreicht werden, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird auch vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
Schließlich wird die vorstehende Aufgabe durch einen Multiphasenwandler mit einer vorstehend beschriebenen Steuereinheit beschrieben. Der Multiphasenwandler kann zum Einbau in ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug oder ein elektrisch betriebenes Fahrzeug ausgebildet sein.
Optional wird die Aufgabe durch ein Fahrzeug mit einem solchen Multiphasenwandler gelöst.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine beispielhafte Darstellung eines Multiphasenwandlers im Rahmen der vorliegenden Offenbarung,
2 eine beispielhafte Darstellung eines Eingangsstromes am Eingang eines beispielhaften Multiphasenwandlers mit zwei Schaltphasen,
3 eine beispielhafte Darstellung eines Ausgangsstromes am Ausgang eines beispielhaften Multiphasenwandlers mit zwei Schaltphasen,
4 eine beispielhafte Darstellung möglicher zeitlicher Frequenzabfolgen eines Ausgangsstroms und der korrespondierenden Störleistungsverteilung über die Frequenz,
5 eine beispielhafte Darstellung eines bestimmten Ausgangsstromes im Rahmen der vorliegenden Offenbarung und die korrespondierenden Schaltzustände eines beispielhaften Multiphasenwandlers mit vier Schaltphasen, und
6 eine weitere beispielhafte Darstellung eines möglichen bestimmten Ausgangsstromes im Rahmen der vorliegenden Offenbarung und die korrespondierenden Schaltzustände eines beispielhaften Multiphasenwandlers mit vier Schaltphasen.

Die in unterschiedlichen Figuren gezeigten Merkmale und Details der vorliegenden Offenbarung, die mit ausgewählten Bezugszeichen versehen wurden, werden in Verbindung mit unterschiedlichen Figuren einheitlich benutzt.
Die 1 zeigt einen beispielhaften Multiphasenwandler 10, der mithilfe eines Verfahrens im Sinne der Erfindung auf eine vorteilhafte Weise betrieben werden kann. Der Multiphasenwandler 10 kann bspw. als ein Multiphasen-Abwärtswandler, auch Multiphasen-Tiefsetzsteller, Multiphasen-Abwärtsregler, engl. „multiphase step-down converter“ oder „multiphase buck converter“ betrieben werden. Darüber hinaus kann der Multiphasenwandler 10 als ein Multiphasen-Aufwärtswandler, auch Multiphasen-Hochsetzsteller, Multiphasen-Aufwärtsregler, engl. „multiphase step-up-converter“ oder „multiphase boost converter“ betrieben werden. Es sind auch Ausführungen möglich, die nur einen reinen Betrieb als Aufwärts- oder Abwärtswandler erlauben. Der Multiphasenwandler 10 kann bspw. mindestens zwei oder mehr Schaltstufen aufweisen, denkbar sind z. B. vier Schaltstufen, sechs Schaltstufen o.Ä.
In den 2 und 3 ist am Beispiel eines Multiphasenwandlers 10 mit zwei Schaltphasen P1, P2 das Funktionsprinzip des Multiphasenwandlers 10 erklärt, wenn der Multiphasenwandler 10 gemäß bekannten Verfahren mit konstanten Schaltzeiten und mit Phasenversatz betrieben wird.
Die 2 zeigt in den oberen zwei Funktionen eine beispielhafte Verteilung (lin1, lin2) eines Eingangsstromes lin am Eingang des Multiphasenwandlers 10 über zwei Schaltphasen. Die unteren zwei Funktionen zeigen mithilfe von gestrichelten Linien, wie der Eingangsstrom lin am Eingang des Multiphasenwandlers 10 ohne die Aufteilung auf zwei Schaltphasen sein würde.
Die 3 zeigt in den oberen zwei Funktionen die Schaltzustände SW1, SW2 der zwei Schaltphasen P1, P2, die mit konstanten Schaltzeiten, ohne sog. Jitter, betrieben werden. Die unteren zwei Funktionen zeigen, wie sich der Strom I an den Spulen L der Phasen einzeln (I_L1, I_L2) und in der Summe (I_L1 + t_L2) verhält. Der resultierende Ausgangsstrom lout zeigt eine Form F des Ausgangsstromes lout mit mehreren Stromrippeln n bei den einzelnen Phasen P1, P2, wobei die Stromrippel n alle gleich sind. Der Ausgangsstrom lout kann als Rippelstrom (engl. „ripple current“) oder überlagerter Wechselstrom bezeichnet werden. Eine solche Form F des Ausgangsstromes lout bewirkt allerdings hohe EMV-Störungen bei einer n-fachen Phasen-Schalt-Frequenz (f=1/T). EMV steht dabei für die elektromagnetische Verträglichkeit. Ein solcher Multiphasenwandler 10 kann somit andere Vorrichtungen durch ungewollte elektrische oder elektromagnetische Effekte stören.
Die Erfindung reduziert die oben beschriebene Problematik in einem erheblichen Maße. Wie es die 5 und 6 beispielhaft erklären, stellt die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Multiphasenwandlers 10, insbesondere zum Formen einer gewünschten Frequenzverteilung Sj bei dem Multiphasenwandler 10, z. B. zur Verwendung bei einer Energieversorgung in einem Fahrzeug, bereit, welches die Störleistung im Betreib des Multiphasenwandlers auf mehrere Frequenzen, vorzugsweise vergleichmäßigt, verteilt und welches die Störungen bei benachbarten Vorrichtungen wesentlich reduziert. Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Verfahren bewirken, dass verkleinerte Stromspitzen und/oder weniger Rippelstrom beim Betrieb des Multiphasenwandlers entstehen, dass der Aufwand zum Abschirmen des Multiphasenwandlers reduziert und dass der Aufwand zur Filterung von ungewünschten Frequenzen vermindert wird. Zudem stellt die Erfindung eine entsprechende Steuereinheit und ein korrespondierendes Computerprogrammprodukt bereit.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Multiphasenwandlers 10, insbesondere zum Formen einer gewünschten Frequenzverteilung Sj (bzw. eines gewünschten Frequenzspektrums) bei dem Multiphasenwandler 10. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhafterweise bei einer Verwendung zu einer Energieversorgung in einem Fahrzeug verwendet werden.
Wie es die 5 und 6 andeuten, umfasst das Verfahren folgende Schritte auf:

- Bestimmen einer, bspw. aperiodischen, Form Fi eines Ausgangsstromes lout innerhalb eines Schaltzyklus Zi des Multiphasenwandlers 10, die eine gewünschte Frequenzabfolge fj aufweist, die wiederum zu einer (entsprechenden) gewünschten Frequenzverteilung Sj führt,
- Schalten von einzelnen Phasen Pn innerhalb des Schaltzyklus Zi des Multiphasenwandlers 10, um die bestimmte Form Fi des Ausgangsstromes lout am Ausgang des Multiphasenwandlers 10 zu erhalten.

Die 5 und 6 zeigen lediglich beispielhaft einen Schaltzyklus Zi mit vier Schaltphasen P1, P2, P3, P4. Das erfindungsgemäße Verfahren kann allerdings auf einen Multiphasenwandler 10 mit einer beliebigen Anzahl von Schaltphasen Pn größer 2 angewendet werden.
Die Anzahl n der Schaltphasen kann somit von 2 bis N sein, wobei N eine natürliche Zahl größer 2 ist.
Die Anzahl i der Schaltzyklen Zi kann von 1 bis M sein, wobei M eine natürliche Zahl größer 1 ist.
Die Form Fi des Ausgangsstromes lout kann bei den unterschiedlichen Schaltzyklen Zi gleich bleiben oder variiert werden.
Zudem kann die Form Fi des Ausgangsstromes lout eine bestimmte Anzahl an Schaltzyklen Zi variiert werden und dann wieder wiederholt werden.
Wenn die Schaltzyklen Zi wiederum periodisch wiederholt werden, kann die bestimmte Form F des Ausgangsstromes lout von Schaltzyklus Zi zu Schaltzyklus Zi+1 eine Figur (bspw. einen Zickzack und/oder Sägezahn) beschreiben. Zudem können die Figuren nach Ablauf einer bestimmten Anzahl an Schaltzyklen Zi variiert werden.
Wie es die 4 verdeutlicht, bildet die jeweilige Frequenzverteilung Sj ein Frequenzspektrum mit spektralen Linien einer bestimmten Amplitude A auf den in dem Frequenzspektrum vorhandenen Frequenzen.
Wie es die 4 zeigt, bedingt die Form der Frequenzabfolge fj des Ausgangsstromes lout am Ausgang des Multiphasenwandlers 10 die Frequenzen f der Störsignale im Betreib des Multiphasenwandlers 10. Wie es in der dritten Grafik von oben in der 4 zu erkennen ist, weist die gezeigte Frequenzverteilung Sj der Störsignale, die einer bekannten Betriebsweise des Multiphasenwandlers 10 entspricht, bestimmte ausgeprägte Störfrequenzen f auf. Aus der 4 ist ersichtlich, dass, wenn die Form der Frequenzabfolge fj des Ausgangsstromes lout verändert wird, die Frequenzverteilung Sj ebenfalls verändert werden kann.
Die Frequenzabfolge fj der Störsignale im Rahmen der Erfindung kann die ausgeprägten Störfrequenzen f in der entsprechenden Frequenzverteilung Sj abbilden.
Die Erfindung schlägt vor, durch Anpassung der Form F des Ausgangsstromes lout die Frequenzabfolge fj der Störsignale gezielt zu beeinflussen, um eine gewünschte Frequenzverteilung Sj zu erhalten.
Hierzu kann die Form F des Ausgangsstromes lout am Ausgang des Multiphasenwandlers 10 im Voraus bestimmt und dem Multiphasenwandler 10, insbesondere durch Schalten von einzelnen Phasen Pn innerhalb des Schaltzyklus Zi des Multiphasenwandlers 10, vorgegeben werden. Mithilfe der Erfindung kann somit die Störleistung auf mehrere Frequenzen f, möglichst vergleichmäßigt zwischen den einzelnen Frequenzen f, verteilt werden. Mithilfe der Erfindung können somit hohe EMV-Störungen bei benachbarten Vorrichtungen erheblich reduziert werden. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung erwächst dadurch, dass der Aufwand zum Abschirmen des Multiphasenwandlers 10 und der Aufwand zur Filterung von ungewünschten Frequenzen f ebenfalls erheblich reduziert werden kann.
Eine gewünschte Frequenzverteilung Sj (bzw. ein gewünschtes Frequenzspektrum) im Sinne der Erfindung verteilt die Störleistung möglichst gleichmäßig über möglichst mehrere Frequenzen f, sodass die Störleistung auf einzelnen ausgeprägten Frequenzen f reduziert wird.
Die Anzahl j der einzelnen Frequenzen f in der gewünschten Frequenzabfolge fj kann von 1 bis K sein, wobei K eine natürliche Zahl ist.
Eine gewünschte Frequenzverteilung Sj im Sinne der Erfindung kann weiterhin die Störleistung bei bestimmten ausgewählten Frequenzen f gar vermeiden, d. h. das Auftreten von diesen ausgewählten Frequenzen f in der gewünschten Frequenzabfolge fj vermeiden. Die Vorrichtungen, die durch diese ausgewählten Frequenzen f in ihrer Funktion gestört werden, werden somit die EMV-Störungen erheblich abgeschwächt bis gar nicht erfahren.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass mehrere gewünschte Frequenzverteilungen Sjbereitgestellt werden können, die bspw. unterschiedliche ausgewählte Frequenzen f vermeiden können. Der Multiphasenwandler 10 kann folglich flexibel und/oder adaptiv gesteuert werden, um mehrere Frequenzverteilungen Sjje nach Betriebsmodus bereitzustellen. Für jede der mehreren Frequenzverteilungen Sjkann die Erfindung unterschiedliche Formen F des Ausgangsstromes lout am Ausgang des Multiphasenwandlers 10 bestimmen.
Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass die Form F des Ausgangsstromes lout bspw. rechnerisch bestimmt wird, bspw. aus einer gewünschten Frequenzabfolge fj umgerechnet wird.
Vom Rechenaufwand kann es jedoch vorteilhaft sein, wenn die Form F des Ausgangsstromes lout empirisch bzw. messtechnisch bestimmt wird. Zum messtechnischen Bestimmen der Form F des Ausgangsstromes lout kann der Multiphasenwandler 10, bspw. im Rahmen eines Testbetriebes, jeweils innerhalb eines Schaltzyklus Z auf unterschiedliche Weise geschaltet werden. Durch unterschiedliche Schaltweisen können unterschiedliche Formen F des Ausgangsstromes lout erhalten werden. Von den unterschiedlichen Formen F des Ausgangsstromes lout können entsprechende Frequenzverteilungen Sjabgeleitet werden. Auf diese Weise können die Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Formen F des Ausgangsstromes lout und entsprechenden Frequenzverteilungen Sj ermittelt werden. Folglich kann die Form F von den unterschiedlichen Formen F des Ausgangsstromes lout ausgewählt werden, die einer gewünschten Frequenzabfolge fj entspricht oder zumindest am nächsten kommt.
Vorteilhafterweise kann das Verfahren ermöglichen, dass die bestimmte Form Fi des Ausgangsstromes lout innerhalb des Schaltzyklus Zi des Multiphasenwandlers 10 derart vorgegeben wird:

- dass die Störleistung bei einer bestimmten, bspw. im Vergleich zu anderen Frequenzen erhöhten, Frequenz in der gewünschten Frequenzverteilung Sj auf andere, bspw. benachbarte, Frequenzen verteilt wird, und/oder
- dass die Störleistung bei einer bestimmten, bspw. im Vergleich zu anderen Frequenzen niedrigeren, Frequenz in der gewünschten Frequenzverteilung Sj erhöht wird.

Somit kann die Störleistung im Betrieb des Multiphasenwandlers 10 von den Spitzen auf die Täler in der Frequenzverteilung Sj bzw. von einigen ausgeprägten Störfrequenzen f auf mehrere weniger ausgeprägte Störfrequenzen f umverteilt werden. Die ausgeprägten Störfrequenzen f können somit auf mehrere weniger ausgeprägte Störfrequenzen f sozusagen gespreizt werden.
Weiterhin kann beim Bestimmen der Form F des Ausgangsstromes lout berücksichtigt werden, dass unerwünschte Spitzen in der Form Fi des Ausgangsstromes lout bei den einzelnen Phasen Pn abgeflacht werden, um die Konzentration der Störleistung auf korrespondierende Störfrequenzen f zu vermeiden.
Wie es die 5 und 6 andeuten, kann beim Bestimmen der Form F des Ausgangsstromes lout vorgesehen sein, dass die Stromrippel n in der Form Fi des Ausgangsstromes lout auf unterschiedliche Störfrequenzen f verteilt werden. Unterschiedliche hohe Stromrippel n bei den Schaltzeiten T1, T2, T3, T4 (in Form von unterschiedlich hohen Dreiecken) haben unterschiedliche Frequenzen 1 /T1, 1/T2, 1/T3, 1/T4. Mithilfe von Pfeilen, die entlang der unterschiedlich hohen Dreiecke eingezeichnet sind, sind die Änderungen der Schaltzeiten T1, T2, T3, T4 und in umgekehrter Weise der Frequenzen f angedeutet.
Mithilfe der 5 und 6 ist gezeigt, dass die bestimmte Form Fi des Ausgangsstromes lout innerhalb des Schaltzyklus Zi des Multiphasenwandlers 10 vorteilhafterweise eine aperiodische Form aufweisen kann. Auf diese Weise kann die Verteilung der Störleistung auf mehrere Frequenzen f einfach und ohne großen Rechenaufwand ermöglicht werden.
Wie es die 5 und 6 verdeutlichen, kann das Schalten von Phasen Pn innerhalb des Schaltzyklus Zi des Multiphasenwandlers 10 von Phase Pn zu Phase Pn+1 vorteilhafterweise mit unterschiedlichen und/oder modulierten Schaltzeiten T1, T2, T3, T4 erfolgen. Unterschiedliche Schaltzeiten T1, T2, T3, T4 bewirken unterschiedliche Frequenzen 1 /T1, 1 /T2, 1 /T3, 1 /T4. Somit kann auf eine vorteilhafte Weise eine bestimmte Form F des Ausgangsstromes lout kreiert werden.
Wie es die 5 und 6 verdeutlichen, kann das Schalten von Phasen Pn innerhalb des Schaltzyklus Zi des Multiphasenwandlers 10 von Phase Pn zu Phase Pn+1 mit unterschiedlichen An-Zeiten und/oder verschiedenen Aus-Zeiten von Schaltern innerhalb der einzelnen Phasen Pn erfolgen. Auf diese Weise können die Modulationsmöglichkeiten beim Formen des Ausgangsstromes lout erweitert werden.
Beispielsweise zeigen die 5 und 6, dass das Schalten von Phasen Pn innerhalb des Schaltzyklus Zi des Multiphasenwandlers 10 von Phase Pn zu Phase Pn+1 mit steigenden, fallenden oder zufälligen Schaltzeiten T1, T2, T3, T4 zwischen den Phasen Pn erfolgt. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Reihenfolge von Schaltzeiten T1, T2, T3, T4 zwischen unterschiedlichen Phasen Pn variiert werden kann.
Wie es die 5 zeigt, können innerhalb der Schaltzeiten T1, T2, T3, T4 zwischen den Phasen Pn gleiche An-Zeiten und Aus-Zeiten der jeweiligen Schalter des Multiphasenwandlers 10 bereitgestellt werden. Zusammen bilden die Schaltzeiten T1, T2, T3, T4 eine Dauer T_Zi eines Schaltzyklus Zi des Multiphasenwandlers 10.
Wie es die 6 zeigt, können innerhalb der Zeiten T zwischen den Phasen Pn reduzierte An-Zeiten und verlängerte Aus-Zeiten der jeweiligen Schalter bereitgestellt werden. Wie es mithilfe einer gestrichelten Linie und eines gestrichelten Pfeils in der 6 angedeutet ist, können somit bei der Form Fi des Ausgangsstromes lout die Schwankungen des gleitenden Mittelwerts reduziert werden.
Ferner deuten die 5 und 6 an, dass die bestimmte Form Fi des Ausgangsstromes lout innerhalb des Schaltzyklus Zi des Multiphasenwandlers 10 mehrere Stromrippel n bei den einzelnen Phasen Pn bildet, wobei die Stromrippel n bei den einzelnen Phasen Pn unterschiedliche Höhen (5 und 6) und/oder unterschiedliche Tiefen (6) aufweisen können. Mithilfe von unterschiedlichen Höhen in der Form F des Ausgangsstromes lout können grundsätzlich verschiedene Frequenzen f abgedeckt werden. Mithilfe von unterschiedlichen Tiefen in der Form F des Ausgangsstromes können grundsätzlich Schwankungen des gleitenden Mittelwerts reduziert werden.
In den 5 und 6 ist gezeigt, dass die Stromrippel n bei den einzelnen Phasen Pn innerhalb des Schaltzyklus Zi des Multiphasenwandlers 10 von Phase Pn zu Phase Pn stetig ansteigen oder abfallen, sodass die bestimmte Form Fi des Ausgangsstromes lout von Schaltzyklus Zi zu Schaltzyklus Zi+1 des Multiphasenwandlers 10 eine vorgegebene geometrische Figur, bspw. einen, insbesondere geneigten, Zickzack und/oder Sägezahn, bildet. Zusätzlich ist es denkbar, dass die Stromrippel n innerhalb des Schaltzyklus Zi vertauscht werden können, sodass die bestimmte Form Fi des Ausgangsstromes lout bereits innerhalb des Schaltzyklus Zi eine vorgegebene geometrische Figur, bspw. einen, insbesondere geneigten, Zickzack und/oder Sägezahn, bilden kann.
Die gewünschte Frequenzabfolge fj innerhalb des Schaltzyklus Zi des Multiphasenwandlers 10 gemäß den 5 und 6 weist eine fallende Flanke auf und steigt zwischen den Schaltzyklen Zi des Multiphasenwandlers 10 an.
Im Allgemeinen ist es denkbar, dass die gewünschte Frequenzabfolge fj innerhalb eines Schaltzyklus Zi des Multiphasenwandlers 10 und/oder von Schaltzyklus Zi zu Schaltzyklus Zi+1 variiert werden kann.
Zudem ist es denkbar, dass zwischen den Schaltzyklen Zi modulierte Verschiebungszeiten vorgesehen sein können.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die gewünschte Frequenzabfolge (fj) innerhalb des Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10) eine Zufallsverteilung aufweisen bzw. zufallsmoduliert sein. Dies kann bspw. mit zufälligen Schaltzeiten T1, T2, T3, T4 zwischen den Phasen Pn bewirkt werden.
Wie oben bereits erwähnt, kann das Verfahren bspw. zum Spreizen von Störfrequenzen f bei einer Verwendung des Multiphasenwandlers 10 zu einer Energieversorgung in einem Fahrzeug durchgeführt werden.
Nach einem weiteren Vorteil kann das Verfahren eine adaptive Steuerung beim Betreiben des Multiphasenwandlers 10 in Abhängigkeit von vorgegebenen Störfrequenzwerten bereitstellen. Dabei kann die adaptive Steuerung unterschiedliche Formen Fi des Ausgangsstromes lout und somit korrespondierenden Frequenzverteilungen Sj für verschiedene vorgegebene Störfrequenzwerte bereitstellen. Auf diese Weise kann das Verfahren flexibel zwischen korrespondierenden Frequenzverteilungen Sj umschalten, die vorzugsweise vorgegebene Störfrequenzwerte vermeiden können.
Darüber hinaus können unterschiedliche Formen Fi des Ausgangsstromes lout für verschiedene vorgegebene Wirkungsgradanforderungen an den Multiphasenwandler 10 bereitstellen werden. Um den Wirkungsgrad anzupassen, können die Verluste variiert werden, die beim Schalten zwischen den einzelnen Phasen entstehen und die den Wirkungsgrad beeinflussen können. Die Verluste können variiert werden, indem die Häufigkeit der Schaltung angepasst wird.
Die voranstehende Beschreibung der Figuren beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Multiphasenwandler
A: Amplitude
f: Störfrequenz, Frequenz
fj: Frequenzabfolge
F: Form
Fi: Form
I: Strom
IL1: Strom
IL2: Strom
Iin: Eingangsstrom
lin1: Eingangsstrom
lin2: Eingangsstrom
lout: Ausgangsstrom
p: Stromrippel
Pn: Phase
P1: Phase
P2: Phase
P3: Phase
P4: Phase
Sj: Frequenzverteilung
SW1: Schaltzustand
SW2: Schaltzustand
t: Zeit
T1: Schaltzeit
T2: Schaltzeit
T3: Schaltzeit
T4: Schaltzeit
TZi: Dauer eines Schaltzyklus
Zi: Schaltzyklus
Zi+1: Schaltzyklus

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Multiphasenwandlers (10), insbesondere zum Formen einer gewünschten Frequenzverteilung (Sj) bei dem Multiphasenwandler (10), aufweisend: - Bestimmen einer Form (Fi) eines Ausgangsstromes (lout) innerhalb eines Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10), die eine gewünschte Frequenzabfolge (fj) aufweist, die zu einer gewünschten Frequenzverteilung (Sj) führt, - Schalten von einzelnen Phasen (Pn) innerhalb des Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10), um die bestimmte Form (Fi) des Ausgangsstromes (lout) am Ausgang des Multiphasenwandlers (10) zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Form (Fi) des Ausgangsstromes (lout) innerhalb des Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10) derart vorgegeben wird, dass die Störleistung bei einer bestimmten, bspw. im Vergleich zu anderen Frequenzen erhöhten, Frequenz in der gewünschten Frequenzverteilung (Sj) auf andere, bspw. benachbarte, Frequenzen verteilt wird, und/oder dass die Störleistung bei einer bestimmten, bspw. im Vergleich zu anderen Frequenzen niedrigeren, Frequenz in der gewünschten Frequenzverteilung (Sj) erhöht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Form (Fi) des Ausgangsstromes (lout) innerhalb des Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10) derart vorgegeben wird, dass unerwünschte Spitzen in der Form (Fi) des Ausgangsstromes (lout) bei den einzelnen Phasen (Pn) abgeflacht werden, und/oder dass die Stromrippel (n) in der Form (Fi) des Ausgangsstromes (lout) auf unterschiedliche Frequenzen verteilt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Form (Fi) des Ausgangsstromes (lout) innerhalb des Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10) eine aperiodische Form aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalten von Phasen (Pn) innerhalb des Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10) von Phase (Pn) zu Phase (Pn+1) mit unterschiedlichen und/oder modulierten Schaltzeiten (T1, T2, T3, T4) zwischen den Phasen (Pn) erfolgt, und/oder dass das Schalten von Phasen (Pn) innerhalb des Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10) von Phase (Pn) zu Phase (Pn+1) mit unterschiedlichen An-Zeiten und/oder verschiedenen Aus-Zeiten von Schaltern innerhalb der einzelnen Phasen (Pn) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schalten von Phasen (Pn) innerhalb des Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10) von Phase (Pn) zu Phase (Pn+1) mit steigenden, fallenden oder zufälligen Schaltzeiten (T1, T2, T3, T4) zwischen den Phasen (Pn) erfolgt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Schaltzeiten (T1, T2, T3, T4) zwischen den Phasen (Pn) gleiche An-Zeiten und Aus-Zeiten oder reduzierten An-Zeiten und verlängerten Aus-Zeiten oder umgekehrt geschaltet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Form (Fi) des Ausgangsstromes (lout) innerhalb des Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10) mehrere Stromrippel (n) bei den einzelnen Phasen (Pn) bildet, wobei die Stromrippel (n) bei den einzelnen Phasen (Pn) unterschiedliche Höhen und/oder unterschiedliche Tiefen aufweisen.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrippel (n) bei den einzelnen Phasen (Pn) innerhalb des Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10) von Phase (Pn) zu Phase (Pn) stetig ansteigen oder abfallen, sodass die bestimmte Form (Fi) des Ausgangsstromes (lout) von Schaltzyklus (Zi) zu Schaltzyklus (Zi+1) des Multiphasenwandlers (10) eine vorgegebene geometrische Figur, vorzugsweise einen Zickzack und/oder Sägezahn, bildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Frequenzabfolge (fj) innerhalb des Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10) moduliert wird, und/oder dass die gewünschte Frequenzabfolge (fj) innerhalb des Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10) eine Zufallsverteilung aufweist, und/oder dass die gewünschte Frequenzabfolge (fj) von Schaltzyklus (Zi) zu Schaltzyklus (Zi+1) variiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Frequenzabfolge (fj) innerhalb des Schaltzyklus (Zi) des Multiphasenwandlers (10) eine steigende oder fallende Flanke aufweist, und/oder dass die gewünschte Frequenzabfolge (fj) zwischen den Schaltzyklen (Zi) des Multiphasenwandlers (10) sprungartig fällt oder ansteigt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Form (Fi) des Ausgangsstromes (lout) von Schaltzyklus (Zi) zu Schaltzyklus (Zi+1) des Multiphasenwandlers (10) variiert wird, und/oder dass die bestimmte Form (Fi) des Ausgangsstromes (lout) innerhalb einer Anzahl an Schaltzyklen (Zi) periodisch wiederholt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zum Spreizen von Störfrequenzen bei einer Verwendung des Multiphasenwandlers (10) zu einer Energieversorgung in einem Fahrzeug durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine adaptive Steuerung zum Betreiben des Multiphasenwandlers (10) in Abhängigkeit von vorgegebenen Störfrequenzwerten bereitstellt, wobei insbesondere die adaptive Steuerung unterschiedliche Formen (Fi) des Ausgangsstromes (lout) für verschiedene vorgegebene Störfrequenzwerte bereitstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren unterschiedliche Formen (Fi) des Ausgangsstromes (lout) für verschiedene gewünschte Frequenzverteilungen (Sj) bereitstellt, und/oder dass das Verfahren unterschiedliche Formen (Fi) des Ausgangsstromes (lout) für verschiedene vorgegebene Wirkungsgradanforderungen an den Multiphasenwandler (10) bereitstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mithilfe eines Multiphasenwandlers (10) durchgeführt wird, der gekoppelte Phasenspulen (Ln) aufweist.
Steuereinheit zum Betreiben eines Multiphasenwandlers (10), aufweisend eine Speichereinheit, in welcher ein Code hinterlegt ist, und eine Recheneinheit, die bei der Ausführung des Codes das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchführt.
Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 17 durchzuführen.
Multiphasenwandler, aufweisend eine Steuereinheit nach Anspruch 17.