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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bereitstellen eines Ansteuersignals für eine Pulsbreitenmodulation, einen elektrischen Stromrichter sowie ein elektrisches Antriebssystem mit einem solchen Stromrichter.
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Stand der Technik
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Elektrische Stromrichter, insbesondere Wechselrichter, umfassen in der Regel leistungselektronische Komponenten mit Halbleiterschaltelementen. Durch gezieltes Öffnen und Schließen dieser Halbleiterschaltelemente kann aus einer bereitgestellten Gleichspannung eine Wechselspannung mit einer gewünschten Amplitude und Frequenz generiert werden. Hierzu werden die Halbleiterschaltelemente in der Regel mittels pulsbreitenmodulierten (PWM) Ansteuersignalen angesteuert.
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Die Druckschrift
DE 10 2016 220 892 A1 offenbart beispielsweise ein Verfahren zur Ansteuerung eines Stromrichters mittels Raumzeigerpulsbreitenmodulation, wobei ein Ansteuerverfahren vorgeschlagen wird, welches die Anzahl der Schaltvorgänge reduzieren soll.
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Bei derartigen pulsbreitenmodulierten Ansteuerverfahren ist eine Mindestpulsbreite zu beachten, welche eine Zeit vorgibt, die zwischen zwei Schaltvorgängen einzuhalten ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bereitstellen eines Ansteuersignals für eine Pulsbreitenmodulation, einen elektrischen Stromrichter sowie ein elektrisches Antriebssystem mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Demgemäß ist vorgesehen:
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Eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Ansteuersignals für eine Pulsbreitenmodulation. Das Ansteuersignal umfasst hierbei eine Folge von Pulsperioden mit einer vorgegeben Periodendauer. Die Vorrichtung ist dazu ausgelegt, eine Pulsbreite für das Ansteuersignal der Pulsbreitenmodulation zu ermitteln. Weiterhin ist die Vorrichtung dazu ausgelegt, einen mittenzentrierten Puls mit der ermittelten Pulsbreite zu erzeugen, falls die ermittelte Pulsbreite kleiner ist als eine Periodendauer des Ansteuersignals abzüglich einer vorgegebenen Mindestdauer. Darüber hinaus ist die Vorrichtung dazu ausgelegt, einen Puls zu erzeugen, dessen zeitliche Position innerhalb der Pulsperiode von einem mittenzentrierten Puls abweicht, falls die ermittelte Pulsbreite größer ist, als die Periodendauer des Ansteuersignals abzüglich der vorgegebenen Mindestdauer.
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Weiterhin ist vorgesehen:
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Ein elektrischer Stromrichter mit mindestens einer Halbbrücke, einer Treiberstufe und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bereitstellen eines Ansteuersignals für eine Pulsbreitenmodulation. Die mindestens eine Halbbrücke ist dazu ausgelegt, eingangsseitig mit einer Gleichspannungsquelle verbunden zu werden. Ferner umfasst die mindestens eine Halbbrücke zwei in Serie geschaltete Halbleiterschaltelemente. Die Treiberstufe ist dazu ausgelegt, die Schaltelemente der mindestens einen Halbbrücke unter Verwendung der von der Vorrichtung zur Erzeugung eines Ansteuersignals bereitgestellten Pulse anzusteuern.
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Darüber hinaus ist vorgesehen:
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Ein elektrisches Antriebssystem mit einer elektrischen Maschine und einem erfindungsgemäßen elektrischen Stromrichter. Der elektrische Stromrichter ist hierbei dazu ausgelegt, ausgangsseitig die elektrische Maschine zu speisen.
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Schließlich ist vorgesehen:
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Ein Verfahren zum Bereitstellen eines Ansteuersignals für eine Pulsbreitenmodulation. Das Ansteuersignal umfasst hierbei eine Folge von Pulsperioden mit einer vorgegeben Periodendauer. Das Verfahren umfasst einen Schritt zum Ermitteln einer Pulsbreite des Ansteuersignals für die Pulsbreitenmodulation. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt zum Erzeugen eines mittenzentrierten Pulses mit der ermittelten Pulsbreite, falls die ermittelte Pulsbreite kleiner oder gleich der Periodendauer des Ansteuersignals abzüglich einer vorgegebenen Mindestdauer ist. Schließlich umfasst das Verfahren einen Schritt zum Erzeugen eines Pulses, dessen zeitliche Position innerhalb der Pulsperiode von einem mittenzentrierten Puls abweicht, falls die ermittelte Pulsbreite größer ist als die Periodendauer des Ansteuersignals abzüglich der vorgegebenen Mindestdauer.
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Vorteile der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei dem Ein- und Ausschalten von Halbleiterschaltelementen zwischen zwei Schaltvorgängen jeweils eine vorgegebene Mindestschaltdauer eingehalten werden muss. Erfolgt beispielsweise eine pulsbreitenmodulierte Ansteuerung derartiger Halbleiterschaltelemente, so kann daher ein Tastverhältnis einer solchen pulsbreitenmodulierten Ansteuerung nicht in vollem Umfang von 0 bis 100 Prozent genutzt werden, ohne diese Anforderung der Mindestpulsbreite zu verletzen. Daher ist eine pulsbreitenmodulierte Ansteuerung nur für einen Bereich von Tastverhältnissen möglich, bei welchem die Mindestpulsbreite zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen eingehalten werden kann.
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Es ist daher eine Idee der vorliegenden Erfindung, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Bereitstellen von Ansteuersignalen für eine Pulsbreitenmodulation zu schaffen, welches eine Pulsbreitenmodulation über einen möglichst weiten Bereich von Tastverhältnissen ermöglicht. Darüber hinaus soll auch der Übergang zwischen einer pulsbreitenmodulierten Ansteuerung und dem Zustand der permanenten Ansteuerung verbessert werden.
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Hierzu kann beispielsweise eine Pulsbreitenmodulation mit mittenzentrierten Pulsen eines jeweils vorgegebenen Tastverhältnisses so lange generiert werden, wie dies unter Einhaltung der erforderlichen Mindestpulsbreite möglich ist. Darüber hinaus ist es vorgesehen, für Tastverhältnisse unter 100 Prozent, bei welchen mittenzentrierte Pulse die Anforderungen der Mindestpulsbreite verletzen würden, einen Puls zu generieren, der an den Anfang oder das Ende der Pulsperiode verschoben ist.
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Auf diese Weise ist es möglich, die pulsbreitenmodulierte Ansteuerung von Halbleiterschaltelementen über einen weiteren Bereich des Tastverhältnisses zu realisieren, ohne hierbei die erforderliche Mindestpulsbreite verletzen zu müssen.
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Durch das Verschieben der Pulsbreite innerhalb der Pulsperiode ist es möglich, die Schaltzeiten derart anzupassen, dass, insbesondere in Zusammenschau mit vorausgehenden bzw. nachfolgenden Pulsen, die Anforderungen der Mindestpulsbreite auch bei sehr großen Tastverhältnissen noch eingehalten werden können. Folgt beispielsweise auf einen aktuellen Puls ein weiterer Puls mit einem Tastverhältnis von 100 Prozent, das heißt permanenter Ansteuerung während der gesamten Pulsperiode, so kann der aktuelle Puls an das Ende der Pulsperiode verschoben werden. Auf diese Weise ist zwischen dem Ende des aktuellen Pulses und dem nachfolgenden Puls kein Schaltvorgang erforderlich. Entsprechend kann auch die Anforderung der Mindestpulsbreite nicht verletzt werden. In gleicher Weise kann im Anschluss an eine Pulsperiode mit vollständiger Ansteuerung, das heißt einem Tastverhältnis von 100 Prozent, ein nachfolgender Puls derart verschoben werden, dass auch hier zwischen dem Puls mit einem Tastverhältnis von 100 Prozent und dem nachfolgenden Puls kein Schaltvorgang erforderlich ist. Entsprechend ist die vollständige Ausschaltzeit ans Ende einer solchen Pulsperiode verschoben, wodurch die Anforderungen der Mindestpulsbreite ebenfalls einfacher eingehalten werden können.
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Als Pulsperiode wird hier ein vollständiges Intervall des Ansteuersignals mit der Periodendauer der Pulsbreitenmodulation verstanden. Die Pulsperiode entspricht somit einem Abschnitt eines Ansteuersignals mit der Periodendauer der Pulsbreitenmodulation. Wird zur Bildung des Ansteuersignals für die Pulsbreitenmodulation ein Zeitraster mit dieser Periodendauer zugrunde gelegt, so entspricht eine Pulsperiode einem Abschnitt des Ansteuersignals zwischen zwei Rasterpunkten dieses Zeitrasters.
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Die Pulsbreite bezeichnet dabei die Einschaltdauer eines Pulses innerhalb der Pulsperiode. Somit ergibt sich das Tastverhältnis aus dem Quotienten der Pulsbreite geteilt durch die Pulsperiode. Ein mittenzentrierter Puls ist hierbei ein Puls, der innerhalb der Pulsperiode derart angeordnet ist, dass eine Zeitspanne von Begin bis zur ersten Schaltflanke genauso lang ist, wie die Zeitspanne von der zweiten Schaltflanke bis zum Ende der Pulsperiode. Mit anderen Worten, die Zeitdauer vom Beginn der Pulsperiode bis zur ersten Flanke des Pulses ist genau so lang, wie die Zeitdauer der zweiten Flanke des Pulses bis zum Ende der Pulsperiode.
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Gemäß einer Ausführungsform entspricht die vorgegebene Mindestdauer der Mindestpulsbreite für ein Ansteuern einer leistungselektronischen Komponente. Beispielsweise kann als Mindestdauer eine Mindestpulsbreite angenommen werden, welche dem zeitlichen Abstand zweier aufeinanderfolgender Schaltvorgänge eines Halbleiterschalters entspricht. Diese Mindestpulsbreite kann beispielsweise der zeitliche Abstand zwischen einem Einschaltvorgang und einem Ausschaltvorgang bzw. einem Ausschaltvorgang und einem Einschaltvorgang eines Halbleiterschalters entsprechen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Bereitstellen des Ansteuersignals dazu ausgelegt, einen Puls zu erzeugen, dessen Beginn mit dem Anfang einer Pulsperiode übereinstimmt, falls die ermittelte Pulsbreite größer ist als eine Periodendauer des Ansteuersignals abzüglich der vorgegebenen Mindestdauer. Ferner kann die Vorrichtung auch einen Puls erzeugen, dessen Ende mit dem Ende der Pulsperiode übereinstimmt, falls die ermittelte Pulsbreite größer ist als eine Periodendauer des Ansteuersignals abzüglich der vorgegebenen Mindestdauer. Auf diese Weise wird ein generierter Puls entweder an den Anfang oder das Ende der Pulsperiode verschoben, falls bei einem mittenzentrierten Puls mit gleicher Pulsbreite am Anfang und Ende jeweils weniger als die Hälfte der Mindestpulsbreite verbleiben würde.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Bereitstellen des Ansteuersignals dazu ausgelegt, einen Puls zu erzeugen, dessen Anfang einem mittenzentrierten Puls mit der ermittelten Pulsbreite entspricht und dessen Pulsdauer bis zum Ende der Pulsperiode verlängert wird, falls die ermittelte Pulsbreite größer ist als eine Periodendauer des Ansteuersignals abzüglich der vorgegebenen Mindestdauer falls ein nachfolgender Puls ein Tastverhältnis von 100 Prozent aufweist. Mit anderen Worten, ein ursprünglich mittenzentrierter Puls wird hierbei bis ans Ende der Pulsperiode verlängert, falls der nachfolgende Puls ein Tastverhältnis von 100 Prozent hat, also einer Ansteuerung über die gesamte Pulsperiode entspricht. Hierdurch kann ein Schaltvorgang am Ende vermieden werden. Folglich kann auch die Anforderung der Mindestpulsbreite dabei nicht verletzt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Bereitstellen des Ansteuersignals dazu ausgelegt, einen Puls zu erzeugen, dessen Anfang einem mittenzentrierten Puls mit der ermittelten Pulsbreite entspricht und dessen Pulsdauer bis zum Ende der Pulsperiode verlängert wird, falls die ermittelte Pulsbreite größer ist als ein vorgegebener Schwellwert und die ermittelte Pulsbreite größer ist als eine Pulsbreite eines unmittelbar voraufgegangenen Pulses. Ist die Pulsbreite eines aktuellen Pulses größer als die Pulsbreite eines voraufgegangenen Pulses, so kann davon ausgegangen werden, dass sich die Pulsbreite auch im nachfolgenden Puls noch erhöhen wird. Somit kann beispielsweise ein Schwellwert derart festgelegt werden, dass beim Überschreiten des Schwellwertes für die Pulsbreite die vorgegebene Mindestpulsbreite nicht mehr eingehalten werden kann. Daher ist zu erwarten, dass nachfolgende Pulse ein Tastverhältnis von 100 Prozent aufweisen. Zum Übergang kann daher der aktuelle Puls bis zum Ende verlängert werden, sodass hierbei kein Ausschaltvorgang erforderlich ist und damit auch die Anforderungen der Mindestpulsbreite nicht verletzt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Bereitstellen eines Ansteuersignals dazu ausgelegt, einen Puls zu erzeugen, dessen Anfang dem Anfang der Pulsperiode entspricht, und dessen Pulsdauer der ermittelten Pulsbreite entspricht, falls ein vorausgegangener Puls ein Tastverhältnis von 100 Prozent aufweist. Auf diese Weise kann bei dem Übergang der vollständigen Ansteuerung mit einem Tastverhältnis von 100 Prozent zu kleineren Tastverhältnissen zunächst der Puls an den Anfang der Pulsperiode verschoben werden. Hierdurch verbleibt am Ende der Pulsperiode ein längerer Zeitraum, der es ermöglicht auch bei hohen Tastverhältnissen die Bedingung der Mindestpulsbreite einzuhalten.
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Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, soweit sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu den jeweiligen Grundformen der Erfindung hinzufügen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigen:
- 1: ein schematisches Blockschaubild eines elektrischen Antriebssystems mit einem Stromrichter gemäß einer Ausführungsform;
- 2: eine schematische Darstellung eines Pulses für eine pulsbreitenmodulierte Ansteuerung;
- 3: ein Diagramm zur Veranschaulichung des Prinzips zur Bereitstellung der Ansteuerpulse gemäß einer Ausführungsform; und
- 4: ein Ablaufdiagramm, wie es einem Verfahren zum Bereitstellen von Ansteuersignalen gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt ein schematisches Blockschaubild eines elektrischen Antriebssystems gemäß einer Ausführungsform. Eine Gleichspannungsquelle 4 kann am Eingang eines elektrischen Stromrichters 3 eine Gleichspannung bereitstellen. Diese bereitgestellte Gleichspannung kann mittels des Stromrichters 3 in eine ein- oder mehrphasige Wechselspannung konvertiert werden, die an einer elektrischen Maschine 5 bereitgestellt wird. Hierbei kann der elektrische Stromrichter 3 leistungselektronische Komponenten, beispielsweise sogenannte B2-Brücken umfassen. Insbesondere kann für jede Phase einer ausgangsseitig bereitgestellten Wechselspannung jeweils eine B2-Brücke vorgesehen sein. Somit können für eine dreiphasige Wechselspannung drei B2-Brücken zu einer sogenannten B6-Brücke zusammengefasst sein. Jede B2-Brücke umfasst dabei zwei in Serie geschaltete Schaltelemente M1 bis M6. Hierbei werden die oberen Schaltelemente M1, M3 und M5 komplementär zu den unteren Schaltelementen M2, M4 und M6 angesteuert. Ferner kann zwischen dem Ausschalten der oberen bzw. unteren Schaltelemente und dem Einschalten der komplementären Schaltelemente jeweils eine Totzeit vorgesehen sein. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Kurzschluss durch ein verzögertes Schaltverhalten oder Ähnliches vermieden werden.
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Die für das Ansteuern der Schaltelemente M1 bis M6 erforderlichen Schaltsignale können von einer Vorrichtung 1 zum Bereitstellen von Ansteuersignalen generiert werden. Diese generierten Ansteuersignale können von einer Treiberstufe 2 verstärkt werden, um die erforderlichen Schaltleistungen für das Ansteuern der Schaltelemente M1 bis M6 bereitzustellen.
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Für das Generieren der Wechselspannung durch den Stromrichter 3 können die Schaltelemente M1 bis M6 dabei insbesondere durch pulsbreitenmodulierte Ansteuerung angesteuert werden. Beispielsweise kann hierbei das Tastverhältnis dieser pulsbreitenmodulierten Ansteuerung unter Verwendung einer Sollwertvorgabe oder ähnlichem bestimmt werden. Da dieser Schritt auf bekannte, konventionelle Weise erfolgen kann, wird hierauf nicht näher eingegangen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Grundprinzips einer pulsbreitenmodulierten Ansteuerung. Für die pulsbreitenmodulierte Ansteuerung werden Pulse mit einer vorgegebenen Periodendauer T generiert. Grundsätzlich kann hierbei eine feste Periodendauer T und eine dazu korrespondierende feste Frequenz verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, während des Betriebs die Periodendauer T bzw. die korrespondierende Frequenz zu variieren.
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Während jeder Periodendauer T wird dabei ein Puls P generiert. Beispielsweise kann zum Zeitpunkt t1 der Puls von logisch Null auf logisch Eins wechseln, und zum Zeitpunkt t2 der Puls von logisch Eins auf logisch Null wechseln. Somit ist vom Beginn zum Zeitpunkt ta bis zum Zeitpunkt t1 der Puls auf logisch Null, von t1 bis t2 der Puls auf logisch Eins und anschließend von t2 bis zum Ende des Pulses bei te der Puls wieder auf logisch Null. Insbesondere kann ein solcher Puls P als mittenzentrierter Puls generiert werden, sodass die Zeitspanne von t1 bis zur Mitte des Pulses bei T/2 genau so lang ist wie die Zeit von der Mitte des Pulses bei T/2 bis zum Ausschaltzeitpunkt t2 des Pulses P. Hieraus ergibt sich eine Einschaltzeit t_on von t2 - t1. Daraus errechnet sich ein Tastverhältnis des Pulses P zu t_on/T.
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Zum Ansteuern einer Halbbrücke des in 1 dargestellten Stromrichters 3 kann beispielsweise ein oberes Schaltelement M1 gemäß einem derart generierten pulsbreitenmodulierten Signal angesteuert werden, während das korrespondierende untere Schaltelement M2 mit dem inversen Signal angesteuert wird.
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Bei der Ansteuerung der Schaltelemente M1 bis M6 ist dabei zu beachten, dass zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltvorgängen, also einem Ein- und einem darauffolgenden Ausschaltvorgang bzw. einem Aus- und einem darauffolgenden Einschaltvorgang jeweils eine vorgegebene Mindestpulsbreite t_min eingehalten werden muss. Mit steigendem Tastverhältnis ist es jedoch möglich, dass die Zeitspanne vom Ausschaltzeitpunkt t2 eines Pulses bis zum Einschaltzeitpunkt t1 eines darauffolgenden Pulses kleiner ist als diese vorgegebene Mindestpulsbreite t_min. In diesem Fall ist kein Schalten mehr möglich, und die entsprechenden Schaltelemente werden über die gesamte Periodendauer T ein- bzw. ausgeschaltet. Dies entspricht einem Tastverhältnis von 100 Prozent. Folglich kann je nach Wahl der Periodendauer T und der vorgegebenen Mindestpulsbreite die Pulsbreitenmodulation nur bis zu einem Tastverhältnis von weniger als 100 Prozent kontinuierlich eingestellt werden. Anschließend erfolgt durch die Vorgabe der Mindestpulsbreite ein Sprung zu dem Tastverhältnis von 100 Prozent.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltmustersequenz zur Generierung von Ansteuersignalen für eine pulsbreitenmodulierte Ansteuerung gemäß einer Ausführungsform. In den Abschnitten I und II sind dabei jeweils ein mittenzentrierter Puls dargestellt, wobei das Tastverhältnis jeweils so gering ist, dass zwischen den Pulsen die Anforderung für die Mindestpulsbreite eingehalten werden kann. Im weiteren Verlauf soll für die Perioden III und IV das Tastverhältnis jeweils weiter erhöht werden, sodass in der Periode IV ein Tastverhältnis von 100 Prozent erreicht ist. Dies würde jedoch dazu führen, dass beim Übergang von Periode III zu Periode IV das Ausschalten in Periode III so spät erfolgen würde, dass die Anforderung der Mindestpulsbreite verletzt würde. Das in Abschnitt II dargestellte Tastverhältnis von 90% ist hierbei nur beispielhaft zu verstehen. Das Verlängern oder Verschieben des Pulses bis zum Periodenende erfolgt insbesondere in Abhängigkeit von der Mindestpulsbreite.
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Daher ist es erfindungsgemäß vorgesehen, in dem Puls in Periode III keinen Ausschaltvorgang vorzusehen. Entsprechend geht der Puls in Periode III direkt in den Puls in Periode IV über. Hierzu kann beispielsweise der Puls in Periode III einfach bis zum Ende der Periodendauer verlängert werden. Alternativ ist es auch möglich, den Einschaltzeitpunkt in Periode III so weit zu verzögern, dass der resultierende Puls das ursprünglich gewünschte Tastverhältnis aufweist. Mit anderen Worten, es wird ein rechtsbündiger Puls mit dem gewünschten Tastverhältnis gebildet. Die dabei erforderliche Ausschaltzeit wird vollständig an den Anfang des Pulses verlagert.
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Der nachfolgende Puls IV weist, wie bereits ausgeführt, ein Tastverhältnis von 100 Prozent auf, das heißt es erfolgt in diesem Puls kein Schaltvorgang, insbesondere kein Wechsel zu logisch Null. Dieser Zustand kann sich auch über mehrere Perioden erstrecken.
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Soll daraufhin von einem Tastverhältnis von 100 Prozent zu einem geringeren Tastverhältnis gewechselt werden, so kann, wie in Periode V dargestellt, zunächst ein Puls gebildet werden, der mit logisch Eins beginnt, und dessen Anteil von logisch Null vollständig an das Ende verlagert wird. Auf diese Weise entsteht ein linksbündiger Puls mit dem gewünschten Tastverhältnis. Insbesondere resultiert hierdurch auch am Ende eines solchen Pulses eine längere Ausschaltzeit, sodass auch für den Übergang zu nachfolgenden Pulsen in Periode VI die erforderliche Mindestpulsbreite erreicht werden kann.
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Zusammengefasst wird somit bei ansteigenden Sequenzen, das heißt bei Pulssequenzen mit steigendem Tastverhältnis, bei dem Übergang zu haltenden Sequenzen, also Pulsen mit einem Tastverhältnis von 100 Prozent im Übergang ein rechtsbündiger Puls gebildet. Beim Übergang von haltenden Sequenzen zu fallenden Sequenzen mit kontinuierlich sinkendem Tastverhältnis wird ein linksbündiger Puls gebildet.
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Obwohl das vorliegende Verfahren im Zusammenhang Pulsen beschrieben worden ist, bei denen zu Beginn ein Übergang von logisch Null auf logisch Eins und am Ende ein Übergang von logisch Eins auf logisch Null erfolgt, kann das erfindungsgemäße Prinzip ebenso auf komplementäre Pulse angewendet werden, bei denen zunächst ein Übergang von logisch Eins auf logisch Null und anschließend ein Übergang von logisch Null auf logisch Eins erfolgt.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm, wie es einem Verfahren zum Bereitstellen von Ansteuerpulsen für eine Pulsbreitenmodulation zugrunde liegt. In Schritt S1 wird zunächst eine Pulsbreite für ein Ansteuersignal der Pulsbreitenmodulation ermittelt. Falls die Anforderungen für die Mindestpulsbreite erfüllt sind, also beispielsweise die Periodendauer des Ansteuersignals abzüglich einer vorgegebenen Mindestdauer kleiner oder zumindest gleich der ermittelten Pulsbreite ist, wird in Schritt S2 ein mittenzentrierter Puls erzeugt.
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Falls die ermittelte Pulsbreite größer ist als die Periodendauer des Ansteuersignals abzüglich der vorgegebenen Mindestdauer, wird ein Puls erzeugt, dessen zeitliche Position innerhalb eines Abschnitts mit der Periodendauer der Pulsbreitenmodulation von einem mittenzentrierten Puls abweicht.
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Insbesondere kann, wie zuvor bereits beschrieben, beim Übergang von einer steigenden Sequenz, also von Periode zu Periode ansteigendem Tastverhältnis, zu einer haltenden Sequenz, also einer Periode mit einem Tastverhältnis von 100 Prozent, ein rechtsbündiger Puls gebildet werden. Ferner kann vom Übergang von einer haltenden Sequenz zu einer fallenden Sequenz, also einer Sequenz mit sinkenden Tastverhältnissen von aufeinanderfolgenden Perioden, zunächst ein linkbündiger Puls gebildet werden.
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Für die Bildung der rechts- bzw. linksbündigen Pulse kann beispielsweise ein Puls mit dem jeweils vorgegebenen Tastverhältnis gebildet werden. Alternativ ist es auch möglich, einen mittenzentrierten Puls mit dem gewünschten Tastverhältnis zugrunde zu legen, und einen solchen Puls jeweils am Anfang oder Ende bis zum Beginn bzw. Ende der Periode zu verlängern.
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Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung das Bilden von Ansteuerimpulsen für eine pulsbreitenmodulierte Ansteuerung. Hierbei können anstelle von mittenzentrierten Pulsen Pulse gebildet werden, die an den Rand eines Abschnitts mit der Periodendauer der Pulsbreitenmodulation verschoben werden. Auf diese Weise können die Anforderungen für eine Mindestpulsbreite zwischen zwei Schaltvorgängen besser eingehalten werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016220892 A1 [0003]
