DE10216252A1 - Spannungswandler und Verfahren zur Wandlung einer Eingangsspannung in eine Ausgangspannung - Google Patents
Spannungswandler und Verfahren zur Wandlung einer Eingangsspannung in eine AusgangspannungInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spannungswandler und ein Verfahren zur Wandlung einer Eingangsspannung in eine Ausgangsspannung. Der Spannungswandler umfasst wenigstens einen ersten Schaltwandler (1), der an die Eingangsklemmen (EK1, EK2) und die Ausgangsklemmen (AK1, AK2) angeschlossen ist und der wenigstens einen die Leistungsaufnahme beeinflussenden Schalter (S12) aufweist, der mittels eines ersten Ansteuersignals (SG1) getaktet angesteuert ist, und wenigstens einen zweiten Schaltwandler (2), der an die Eingangsklemmen (EK1, EK2) und die Ausgangsklemmen (AK1, AK2) angeschlossen ist und der wenigstens einen die Leistungsaufnahme beeinflussenden Schalter (S22) aufweist, der mittels eines zweiten Ansteuersignals (SG2) getaktet angesteuert ist. Das erste Ansteuersignal (SG1) weist dabei eine erste Taktfrequenz auf, und das zweite Ansteuersignal weist eine zweite Frequenz auf, die sich unterscheiden.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spannungswandler und ein Verfahren zur Wandlung einer Eingangsspannung in eine Ausgangsspannung.
- Zur Wandlung einer Gleichspannung mit einer ersten Amplitude in eine Gleichspannung mit einer zweiten unterschiedlichen Amplitude für die Versorgung einer Last mit schwankender Leistungsaufnahme ist es hinlänglich bekannt, Schaltwandler zu verwenden, wie sie beispielsweise in Stengl/Tihanyi: "Leistungs-MOS-FET-Praxis", Pflaum Verlag, München, 1992, Seiten 173-176, oder in Tietze/Schenk: "Halbleiterschaltungstechnik", 11. Auflage, Springer Verlag, Berlin, 1999, Seiten 978-993 beschrieben sind.
- Der Aufbau derartiger Schaltwandler unterscheidet sich je nach den gewünschten Eigenschaften, beispielsweise dahingehend, ob die Ausgangsspannung kleiner oder größer als die Eingangsspannung sein soll. Allen Schaltwandlern gemeinsam ist jedoch ein Schalter und ein Energiespeicherelement, wobei der Schalter getaktet angesteuert ist. Der Duty-Cycle, das Verhältnis aus Ansteuerperiode und Einschaltperiode des Schalters ändert sich dabei abhängig von der Leistungsaufnahme der Last bzw. abhängig von der Ausgangsspannung, die es konstant zu halten gilt.
- Als Schalter werden üblicher Leistungstransistoren eingesetzt, die so dimensioniert sein müssen, dass sie auch bei großen Leistungsaufnahmen und damit großen Ausgangsströmen einen geringen Einschaltwiderstand aufweisen, um die in dem Schaltwandler auftretenden Verluste gering zu halten. Allerdings sinkt bei einem Wandler, der auf eine gegebene maximale Leistungsabgabe ausgelegt ist, die Effizienz, also das Verhältnis aus aufgenommener Leistung und an die Last abgegebener Leistung, mit sinkender Ausgangsleistung, da an Leistungstransistoren bei Strömen, die klein im Verhältnis zum zulässigen Maximalstrom sind, überdurchschnittlich hohe Verluste anfallen.
- Zur Versorgung von Lasten, deren Leistungsaufnahme in einem weiten Bereich schwanken kann, ist es bekannt, Schaltwandler mehrstufig aufzubauen, das heißt mehrere identische Wandler parallel zu schalten, die jeweils an gemeinsame Eingangsklemmen und gemeinsame Ausgangsklemmen angeschlossen sind und deren Schalter getaktet mit derselben Frequenz angesteuert werden, wobei die Ansteuerimpulse der einzelnen Schalter innerhalb einer Taktperiode phasenverschoben sind. Dieses Vorgehen eignet sich insbesondere für Schaltwandler, die vergleichsweise große Ströme bei geringen Ausgangsspannungen bereitstellen sollen, beispielsweise bei der Spannungsversorgung von Mainboards in Computern. Außerdem resultiert aus der phasenverschobenen Ansteuerung mehrerer Wandlerstufen eine effektive Taktfrequenz, die der Grundfrequenz multipliziert mit der Anzahl der phasenverschoben innerhalb einer Taktperiode angesteuerten Wandlerstufen entspricht. Hierdurch verkürzt sich wiederum die Reaktionszeit des Wandlers bei Schwankungen der Leistungsaufnahme der Last.
- Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schaltwandler zur Verfügung zu stellen, der ein verbessertes Verhalten bei Lastschwankungen besitzt und die Fähigkeit aufweist, Ausgangsleistungen über einen weiten Leistungsbereich zur Verfügung zu stellen, sowie ein entsprechendes Verfahren zur Spannungswandlung zur Verfügung zu stellen.
- Dieses Ziel wird durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren gemäß der Merkmale des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Der erfindungsgemäße Spannungsumwandler umfasst Eingangsklemmen zum Anlegen einer Eingangsspannung, Ausgangsklemmen zum Bereitstellen einer Ausgangsspannung sowie wenigstens einen ersten und zweiten Schaltwandler. Jeder der wenigstens zwei Schaltwandler ist an die Eingangsklemmen und die Ausgangsklemmen angeschlossen und weist wenigstens einen die Leistungsaufnahme des jeweiligen Schaltwandlers beeinflussenden Schalter auf, der mittels eines Ansteuersignals getaktet angesteuert ist. Der Schalter des ersten Schaltwandlers ist dabei mittels eines ersten Ansteuersignals getaktet angesteuert und der Schalter des zweiten Schaltwandlers ist mittels eines zweiten Ansteuersignals getaktet angesteuert, wobei sich erfindungsgemäß eine erste Taktfrequenz des ersten Ansteuersignals und eine zweite Taktfrequenz des zweiten Ansteuersignals unterscheiden.
- Zur Bereitstellung der ersten und zweiten Ansteuersignale für die Schalter in den beiden parallel geschalteten Schaltwandler steht vorzugsweise eine Ansteuerschaltung zur Verfügung, die beide Ansteuersignale bereitstellt.
- Die erste Frequenz, mit der das erste Ansteuersignal den Schalter des ersten Schaltwandlers getaktet ansteuert, und die zweite Frequenz, mit der das zweite Ansteuersignal den Schalter in dem zweiten Schaltwandler getaktet ansteuert, sind bei einer Ausführungsform der Erfindung variabel und von der Ausgangsspannung abhängig. Vorzugsweise schwanken die von der Ausgangsspannung abhängigen Frequenzen jeweils in einem vorgegebenen Bereich, wobei sich diese Frequenzbereiche vorzugsweise nicht überschneiden.
- Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die erste Frequenz und die zweite Frequenz fest vorgegeben, jedoch unterschiedlich groß.
- Der Schaltwandler, dessen Schalter mit einer höheren Frequenz getaktet angesteuert wird, als der Schalter des anderen Schaltwandlers, ist vorzugsweise so dimensioniert, dass dessen maximale Leistungsaufnahme geringer ist, als die maximale Leistungsaufnahme des anderen Schaltwandlers. Der schneller getaktete Schaltwandler dient dabei zum schnellen Ausgleich von lastbedingten Schwankungen der Ausgangsspannung, während der langsamer getaktete Schaltwandler mit der größeren Leistungsaufnahme beziehungsweise Leistungsabgabe den Großteil zu der abgegebenen Leistung beiträgt.
- Der Ansteuerschaltung, die die Ansteuersignale für die Schalter bereitstellt, ist bei einer Ausführungsform der Erfindung ein von der Ausgangsspannung abhängigen Regelsignal zugeführt, um abhängig von der Ausgangsspannung die Impulsdauern der Ansteuerimpulse beziehungsweise die Taktfrequenzen der Ansteuersignale einstellen zu können. Den Extremfall der Einstellung des Duty-Cycle beziehungsweise der Frequenz eines der Ansteuersignale stellt dabei der Fall dar, bei dem der Duty-Cycle eines der Schaltwandler zu Null wird, beziehungsweise die Ansteuerfrequenz zu Null wird, so dass einer der beiden Schaltwandler dauerhaft abgeschaltet ist. Dies ist üblicherweise der Schaltwandler mit der größeren maximalen Leistungsaufnahme, der dann abgeschaltet wird, wenn eine Last mit geringer Leistungsaufnahme zu versorgen ist und die Leistungsaufnahme durch den anderen der beiden Schaltwandler mit kleinerer maximale Leistungsaufnahme gewährleistet sein kann.
- Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand von Figuren näher erläutert. In den Figuren zeigt
- Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannungswandlers mit zwei parallel geschalteten Schaltwandlern, deren Schalter durch eine Ansteuereinheit angesteuert sind,
- Fig. 2 beispielhaft Zeitverläufe einiger der in Fig. 1 eingezeichneten Signale,
- Fig. 3 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Spannungswandlers,
- Fig. 4 Effizienz der parallelgeschalteten Schaltwandler in Prozent abhängig vom Ausgangsstrom.
- In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
- Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Spannungswandlers, der Eingangklemmen EK1, EK2 zum Anlegen einer Eingangsspannung Uin und Ausgangsklemmen AK1, AK2 zum Bereitstellen einer Ausgangspannung Uout aufweist. Der Spannungswandler umfasst einen ersten Schaltwandler 1 und einen zweiten Schaltwandler 2, die in dem Beispiel jeweils als Buck-Converter ausgebildet sind und jeweils zwei Eingangsklemmen EK11, EK12 beziehungsweise EK21, EK22 und zwei Ausgangsklemmen AK11, AK12 beziehungsweise AK21, AK22 aufweisen. Dabei ist jeweils eine der Eingangsklemmen der Schaltwandler 1, 2 an die Eingangsklemme EK1, jeweils die andere der Eingangsklemmen der Schaltwandler 1, 2 an die Eingangsklemme EK2, jeweils eine der Ausgangsklemmen der Schaltwandler 1, 2 an die Ausgangsklemme AK1 und jeweils die andere der Ausgangsklemmen der Schaltwandler an die Ausgangsklemme AK2 des Spannungswandlers angeschlossen. Jeder der Schaltwandler 1, 2 weist eine Spule L1, L2 als Energiespeicherelement auf, die an eine AK1 der Ausgangsklemmen AK1, AK2 des Spannungswandlers und damit in Reihe zu einem zwischen die Ausgangsklemmen AK1, AK2 geschalteten Ausgangskondensator Cout geschaltet sind.
- Jeder der Spannungswandler 1, 2 weist weiterhin einen ersten und zweiten Schalter S11, S12, S21, S22, die jeweils in Reihe zwischen die Eingangsklemmen der Schaltwandler 1, 2 geschaltet sind. Der erste Schalter S11, S21 ist dabei zwischen die jeweilige Spule L1, L2 und einen der Eingänge EK12, EK22 geschaltet und dient als Freilaufschalter, um die Reihenschaltungen mit den Spulen L1, L2 und dem Ausgangskondensator Cout kurzzuschließen. Der zweite Schalter S12, S22 jedes Schaltwandlers ist zwischen die andere Eingangsklemme EK12, EK21 und die jeweilige Spule geschaltet und dient leitend angesteuert zur Spannungsversorgung der jeweiligen Spule L1, L2.
- Der erst Schalter S11, S21 und der zweite Schalter S12, S21 sind jeweils komplementär zueinander angesteuert, das heißt, der eine Schalter jedes Schaltwandlers ist geschlossen, wenn der andere Schalter jeweils geöffnet ist.
- In hinlänglich bekannter Weise nimmt die jeweilige Spule L1, L2 Energie über die Eingangsklemmen EK1, EK2 auf, wenn der jeweilige zweite Schalter S12, S22 geschlossen ist und der erste Schalter S11, S21 geöffnet ist und gibt diese aufgenommene Energie an den Ausgangskondensator Cout ab, wenn der jeweilige zweite Schalter S12, S22 geöffnet und der erste Schalter S11, S21 geschlossen ist.
- Maßgeblich für die Funktion zur Einstellung der Ausgangspannung Uout ist bei den dargestellten Buck-Convertern jeweils der erste Schalter S11, S21. Der zweite Schalter S12, S22 verhindert lediglich einen Kurzschluss zwischen den Eingangsklemmen, wenn der jeweilige erste Schalter S11, S21 leitet. Die nachfolgende Erläuterung beschränkt sich daher auf die Funktionsweise der ersten Schalter S11, S21.
- Zur Ansteuerung des ersten Schalters S11 in dem ersten Wandler 1 steht ein getaktetes Ansteuersignal SG1 zur Verfügung, das von einer Ansteuereinheit IC abhängig von einem von der Regelsignal SG3 bereitgestellt wird, wobei das Regelsignal SG3 wiederum von der Ausgangsspannung Uout abhängig ist. Zur Ansteuerung des ersten Schalters S21 des zweiten Schaltwandlers 2 steht ein zweites getaktetes Ansteuersignal SG2 zur Verfügung, das ebenfalls von der Ansteuereinheit IC abhängig von dem Regelsignal SG3 zur Verfügung gestellt wird. Die Ansteuerschaltung IC ist ebenfalls zwischen die Eingangsklemmen EK1, EK2 geschaltet, um deren Spannungsversorgung sicherzustellen und weist Ausgangsklemmen P1, P2 auf, an denen die Ansteuersignale SG1, SG2 zur Verfügung stehen.
- Fig. 2 zeigt beispielhaft den zeitlichen Verlauf der Ansteuersignale SG1, SG2 und der an eine Last abgegebenen Leistung P über der Zeit. Die Last ist in Fig. 1 gestrichelt und beispielhaft als ohmscher Widerstand eingezeichnet.
- Eine erste Taktfrequenz, mit welcher die Schalter S11, S12 in dem ersten Schaltwandler 1 angesteuert werden und eine zweite Taktfrequenz, mit welcher die Schalter S21, S22 in dem zweiten Schaltwandler 2 angesteuert werden, unterscheiden sich, wie in Fig. 2 dargestellt ist, wobei Fig. 2 drei unterschiedliche Betriebsmodi des Spannungswandlers zeigt. In einem ersten Betriebsmodus werden die Schalter S11, S12 des ersten Schaltwandlers 1 mit einer Taktfrequenz angesteuert, die etwa dem dreifachen der Taktfrequenz entspricht, mit welcher die Schalter S21, S22 des zweiten Schaltwandlers 2 angesteuert werden. Die eingezeichneten Ansteuerimpulse weisen beispielhaft jeweils einen Duty-Cycle von 0,5 auf. In dem Beispiel ist vorgesehen, dass der erste Schaltwandler 1 eine wesentlich geringere Leistungsaufnahme als der zweite Schaltwandler 2 aufweist. Geht man davon aus, dass die Fläche unter dem Verlauf der Leistungskurve P proportional zur abgegebenen Leistung ist, so entspricht der schraffierte und mit Psg1 bezeichnete Bereich den Anteil, den der erste Schaltwandler 1 zur abgegebenen Leistung beiträgt, während der größere, mit Psg2 bezeichnete Bereich den Anteil bezeichnet, den der Schaltwandler 2 zu der abgegebenen Leistung beiträgt. Wegen der erheblich höheren Taktfrequenz ist der erste Schaltwandler 1 allerdings in der Lage, kleine Lastschwankungen schnell auszugleichen. Sinkt die Ausgangspannung beispielsweise wegen einer gesteigerten Ausgangsspannung Uout ab, so erhöht die Ansteuerschaltung IC sowohl den Duty-Cycle der Ansteuerimpulse des ersten Ansteuersignals SG1 als auch den Duty-Cycle der Ansteuerimpulse des Ansteuersignals SG2, wobei sich die Erhöhung des Duty-Cycle des Ansteuersignals SG1 wegen der höheren Taktfrequenz schneller auswirkt, bis auch der zweite Schaltwandler 2 nachzieht und die an seinem Ausgang abgegebene Leistung erhöht.
- Die Erhöhung des Duty-Cycle in der Ansteuerschaltung bei sinkender Ausgangsspannung erfolgt beispielsweise dadurch, dass ein Sägezahnsignal, dessen steigende Flanke stets mit dem Einschalten des zweiten S12, S22 und dem Öffnen des ersten Schalters S11, S21 beginnt, mit einem von dem Regelsignal abhängigen Vergleichssignal verglichen wird, wobei dieses Vergleichssignal derart ausgebildet ist, dass dessen Amplitude bei sinkender Ausgangsspannung zunimmt. Der zweite Schalter bleibt dabei so lange geschlossen, bis das Sägezahnsignal den Wert des Vergleichssignals erreicht. Sinkt die Ausgangsspannung und steigt damit das Vergleichssignal, so bleibt der zweite Schalter länger geschlossen bis das Sägezahnsignal das Vergleichssignal erreicht, und der Duty-Cycle, bzw. die aufgenommene Leistung, steigt.
- Fig. 2 zeigt einen weiteren Betriebsmodus, bei welchem der erste Schaltwandler 1 abgeschaltet ist, indem der Duty-Cycle der Ansteuerimpulse zu Null gesetzt wurde und die Ausgangsleistung ausschließlich durch den zweiten Schaltwandler 2 bereitgestellt wird. Beispielhaft ist hierbei auch ein Signalverlauf des Ansteuersignals SG2 bei sinkender Ausgangsleistung dargestellt, wobei sich dann der Duty-Cycle reduziert, um die pro Schaltvorgang aufgenommene Energie zu reduzieren. Hierbei sei darauf hingewiesen, dass während der High- Perioden des Signals SG2 der zweite Schalter S22 leitet, und der erste Schalter S21 sperrt, so dass bei kürzer werdenden Ansteuerimpulsen die pro Schaltvorgang aufgenommene Energie und damit im Mittel die aufgenommene Leistung sinkt.
- Fig. 2 zeigt einen dritten Betriebsmodus, bei dem die Ausgangsleistung ausschließlich durch den ersten Schaltwandler 1bereitgestellt wird, indem der Duty-Cycle des Ansteuersignals SG2 des zweiten Schaltwandlers zu Null gesetzt wurde. Dieser Fall tritt beispielsweise dann ein, wenn die Ausgangsspannung Uout trotz verringertem Duty-Cycle des Ansteuersignals SG2 weiter angestiegen ist, was auf eine sehr kleine an den Ausgang angeschlossene Last hindeutet.
- Fig. 3 zeigt eine schaltungstechnische Realisierung eines erfindungsgemäßen Spannungswandlers, wobei der erste und zweite Schalter des ersten Schaltwandlers gemeinsam mit der Ansteuereinheit, die die Ansteuersignale SG1, SG2 bereitstellt, in einem Gehäuse untergebracht sind. Dies ist deshalb möglich, weil bei diesem Ausführungsbeispiel der erste Schaltwandler eine geringe Leistungsaufnahme und Leistungsabgabe besitzt, so dass zum Schalter der hierbei auftretenden Ströme keine Leistungstransistoren erforderlich sind, die in separaten Gehäusen untergebracht werden sollten.
- Abschließend zeigt die Fig. 4 die Effizienz des ersten Schaltwandlers 1 und die Effizienz des zweiten Schaltwandler 2 in Prozent über dem Ausgangstrom, wobei angenommen wurde, dass die Eingangsspannung 15 V und die Ausgangsspannung 2 V beträgt und der durch die Last aufgenommene Strom zwischen 10 mA und 10A variieren kann. Für den als High-Side-Schalter eingesetzten Leistungstransistor S12 wird angenommen, dass er den Einschaltwiderstand von 50 mΩ bei einer Gate-Kapazität von 10 nC aufweist, für den als Low-Side-Schalter dienenden Leistungstransistor S21 wird angenommen, dass er einen Einschaltwiderstand von 10 mΩ bei einer Gate-Kapazität von 50 nC aufweist, während die in der Ansteuerschaltung IC integrierten "kleinen" Leistungstransistoren Einschaltwiderstände von 400 mΩ bei einer Gate-Kapazität von 1,2 nC für den High-Side- Schalter und einen Einschaltwiderstand von 100 mΩ bei einer Gate-Kapazität von 5 nC für den Low-Side-Schalter aufweisen. Die Frequenz des Ansteuersignals SG1 des Wandlers mit der größeren Leistungsaufnahme betrug in diesem Beispiel 100 kHz, die Frequenz des Ansteuersignals SG2 des Wandlers mit der geringeren Leistungsaufnahme betrug in diesem Beispiel 300 kHz.
- Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, besitzt der "kleine Schaltwandler" eine große Effizienz bei kleinen Ausgangsströmen, die zu größeren Ausgangsströmen hin abnimmt, während die Effizienz des "großen Schaltwandlers" mit zunehmenden Ausgangsströmen ansteigt. Die Ansteuerschaltung IC ist deshalb vorzugsweise so ausgebildet, dass sie den zweiten Schaltwandler erst ab einem vorgegebenen Ausgangsstrom zuschaltet, während der kleine Schaltwandler bei Überschreiten eines vorgegebenen Ausgangsstromes abgeschaltet wird, wobei die beiden Schaltwandler in einem Übergangsbereich gemeinsam betrieben werden.
- Die beiden Schaltwandler können jeweils mit einer festen Frequenz getaktet werden, wobei sich diese Frequenzen unterscheiden und der Schaltwandler mit der geringeren Leistungsaufnahme schneller getaktet wird als der Schaltwandler mit der größeren Leistungsaufnahme.
- Darüber hinaus können die Taktfrequenzen der Schaltwandler abhängig von der Ausgangsspannung auch variieren, wobei die Bereiche, innerhalb derer die Frequenzen jeweils schwanken, sich vorzugsweise nicht überschneiden.
Claims (18)
1. Spannungswandler, der folgende Merkmale aufweist:
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Ansteuersignal (SG1) eine erste Taktfrequenz
aufweist und das zweite Ansteuersignal (SG2) eine zweite
Frequenz aufweist, die sich unterscheiden.
- Eingangsklemmen (EK1, EK2) zum Anlegen einer
Eingangsspannung (Uin),
- Ausgangsklemmen (AK1, AK2) zum Bereitstellen einer
Ausgangsspannung (Uout),
- wenigstens einen ersten Schaltwandler (1), der an die
Eingangsklemmen (EK1, EK2) und die Ausgangsklemmen (AK1, AK2)
angeschlossen ist und der wenigstens einen die
Leistungsaufnahme beeinflussenden Schalter (S12) aufweist, der mittels
eines ersten Ansteuersignals (SG1) getaktet angesteuert ist,
- wenigstens einen zweiten Schaltwandler (2), der an die
Eingangsklemmen (EK1, EK2) und die Ausgangsklemmen (AK1, AK2)
angeschlossen ist und der wenigstens einen die
Leistungsaufnahme beeinflussenden Schalter (S22) aufweist der mittels
eines zweiten Ansteuersignals (SG2) getaktet angesteuert ist,
2. Spannungswandler nach Anspruch 1, bei dem die erste
und/oder zweite Frequenz abhängig von einer zwischen den
Ausgangsklemmen (AK1, AK2) anliegenden Ausgangsspannung (Uout)
variabel ist.
3. Spannungswandler nach Anspruch 1, bei dem die erste
und/oder zweite Frequenz fest sind.
4. Spannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der
eine Ansteuerschaltung (IC) aufweist, die ein erstes
Ansteuersignal (SG1) mit Ansteuerimpulsen im Takt der ersten Frequenz
für den Schalter (S12) in dem ersten Schaltwandler (1) und
ein zweites Ansteuersignal (SG2) mit Ansteuerimpulsen im Takt
der zweiten Frequenz für den Schalter (S22) in dem zweiten
Schaltwandler (2) bereitstellt.
5. Spannungswandler nach Anspruch 4, bei dem der
Ansteuerschaltung (IC) ein von der Ausgangsspannung (Uout) abhängiges
Regelsignal (SG3) zugeführt ist.
6. Spannungswandler nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Dauer
der jeweiligen Ansteuerimpulse des ersten und zweiten
Ansteuersignals (SG1, SG2) von der Ausgangsspannung (Uout) abhängig
ist.
7. Spannungswandler nach Anspruch 4, 5 oder 6, bei dem die
Frequenz des ersten und zweiten Ansteuersignals (SG1, SG2)
von der Ausgangsspannung (Uout) abhängig ist.
8. Spannungswandler nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei dem der erste und zweite Spannungswandler (1, 2) als
Abwärtswandler ausgebildet sind.
9. Spannungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem
der erste und zweite Spannungswandler als Aufwärtswandler
ausgebildet sind.
10. Spannungswandler nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei dem der erste Spannungswandler eine geringere maximale
Leistungsaufnahme als der zweite Spannungswandler aufweist.
11. Spannungswandler nach Anspruch 10, bei dem die Frequenz
der Ansteuerimpulse (1) des ersten Ansteuersignals (SG1)
höher als die Frequenz der Ansteuerimpulse des zweiten
Ansteuersignals (SG2) ist.
12. Spannungswandler nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei dem der Schalter (S1) des ersten Schaltwandlers (1) und
die Ansteuereinheit (IC) in einer gemeinsamen integrierten
Schaltung realisiert sind.
13. Verfahren zur Wandlung einer Eingangsspannung (Uin) in
eine Ausgangsspannung, mittels eines Spannungswandlers, der
folgende Merkmale aufweist: einen ersten Schaltwandler (1),
der an die Eingangsklemmen (EK1, EK2) und die Ausgangsklemmen
(AK1, AK2) angeschlossen ist und der wenigstens einen die
Leistungsaufnahme regelnden Schalter (S12) aufweist, der
mittels eines ersten Ansteuersignals (SG1) getaktet angesteuert
ist, und wenigstens einen zweiten Schaltwandler (2), der an
die Eingangsklemmen (EK1, EK2) und die Ausgangsklemmen (AK1,
AK2) angeschlossen ist und der wenigstens einen die
Leistungsaufnahme regelnden Schalter (S22) aufweist der mittels
eines zweiten Ansteuersignals (SG2) getaktet angesteuert ist,
umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Ansteuersignal (SG1) Ansteuerimpulse im Takt einer
ersten Frequenz aufweist und das zweite Ansteuersignal (SG2)
Ansteuerimpulse im Takt einer zweiten Frequenz aufweist,
wobei sich, die erste und zweite Frequenz unterscheiden.
14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die erste und/oder
zweite Frequenz abhängig von einer Ausgangsspannung (Uout)
variieren.
15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem die Dauer der
Ansteuerimpulse abhängig von einer Ausgangsspannung (Uout)
variiert.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem
abhängig von der Ausgangsspannung (Uout) einer der beiden
Schaltwandler abgeschaltet wird.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem
die erste und/oder zweite Frequenz jeweils innerhalb
vorgegebener Frequenzintervalle variieren.
18. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem sich die
Frequenzintervalle nicht überschneiden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002116252 DE10216252A1 (de) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | Spannungswandler und Verfahren zur Wandlung einer Eingangsspannung in eine Ausgangspannung |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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---|---|
DE10216252A1 true DE10216252A1 (de) | 2003-11-06 |
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ID=28798393
Family Applications (1)
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DE2002116252 Ceased DE10216252A1 (de) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | Spannungswandler und Verfahren zur Wandlung einer Eingangsspannung in eine Ausgangspannung |
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DE (1) | DE10216252A1 (de) |
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