EP2668715A1 - Method for regulating a buck/boost converter - Google Patents
Method for regulating a buck/boost converterInfo
- Publication number
- EP2668715A1 EP2668715A1 EP11785629.4A EP11785629A EP2668715A1 EP 2668715 A1 EP2668715 A1 EP 2668715A1 EP 11785629 A EP11785629 A EP 11785629A EP 2668715 A1 EP2668715 A1 EP 2668715A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- signal
- pulse width
- sig
- switching
- switching element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
- H02M3/1582—Buck-boost converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Definitions
- the invention relates to a method for controlling a clocked low-boost converter, wherein a buck clock switching element is driven with a common clock frequency with a first pulse width modulated switching signal and a boost converter switching element with a second
- pulse width modulated switching signal is driven, for converting an input voltage into a regulated
- pulse width modulated switching signals is used. Furthermore, the invention relates to a switching converter for
- So-called low-boost converter have been known for a long time. These are essentially to switching converter, which alternately or in a transition region at the same time in the manner of a boost converter and in the manner of a
- Circuitry a common throttle and a common input filter and a common output filter are provided.
- the buck converter switching element is connected between the input voltage and the first terminal of the throttle.
- the reference potential of the input voltage is connected on the one hand to the reference potential of the output voltage and on the other hand also connected via a first diode to the first terminal of the throttle.
- the boost converter switching element switches the reference potential to the second terminal of the reactor. This second connection of the throttle is also connected via a second diode with the connection of
- the diodes can also be designed as a synchronous switch. If the input voltage exceeds the output voltage,
- the switching converter works as a buck converter. As soon as the input voltage drops below the output voltage, a change takes place into the boost converter mode (FIG. 2).
- the two switching elements are usually by means of
- pulse width modulated switching signals controlled usually a control signal of an output voltage regulator is superimposed on a sawtooth or triangular signal.
- a control signal of an output voltage regulator is superimposed on a sawtooth or triangular signal.
- DE 43 06 070 C1 discloses a low boost converter, wherein two pulse width modulated signals are generated with only one regulator signal.
- a sawtooth signal is offset from the second sawtooth signal by a value equal to the amplitude.
- Buck converter is known from US 6 166 527 A.
- Pulse width modulated switching signal generated, which dictates an early clocking in the transition.
- Oscillating circuits lead to faults. Such disturbances affect, for example, increased losses, because no quasi-resonant switching can take place. In addition, occurring disturbances can lead to unwanted noise emissions.
- the invention has for its object to provide an improvement over the prior art for a method of the type mentioned.
- a should have for its object to provide an improvement over the prior art for a method of the type mentioned.
- Another object is to describe a buck-boost converter for carrying out the method.
- this object is achieved by a method according to claim 1 and a buck-boost converter according to
- Pulse width modulated switching signal occurs and wherein by means of the amplified control signal, the second
- pulse width modulated switching signal is generated.
- the non-amplified regulator signal is further used to generate the first pulse width modulated switching signal for the buck converter switching signal.
- parasitic capacitor of this buck converter switching element continues to charge.
- the parasitic capacitor forms together with the reactor inductance and a parasitic capacitor of the boost converter switching element a
- Decrement switching element just shuts off during a switching cycle or already remains on continuously, the state of charge of the parasitic
- Comparative signal is formed, which is a
- Comparison pulse has when the inductor current or the current through the buck converter switching element, the value of the
- Such a signal can be generated by means of a simple circuit structure.
- a phase difference signal is formed, that while the Phase difference signal is equal to zero, if within a switching cycle, the comparison pulse of the comparison signal in time after the turn-off pulse of the first
- pulse width modulated switching signal occurs and that the phase difference signal proportional to the temporal
- Difference between comparison pulse of the comparison signal and turn-off pulse of the first pulse-width modulated switching signal increases when within a switching cycle of the
- Regulator signal are added to generate a boosted controller signal.
- Input voltage approximates. This is done independently of the course of the second pulse width modulated switching signal, which is usually generated by superposition of a sawtooth or triangular signal with the controller signal. This measure results in that the profile of the current in the inductor of the step-up converter runs continuously in the transition phases from the step-down converter to the step-up converter mode.
- the inventive step-up converter for carrying out one of the methods described above provides that a control signal of an output voltage regulator together with a sawtooth or triangular signal a first
- Pulse width modulator is supplied, at the output of the first pulse width modulated switching signal for driving the Wegsetz switching element is applied and wherein a order in the
- Comparator and the first pulse width modulated switching signal are supplied to a phase evaluation module, wherein the
- Phase difference signal applied to the output of the phase evaluation module and wherein the with the phase difference signal
- amplified control signal is supplied to the second pulse width modulator.
- phase evaluation module is as
- phase difference signal and the regulator signal are fed to an adder and if the amplified applied to the output of the adder
- Control signal is supplied to the second pulse width modulator.
- a third pulse width modulator is provided, the sawtooth or triangular signal and an output signal of a
- Transition controller are supplied and which is connected together with the second pulse width modulator via an OR circuit with the boost converter switching element.
- the third pulse width modulator generates independently of the controller signal
- Pulse width modulated signal which can clock the Hochsetzer- switching element earlier in the transition region from the buck converter to the boost converter operation, as would happen as a result of the second pulse width modulated switching signal.
- FIG. 3 block diagram of an exemplary Tief- Hochsetzstellers without transition controller
- FIG. 7 block diagram of an exemplary Tief- Hochsetzstellers with transition controller
- Fig. 8 waveforms of a low boost converter after
- a known power section of a low boost converter comprises a throttle L, which is connected via a buck converter switching element Sl to an input voltage U I.
- An output voltage U 0UT and the input voltage U I are related to the same reference potential.
- Reference potential and a connection between inductor L and buck converter switching element Sl is a first diode Dl
- the inductor L is connected to the positive output of the low boost converter via a second diode D2
- a connection between the inductor L and the second diode D2 is connected.
- a connection between the inductor L and the second diode D2 is connected via a boost converter switching element S2 to the
- the two switching elements Sl, S2 each have a parasitic capacitor C s i, C S2 and are controlled by means of a pulse width modulator PWM control.
- the pulse width modulator PWM control is supplied with both the output voltage U OUT and the input voltage U IN (FIG. 1).
- FIG. 3 exemplary embodiment is shown in Fig. 3.
- Input capacitor Ci is charged.
- Inductor current i L the current through the buck converter switching element Sl can be used to the appropriate
- Step-up operation increases the inductor current i L , as long as the buck converter switching element Sl and the boost converter switching element S2 are turned on. After the boost converter switching element S2 switches off, the inductor current i L drops. In this case, the time is detected at which the inductor current i L reaches the value of the reference current I Re f. This detection takes place by means of a at the output of the comparator Komp
- this comparison signal Sig K om P is for example equal to one when the inductor current is i L to the reference current I re f, and equal to zero when the inductor current i L becomes lower than the
- Reference current I Re f is (Fig. 4, Fig. 5). A change from one to zero thus signals the achievement of the reference current
- An output voltage regulator REG compares the
- Output voltage U 0 UT with a nominal value SOLL The regulation will be described below by way of example for the case that a falling input voltage UI drops below the output voltage UOU. Without control intervention also sinks
- the output voltage regulator REG provides a higher regulator signal U RE G (FIG. 8).
- the regulator signal U RE G is in a first pulse width modulator PWM1 a first Sawtooth signal U Saw of a signal generator GEN superimposed.
- the resulting pulse width modulated switching signal Sig s i is used to control the buck converter switching element Sl.
- the sawtooth signal U stake gl is also a peak detector PD for detecting a peak signal of the sawtooth signal U stake gl supplied.
- the ramp signal U stake gl and the peak signal is added to an offset sawtooth signal U stakeg 2, which is supplied to a second pulse width modulator PWM2 for generating the second pulse width modulated switching signal Sig S2.
- the offset sawtooth signal U stake g2 is the amplified signal controller U superimposed v.
- the signal generator GEN outputs a triangular signal instead of a sawtooth signal.
- the extent of the control signal amplification depends on how long the period between the time at which the
- the amplified control signal U v by adding the control signal U RE G with a
- Phase difference signal U P h aS e formed.
- FIGS. 4 and 5 show the formation of the
- Phase difference signal U PhaS e ⁇ In diagrams are the
- Throttle current i L the first pulse width modulated switching signal Sig s i, the second pulse width modulated switching signal Sig S 2, the comparison signal Sig K om P and the phase difference signal U P h aS e shown over the time t.
- Throttling current i L with the reference current I Re f is the
- Comparison signal Sig K om P formed, as described above. Occurs during a switching cycle a falling edge of the
- Phase difference signal U P h aS e is equal to zero (FIG. 4).
- phase difference signal U P h aS e is not equal to zero when, during a switching cycle, a falling edge of the comparison signal Sig K om P occurs before the switch-off pulse of the first pulse-width-modulated switching signal Sig s i. The longer the time span between the falling edge of the
- phase difference signal U P h aS e indicates how much later the buck converter switching element Sl shuts off, based on the instant at which the inductor current i L reaches the value of the reference current I Re f.
- the formation of the phase difference signal is realized in a simple manner by means of a flip-flop circuit and a downstream smoothing stage.
- phase difference signal U P h ase can be done by means of a program which is implemented in a microcontroller.
- pulse width modulated switching signal Sig S 2 formed.
- the boosted regulator signal U v causes the boost converter switching element S2 to clock sooner and with a longer duty cycle than unboosted
- Output voltage U 0 UT and the output voltage regulator REG provides a lower control signal U RE G to the
- the described intervention in the regulation causes the transition from the buck converter operation T to
- Input voltage U I drops below a voltage U T / H , which is above the output voltage U 0UT (Fig. 6).
- switching off of the buck converter switching element S1 continues.
- a circuit construction is indicated, which during a transition from the buck converter operation T for
- Boost converter operation H additionally causes a forced early clocking of the boost converter switching element S2, independently of the output signal of the second pulse width modulator PWM2.
- the corresponding signal curves are shown in FIG. 8.
- Output signal PWM2 0UT is no longer directly available as a second pulse width modulated switching signal Sig S2 .
- Switch signal Sig s i remains unchanged.
- a third pulse width modulator PWM3 the sawtooth signal U prese gl and an output signal U UK of a transition controller UK are supplied.
- the transitional controller UK is, for example, one
- Analog circuit or a digital signal processor the one Function of the output signal U UK over the difference between input voltage U I and output voltage U 0UT maps.
- an output signal U UK is generated when the input voltage U I approaches a lower output voltage U OUT and the difference between the input voltage U I and the output voltage U 0UT drops below a limit value.
- the third pulse width modulator PWM gives a third
- Input voltage U IN of the output voltage U approaches 0UT and the second pulse width modulated output PWM2 0 U T still has no pulses.
- Pulse width modulated switching signal Sig S2 for driving the Hochsetzer switching element S2 formed.
- This switching signal Sig S2 corresponds to the third pulse-width-modulated output signal PWM3 0 uiv until the duration of the switching pulses are shorter than ene of the second pulse-width-modulated output signal PWM2 0UT running synchronously. From this time, the second corresponds
- the third pulse width modulated output signal PWM3 0UT is therefore only used to drive the Hochsetzer switching element S2 when the difference between the input voltage U IN and output voltage U 0UT below the limit of
- Output signal PWM2 0UT still provides no turn-on times , which ene the third pulse width modulated output signal PWM3 0 U T exceed.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
The method involves operating buck-boost converter in a batch mode with quasi resonant switching. The inductor current (iL) or current through down converter switching element (S1) is compared with a reference current (Iref) to amplify control signal (Ureg), so that generation time of reference current before a turn-off pulse of pulse-width modulated switching signal (SigS1) is reached by amplified control signal (Uv) and pulse-width modulated switching signal (SigS2). An independent claim is included for buck-boost converter.
Description
Verfahren zur Regelung eines Tief-Hochsetzstellers Method for controlling a low boost converter
Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines getakteten Tief-Hochsetzstellers, wobei mit einer gemeinsamen Taktfrequenz ein Tiefsetzer-Schaltelement mit einem ersten pulsweitenmodulierten Schaltsignal angesteuert wird und ein Hochsetzer-Schaltelement mit einem zweiten The invention relates to a method for controlling a clocked low-boost converter, wherein a buck clock switching element is driven with a common clock frequency with a first pulse width modulated switching signal and a boost converter switching element with a second
pulsweitenmodulierten Schaltsignal angesteuert wird, zur Umwandlung einer Eingangsspannung in eine geregelte pulse width modulated switching signal is driven, for converting an input voltage into a regulated
Ausgangsspannung, wobei ein Reglersignal eines Output voltage, wherein a regulator signal of a
Ausgangsspannungsreglers zur Erzeugung der Output voltage regulator for generating the
pulsweitenmodulierten Schaltsignale verwendet wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Schaltwandler zur pulse width modulated switching signals is used. Furthermore, the invention relates to a switching converter for
Durchführung des Verfahrens. Implementation of the procedure.
Sogenannte Tief-Hochsetzsteller sind seit langem bekannt. Dabei handelt es sich im Wesentlichen um Schaltwandler, die abwechselnd oder in einem Übergangsbereich gleichzeitig nach der Art eines Hochsetzstellers und nach der Art eines So-called low-boost converter have been known for a long time. These are essentially to switching converter, which alternately or in a transition region at the same time in the manner of a boost converter and in the manner of a
Tiefsetzstellers arbeiten. In einer entsprechenden Buck converter work. In a corresponding
Schaltungsanordnung sind eine gemeinsame Drossel sowie ein gemeinsamer Eingangsfilter und ein gemeinsamer Ausgangsfilter vorgesehen. In der Regel ist das Tiefsetzer-Schaltelement zwischen die Eingangsspannung und den ersten Anschluss der Drossel geschaltet. Das Bezugspotenzial der Eingangsspannung ist einerseits mit dem Bezugspotenzial der Ausgangsspannung verbunden und andererseits über eine erste Diode ebenfalls an den ersten Anschluss der Drossel geschaltet. Das Hochsetzer- Schaltelement schaltet das Bezugspotenzial an den zweiten Anschluss der Drossel. Dieser zweite Anschluss der Drossel ist zudem über eine zweite Diode mit dem Anschluss der Circuitry a common throttle and a common input filter and a common output filter are provided. In general, the buck converter switching element is connected between the input voltage and the first terminal of the throttle. The reference potential of the input voltage is connected on the one hand to the reference potential of the output voltage and on the other hand also connected via a first diode to the first terminal of the throttle. The boost converter switching element switches the reference potential to the second terminal of the reactor. This second connection of the throttle is also connected via a second diode with the connection of
Ausgangsspannung verbunden (Fig. 1) . Die Dioden können dabei auch als Synchronschalter ausgebildet sein.
Übersteigt die Eingangsspannung die Ausgangsspannung, Output voltage connected (Fig. 1). The diodes can also be designed as a synchronous switch. If the input voltage exceeds the output voltage,
arbeitet der Schaltwandler als Tiefsetzsteller. Sobald die Eingangsspannung unter die Ausgangsspannung abfällt, erfolgt ein Wechsel in den Hochsetzstellerbetrieb (Fig. 2) . the switching converter works as a buck converter. As soon as the input voltage drops below the output voltage, a change takes place into the boost converter mode (FIG. 2).
Die beiden Schaltelemente werden in der Regel mittels The two switching elements are usually by means of
pulsweitenmodulierter Schaltsignale angesteuert. Zur Bildung dieser Schaltsignale wird zumeist ein Reglersignal eines Ausgangsspannungsreglers einem Sägezahn- oder Dreieckssignal überlagert. Beispielsweise ist in der Patentschrift DE 43 06 070 Cl ein Tief-Hochsetzsteller offenbart, wobei mit nur einem Reglersignal zwei pulsweitenmodulierte Signale erzeugt werden. Ein Sägezahnsignal ist dabei gegenüber dem zweiten Sägezahnsignal um einen Wert gleich der Amplitude verschoben. Damit beträgt bei steigendem Reglerausgangssignal das pulse width modulated switching signals controlled. To form these switching signals, usually a control signal of an output voltage regulator is superimposed on a sawtooth or triangular signal. For example, DE 43 06 070 C1 discloses a low boost converter, wherein two pulse width modulated signals are generated with only one regulator signal. A sawtooth signal is offset from the second sawtooth signal by a value equal to the amplitude. Thus, with increasing controller output signal is the
Tastverhältnis des ersten pulsweitenmodulierten Schaltsignals zur Ansteuerung des Tiefsetzstellers 100% Prozent, bevor das zweite Schaltsignal dem Hochsetzsteller erste Schaltimpulse liefert . Duty cycle of the first pulse width modulated switching signal for driving the buck converter 100% percent before the second switching signal provides the boost converter first switching pulses.
Um Spannungsabfälle in den Bauelementen des Schaltwandlers zu kompensieren, kennt man auch Verfahren, bei welchen die beiden Sägezahnsignale um einen Wert gleich der Amplitude abzüglich eines Korrekturwertes verschoben sind. Eine In order to compensate for voltage drops in the components of the switching converter, methods are also known in which the two sawtooth signals are shifted by a value equal to the amplitude minus a correction value. A
derartige Überlagerung der Sägezahnsignale zur Realisierung eines überschneidenden Betriebs des Hoch- und Such superposition of Sägezahnsignale to realize an intersecting operation of the high and
Tiefsetzstellers ist aus der US 6 166 527 A bekannt. Buck converter is known from US 6 166 527 A.
Aus der WO 2009/033924 A2 ist bekannt, während eines From WO 2009/033924 A2 is known during a
Übergangs vom Tiefsetzstellerbetrieb zum Transition from buck converter mode to
Hochsetzstellerbetrieb dem Hochsetzer-Schaltelement ein früheres Takten aufzuzwingen. Dabei wird ein weiteres Hochsetzstellerbetrieb impose the Hochsetzer switching element an earlier clocking. This will be another
pulsweitenmoduliertes Schaltsignal erzeugt, welches beim Übergang ein frühres Takten vorgibt. Pulse width modulated switching signal generated, which dictates an early clocking in the transition.
Ein störungsfreier Übergang zwischen den beiden Betriebsarten ist in der Regel nur möglich, wenn die Schaltelemente des
Tief-Hochsetzstellers in einem kontinuierlichen Modus geschaltet werden. Die gemeinsame Drossel bleibt dabei immer magnetisch aufgeladen und es kommt zu keinen A trouble-free transition between the two modes is usually only possible if the switching elements of the Low boost converter to be switched in a continuous mode. The common choke always remains magnetically charged and there is none
Resonanzschwingungen, welche gewöhnlich nach einer erfolgten Entmagnetisierung der Drossel auftreten. Resonant vibrations, which usually occur after a successful demagnetization of the throttle.
In einem diskontinuierlichen Modus wird das jeweilige In a discontinuous mode, the respective
Schaltelement eingeschaltet, nachdem die Drossel Switching element switched on after the throttle
entmagnetisiert ist. Es tritt also eine Totzeit auf. Nach dem Stand der Technik wird in einem diskontinuierllichem Modus sogenanntes quasiresonantes Schalten (Valley-Switching) angestrebt. Dabei wird das Schaltelement eingeschaltet, wenn die mit einer Resonanzfrequenz schwingende Spannung am abgeschalteten Schaltelement ein Minimum aufweist. Auf diese Weise werden Einschaltverluste niedrig gehalten. is demagnetized. So there is a dead time. According to the prior art so-called quasi-resonant switching (valley-switching) is sought in a discontinuous mode. In this case, the switching element is turned on when the oscillating at a resonant frequency voltage at the switched-off switching element has a minimum. In this way, turn-on losses are kept low.
Bei einem gattungsgemäßen Tief-Hochsetzsteller können In a generic low-boost converter can
unbestimmte Resonanzereignisse innerhalb vorhandener indefinite resonant events within existing ones
Schwingkreise zu Störungen führen. Solche Störungen betreffen beispielsweise erhöhte Verluste, weil kein quasiresonantes Schalten erfolgen kann. Zudem können auftretende Störungen zu unerwünschten Geräuschemissionen führen. Oscillating circuits lead to faults. Such disturbances affect, for example, increased losses, because no quasi-resonant switching can take place. In addition, occurring disturbances can lead to unwanted noise emissions.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Verfahren der eingangs genannten Art eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik anzugeben. Insbesondere soll ein The invention has for its object to provide an improvement over the prior art for a method of the type mentioned. In particular, a should
störungsfreier Betrieb in einem diskontinuierlichen Modus realisiert werden. Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen Tief-Hochsetzsteller zur Durchführung des Verfahrens zu beschreiben . trouble-free operation can be realized in a discontinuous mode. Another object is to describe a buck-boost converter for carrying out the method.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und einen Tief-Hochsetzsteller gemäß According to the invention this object is achieved by a method according to claim 1 and a buck-boost converter according to
Anspruch 7. Verbesserungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen .
Dabei wird der Tief-Hochsetzsteller in einem Claim 7. Improvements are to be taken from the dependent claims. Here, the low boost converter is in one
diskontinuierlichen Modus mit quasiresonantem Schalten betrieben, wobei der Drosselstrom oder der Strom durch das Tiefsetzer-Schaltelement erfasst und mit einem Referenzstrom verglichen wird, wobei das Reglersignal in dem Ausmaß operated with quasi-resonant switching discontinuous mode, wherein the inductor current or the current detected by the buck converter switching element and compared with a reference current, wherein the regulator signal to the extent
verstärkt wird, in dem die Erreichung des Referenzstromes zeitlich vor einem Abschaltimpuls des ersten is amplified, in which the achievement of the reference current in time before a turn-off of the first
pulsweitenmodulierten Schaltsignals auftritt und wobei mittels des verstärkten Reglersignals das zweite Pulse width modulated switching signal occurs and wherein by means of the amplified control signal, the second
pulsweitenmodulierte Schaltsignal erzeugt wird. pulse width modulated switching signal is generated.
Die beschriebenen Eingriffe in die Regelung haben zur Folge, dass nach einer Drosselentmagnetisierung immer ein The described interventions in the control have the consequence that after a Drosselentmagnetisierung always a
eindeutiger Resonanzzustand besteht, welcher ein problemloses quasiresonantes Schalten ermöglicht. Eine abfallende unique resonant state exists, which allows a trouble-free quasi-resonant switching. A sloping
Eingangsspannung führt zunächst zu einem Ansteigen des Input voltage initially leads to an increase in the
Reglersignals. Eine Verstärkung des Reglersignals bewirkt in weiterer Folge, dass das Hochsetzer-Schaltelement früher zu takten beginnt, wenn sich die Eingangsspannung der Controller signal. As a result, amplification of the regulator signal causes the boost converter switching element to begin to clock sooner, when the input voltage of the
Ausgangsspannung annähert. Bei der Überlagerung mit einem gleichbleibendem Sägezahn- oder Dreieckssignal erfolgen Approximates output voltage. When superimposing with a constant Sägezahn- or triangular signal done
Überschneidungen, welche die Ein- und Ausschaltzeiten Overlaps, which are the on and off times
bestimmen. Die Überschneidungen treten früher als mit dem nicht verstärkten Reglersignal auf. Das nicht verstärkte Reglersignal wird dabei weiterhin zur Erzeugung des ersten pulsweitenmodulierten Schaltsignals für das Tiefsetzer- Schaltsignal herangezogen. determine. The overlaps occur earlier than with the non-amplified control signal. The non-amplified regulator signal is further used to generate the first pulse width modulated switching signal for the buck converter switching signal.
Die frühere Aktivierung des Hochsetzstellers führt dazu, dass der Ausgangsspannungsregler ein niedrigeres Reglersignal vorgibt, um die Ausgangsspannung einem gewünschten Sollwert nachzuregeln . Das Tiefsetzer-Schaltelement taktet weiter, während die Eingangsspannung unter die Ausgangsspannung abfällt. Dieses weiterhin erzwungene Abschalten des Earlier activation of the boost converter causes the output voltage regulator to provide a lower regulator signal to slew the output voltage to a desired setpoint. The buck converter switching element continues to clock while the input voltage falls below the output voltage. This continued forced shutdown of the
Tiefsetzsteller-Schaltelements bewirkt, dass sich ein Buck converter switching element causes a
parasitärer Kondensator dieses Tiefsetzsteller-Schaltelements weiterhin auflädt. Der parasitäre Kondensator bildet
gemeinsam mit der Drosselinduktivität und einem parasitären Kondensator des Hochsetzer-Schaltelements einen parasitic capacitor of this buck converter switching element continues to charge. The parasitic capacitor forms together with the reactor inductance and a parasitic capacitor of the boost converter switching element a
Resonanzschwingkreis. Die dabei auftretenden Spannungsminima an den Schaltelementen werden genutzt, um den Tief- Hochsetzsteller quasiresonant zu schalten. Resonant circuit. The voltage minima occurring at the switching elements are used to switch the low boost converter quasi-resonant.
Ohne die angegebene Maßnahme würde beim Übergang vom Without the specified measure, the transition from
Tiefsetzstellerbetrieb zum Hochsetzstellerbetrieb ein Buck converter operation for boost converter operation
Undefinierter Zustand entstehen. Je nachdem, ob das Undefined condition arise. Depending on if that
Tiefsetzer-Schaltelement während eines Schaltzyklus gerade noch abschaltet oder bereits durchgehend eingeschaltet bleibt, würde sich der Ladezustand des parasitären Decrement switching element just shuts off during a switching cycle or already remains on continuously, the state of charge of the parasitic
Kondensators des Tiefsetzsteller-Schaltelements laufend ändern. Das hätte ein von Taktzyklus zu Taktzyklus Change the capacitor of the buck converter switching element continuously. That would have one clock cycle to clock cycle
unterschiedliches Resonanzverhalten des Schwingkreises zurdifferent resonance behavior of the resonant circuit for
Folge. Ein quesiräsonantes Schalten wäre nicht mehr möglich. Episode. A quesiräsonantes switching would not be possible.
Vorteilhaft ist es, wenn als Referenzstrom jener Strom vorgegeben wird, welcher gerade erforderlich ist, um einen parasitären Kondensator des Tiefsetzer-Schaltelements auf den Wert der Eingangsspannung aufzuladen. Der Eingriff in die Regelung bleibt auf ein Mindestmaß beschränkt, ohne die angestrebte Wirkung zu beeinträchtigen. Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn mittels eines It is advantageous if as reference current that current is specified which is just required to charge a parasitic capacitor of the buck converter switching element to the value of the input voltage. The intervention in the regulation remains to a minimum, without affecting the desired effect. Furthermore, it is advantageous if by means of a
Vergleichs des Drosselstromes oder des Stromes durch das Tiefsetzer-Schaltelement mit dem Referenzstrom ein Comparing the inductor current or the current through the buck converter switching element with the reference current
Vergleichssignal gebildet wird, welches einen Comparative signal is formed, which is a
Vergleichsimpuls aufweist, wenn der Drosselstrom bzw. der Strom durch das Tiefsetzer-Schaltelement den Wert des Comparison pulse has when the inductor current or the current through the buck converter switching element, the value of the
Referenzstromes erreicht. Ein solches Signal ist mittels eines einfachen Schaltungsaufbaus generierbar. Reference current reached. Such a signal can be generated by means of a simple circuit structure.
Dabei sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens vor, dass mittels einer Phasenbewertung des ersten An advantageous development of the method provides that by means of a phase evaluation of the first
pulsweitenmodulierten Schaltsignals und des Vergleichssignals ein Phasendifferenzsignal gebildet wird, dass dabei das
Phasendifferenzsignal gleich Null ist, wenn innerhalb eines Schaltzyklus der Vergleichsimpuls des Vergleichssignals zeitlich nach dem Abschaltimpuls des ersten pulse width modulated switching signal and the comparison signal, a phase difference signal is formed, that while the Phase difference signal is equal to zero, if within a switching cycle, the comparison pulse of the comparison signal in time after the turn-off pulse of the first
pulsweitenmodulierten Schaltsignals auftritt und dass das Phasendifferenzsignal proportional mit der zeitlichen pulse width modulated switching signal occurs and that the phase difference signal proportional to the temporal
Differenz zwischen Vergleichsimpuls des Vergleichssignals und Abschaltimpuls des ersten pulsweitenmodulierten Schaltsignals zunimmt, wenn innerhalb eines Schaltzyklus der Difference between comparison pulse of the comparison signal and turn-off pulse of the first pulse-width modulated switching signal increases when within a switching cycle of the
Vergleichsimpuls des Vergleichssignals zeitlich vor dem Comparison pulse of the comparison signal before the time
Abschaltimpuls des ersten pulsweitenmodulierten Schaltsignals auftritt. Das Phasendifferenzsignal ist unmittelbar zur Shutdown pulse of the first pulse width modulated switching signal occurs. The phase difference signal is directly to
Verstärkung des Reglersignals nutzbar. Gain of the controller signal usable.
Insbesondere ist es günstig, die Verstärkung in der Weise zu realisieren, dass das Phasendifferenzsignal und das In particular, it is favorable to realize the amplification in such a way that the phase difference signal and the
Reglersignal zur Erzeugung eines verstärkten Reglersignals addiert werden. Regulator signal are added to generate a boosted controller signal.
Eine weitere Verbesserung beim Übergang vom Tiefsetzsteller- zum Hochsetzstellerbetrieb ist gegeben, wenn das Hochsetzer- Schaltelement in der Weise angesteuert wird, dass bei einer Annäherung der fallenden Eingangsspannung an eine kleinere Ausgangsspannung das Hochsetzer-Schaltelement mit A further improvement in the transition from buck converter to boost converter operation is given when the Hochsetzer- switching element is driven in such a way that when approaching the falling input voltage to a smaller output voltage, the boost converter switching element with
ansteigendem Tastverhältnis zu takten beginnt, bevor die Eingangsspannung gleich der Ausgangsspannung ist. Auf diese Weise wird bei jedem Übergang vom Tiefsetzsteller- zum starts rising clocking before the input voltage is equal to the output voltage. In this way, at each transition from the buck converter to the
Hochsetzstellerbetrieb sichergestellt, dass das Hochsetzer- Schaltelement bereits mit sehr kurzen Einschaltzeiten zu takten beginnt, wenn sich die Ausgangsspannung an die Hochsetzer operation ensures that the Hochsetzer- switching element begins to clock with very short turn-on, when the output voltage to the
Eingangsspannung annähert. Dies geschieht unabhängig vom Verlauf des zweiten pulsweitenmodulierten Schaltsignals, welches in der Regel durch Überlagerung eines Sägezahn- oder Dreieckssignals mit dem Reglersignal erzeugt wird. Diese Maßnahme führt dazu, dass der Verlauf des Stromes in der Drossel des Tief-Hochsetzstellers in den Übergangsphasen vom Tiefsetzsteller- zum Hochsetzstellerbetrieb kontinuierlich verläuft .
Der erfindungsgemäße Tief-Hochsetzsteller zur Durchführung eines der oben beschriebenen Verfahren sieht vor, dass ein Reglersignal eines Ausgangsspannungsreglers gemeinsam mit einem Sägezahn- oder Dreieckssignal einem ersten Input voltage approximates. This is done independently of the course of the second pulse width modulated switching signal, which is usually generated by superposition of a sawtooth or triangular signal with the controller signal. This measure results in that the profile of the current in the inductor of the step-up converter runs continuously in the transition phases from the step-down converter to the step-up converter mode. The inventive step-up converter for carrying out one of the methods described above provides that a control signal of an output voltage regulator together with a sawtooth or triangular signal a first
Pulsweitenmodulator zugeführt ist, an dessen Ausgang das erste pulsweitenmodulierte Schaltsignal zur Ansteuerung des Tiefsetz-Schaltelements anliegt und wobei ein um im Pulse width modulator is supplied, at the output of the first pulse width modulated switching signal for driving the Tiefsetz switching element is applied and wherein a order in the
Wesentlichen eine Amplitude des Sägezahn- oder Dreiecksignals versetztes weiteres Sägezahn- oder Dreiecksignal einem zweiten Pulsweitenmodulator zugeführt ist, an dessen Ausgang das zweite pulsweitenmodulierte Schaltsignal zur Ansteuerung des Hochsetzer-Schaltelements anliegt. Dabei sind der Substantially an amplitude of the sawtooth or triangular signal offset further sawtooth or triangular signal is fed to a second pulse width modulator, at whose output the second pulse width modulated switching signal is applied to drive the Hochsetzer switching element. Here are the
Drosselstrom oder der Strom durch das Tiefsetzer- Schaltelement und ein Referenzstrom einem Komparator Inductor current or the current through the buck converter switching element and a reference current to a comparator
zugeführt, wobei das Vergleichssignal am Ausgang des supplied, wherein the comparison signal at the output of the
Komparators und das erste pulsweitenmodulierte Schaltsignal einem Phasenbewertungsmodul zugeführt sind, wobei das Comparator and the first pulse width modulated switching signal are supplied to a phase evaluation module, wherein the
Phasendifferenzsignal am Ausgang des Phasenbewertungsmoduls anliegt und wobei das mit dem Phasendifferenzsignal Phase difference signal applied to the output of the phase evaluation module and wherein the with the phase difference signal
verstärkte Reglersignal dem zweiten Pulsbreitenmodulator zugeführt ist. Somit ist ein einfacher Aufbau gegen, der sowohl mit diskreten Bauelementen als auch mittels einer integrierten Schaltung realisierbar ist. amplified control signal is supplied to the second pulse width modulator. Thus, a simple structure is against, which is feasible both with discrete components as well as by means of an integrated circuit.
Vorteilhafterweise ist das Phasenbewertungsmodul als Advantageously, the phase evaluation module is as
Funktionsmodul eines Mikrokontrollers ausgebildet. Alternativ dazu ist eine Flip-Flop-Schaltung mit nachgeschalteter Function module designed a microcontroller. Alternatively, a flip-flop circuit is connected downstream
Glättungsstufe vorzusehen. Provide smoothing stage.
Zur Erzeugung des zweiten pulsweitenmodulierten Schaltsignals ist es vorteilhaft, wenn das Phasendifferenzsignal und das Reglersignal einem Additionsglied zugeführt sind und wenn das am Ausgang des Additionsglied anliegende verstärkte To generate the second pulse-width-modulated switching signal, it is advantageous if the phase difference signal and the regulator signal are fed to an adder and if the amplified applied to the output of the adder
Reglersignal dem zweiten Pulsweitenmodulator zugeführt ist.
Für einen störungsfreien Übergang vom Tiefsetzsteller- zum Hochsetzstellerbetrieb ist es zudem von Vorteil, wenn ein dritter Pulsweitenmodulator vorgesehen ist, dem das Sägezahnoder Dreieckssignal und ein Ausgangssignal eines Control signal is supplied to the second pulse width modulator. For a smooth transition from Tiefsetzsteller- to boost converter operation, it is also advantageous if a third pulse width modulator is provided, the sawtooth or triangular signal and an output signal of a
Übergangskontrollers zugeführt sind und welcher gemeinsam mit dem zweiten Pulsweitenmodulator über eine Oder-Schaltung mit dem Hochsetzer-Schaltelement verbunden ist. Mittels des Ausgangssignals des Übergangskontrollers generiert der dritte Pulsweitenmodulator unabhängig vom Reglersignal ein Transition controller are supplied and which is connected together with the second pulse width modulator via an OR circuit with the boost converter switching element. By means of the output signal of the transition controller, the third pulse width modulator generates independently of the controller signal
pulsweitenmoduliertes Signal, welches im Übergangsbereich vom Tiefsetzsteller- zum Hochsetzstellerbetrieb das Hochsetzer- Schaltelement früher takten lässt, als dies infolge des zweiten pulsweitenmodulierten Schaltsignals geschehen würde. Pulse width modulated signal, which can clock the Hochsetzer- switching element earlier in the transition region from the buck converter to the boost converter operation, as would happen as a result of the second pulse width modulated switching signal.
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung: The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. In a schematic representation:
Fig. 1 Tief-Hochsetzsteller nach dem Stand der Technik Fig. 2 Spannungsverlauf eines bekannten Tief- Hochsetzstellers Fig. 1 Deep-boost converter according to the prior art Fig. 2 voltage waveform of a known Tief- Hochsetzstellers
Fig. 3 Blockschaltbild eines beispielhaften Tief- Hochsetzstellers ohne Übergangskontroller Fig. 3 block diagram of an exemplary Tief- Hochsetzstellers without transition controller
Fig. 4 Verlauf der Schaltsignale über der Zeit ohne Fig. 4 course of the switching signals over time without
Eingriff in die Regelung Intervention in the scheme
Fig. 5 Verlauf der Schaltsignale über der Zeit mit Eingriff in die Regelung Fig. 5 Course of the switching signals over time with intervention in the scheme
Fig. 6 Spannungsverlauf eines erfindungsgemäßen Tief- Hochsetzstellers Fig. 6 voltage waveform of a Tief- Hochsetzstellers invention
Fig. 7 Blockschaltbild eines beispielhaften Tief- Hochsetzstellers mit Übergangskontroller Fig. 7 block diagram of an exemplary Tief- Hochsetzstellers with transition controller
Fig. 8 Signalverläufe eines Tief-Hochsetzstellers nach Fig. 8 waveforms of a low boost converter after
Fig. 7
Ein bekannter Leistungsteil eines Tief-Hochsetzstellers umfasst eine Drossel L, welche über ein Tiefsetzer- Schaltelement Sl an eine Eingangsspannung UI angeschlossen ist. Eine Ausgangsspannung U0UT und die Eingangsspannung UI sind auf dasselbe Bezugspotenzial bezogen. Dabei sind Fig. 7 A known power section of a low boost converter comprises a throttle L, which is connected via a buck converter switching element Sl to an input voltage U I. An output voltage U 0UT and the input voltage U I are related to the same reference potential. There are
gewöhnlich ein Eingangskondensator Ci und ein usually an input capacitor Ci and a
Ausgangskondensator Co vorgesehen. Zwischen dem Output capacitor Co provided. Between the
Bezugspotenzial und einer Verbindung zwischen Drossel L und Tiefsetzer-Schaltelement Sl ist eine erste Diode Dl Reference potential and a connection between inductor L and buck converter switching element Sl is a first diode Dl
geschaltet. Diese wird im Tiefsetzstellerbetrieb leitend, wenn das Tiefsetzer-Schaltelement Sl abschaltet. connected. This is conducting in buck converter mode when the buck converter switching element Sl turns off.
Ausgangsseitig ist die Drossel L über eine zweite Diode D2 mit dem positiven Ausgang des Tief-Hochsetzstellers On the output side, the inductor L is connected to the positive output of the low boost converter via a second diode D2
verbunden. Eine Verbindung zwischen Drossel L und zweiter Diode D2 ist über ein Hochsetzer-Schaltelement S2 an dasconnected. A connection between the inductor L and the second diode D2 is connected via a boost converter switching element S2 to the
Bezugspotenzial geschaltet. Die beiden Schaltelemente Sl, S2 weisen jeweils einen parasitären Kondensator Csi , CS2 auf und werden mittels einer Pulsweitenmodulator-Steuerung PWM angesteuert. Zur Regelung der Ausgangsspannung U0UT sind der Pulsweitenmodulator-Steuerung PWM sowohl die Ausgangsspannung UOUT als auch die Eingangsspannung UiN zugeführt (Fig. 1) . Reference potential switched. The two switching elements Sl, S2 each have a parasitic capacitor C s i, C S2 and are controlled by means of a pulse width modulator PWM control. To regulate the output voltage U OUT , the pulse width modulator PWM control is supplied with both the output voltage U OUT and the input voltage U IN (FIG. 1).
Sobald die Eingangsspannung UI unter die Ausgangsspannung UOU abfällt, erfolgt ein Übergang vom Tiefsetzstellerbetrieb T zum Hochsetzstellerbetrieb H (Fig. 2) . As soon as the input voltage U I drops below the output voltage U OU , there is a transition from the step-down operation T to the step-up operation H (FIG. 2).
In einem diskontinuierlichen Betrieb bilden die parasitären Kondensatoren Csi , CS2 mit der Induktivität der Drossel L einen Resonanzschwingkreis. Um zu vermeiden, dass während des Übergangs vom Tiefsetzstellerbetrieb T zum In a discontinuous operation form the parasitic capacitors C s i, C S2 with the inductance of the inductor L a resonant circuit. To avoid that during the transition from buck converter T to
Hochsetzstellerbetrieb H ein Undefiniertes Booster operation H an undefined
Resonanzschwingverhalten auftritt, erfolgt ein Resonance vibration behavior occurs, takes place
erfindungsgemäßer Eingriff in die Steuerung. Eine inventive intervention in the controller. A
beispielhafte Ausführung ist in Fig. 3 dargestellt. Der exemplary embodiment is shown in Fig. 3. Of the
Leistungsteil des Tief-Hochsetzstellers bleibt unverändert. Neben der Ausgangsspannung U0UT wird einem Steuerungsteil der Strom durch die Drossel L, nachfolgend Drosselstrom iL
genannt, zugeführt. Konkret wird dieser Drosselstrom iL in einem Komparator Komp mit einem Referenzstrom IRef verglichen. Mittels einfacher Messungen wird der Wert des Referenzstromes IRef in der Weise festgelegt, dass der parasitäre Kondensator Csi des Tiefsetzer-Schaltelements Sl nach jedem Abschalten des Tiefsetzer-Schaltelements Sl auf die Spannung des Power section of the low boost converter remains unchanged. In addition to the output voltage U 0UT is a control part of the current through the inductor L, followed by inductor current i L called, fed. Specifically, this inductor current i L is compared in a comparator Komp with a reference current I Re f. By means of simple measurements, the value of the reference current I Re f is determined in such a way that the parasitic capacitor Csi of the buck converter switching element Sl after each switching off of the buck converter switching element Sl to the voltage of
Eingangskondensators Ci aufgeladen wird. Alternativ zum Input capacitor Ci is charged. Alternative to
Drosselstrom iL kann auch der Strom durch das Tiefsetzer- Schaltelements Sl herangezogen werden, um den passenden Inductor current i L , the current through the buck converter switching element Sl can be used to the appropriate
AbschaltZeitpunkt des Tiefsetzer-Schaltelements Sl zu AbschaltZeitpunkt the buck converter switching element Sl to
bestimmen . determine.
In einem Übergangsbereich zwischen Tiefsetzsteller- und In a transition region between buck converter and
Hochsetzstellerbetrieb steigt der Drosselstrom iL an, solange das Tiefsetzer-Schaltelement Sl und das Hochsetzer- Schaltelement S2 eingeschaltet sind. Nachdem das Hochsetzer- Schaltelement S2 abschaltet, fällt der Drosselstrom iL ab. Dabei wird der Zeitpunkt erfasst, an dem der Drosselstrom iL den Wert des Referenzstromes IRef erreicht. Diese Erfassung erfolgt mittels eines am Ausgang des Komparators Komp Step-up operation increases the inductor current i L , as long as the buck converter switching element Sl and the boost converter switching element S2 are turned on. After the boost converter switching element S2 switches off, the inductor current i L drops. In this case, the time is detected at which the inductor current i L reaches the value of the reference current I Re f. This detection takes place by means of a at the output of the comparator Komp
anliegenden Vergleichsignals SigKomP- Der Signalzustand dieses Vergleichsignals SigKomP ist beispielsweise gleich Eins, wenn der Drosselstrom iL über dem Referenzstrom IRef liegt, und gleich Null, wenn der Drosselstrom iL niedriger als der appended comparison signal Sig K om P - The signal state of this comparison signal Sig K om P is for example equal to one when the inductor current is i L to the reference current I re f, and equal to zero when the inductor current i L becomes lower than the
Referenzstrom IRef ist (Fig. 4, Fig. 5) . Ein Wechsel von Eins auf Null signalisiert somit das Erreichen des Referenzstromes Reference current I Re f is (Fig. 4, Fig. 5). A change from one to zero thus signals the achievement of the reference current
Ein Ausgangsspannungsregler REG vergleicht die An output voltage regulator REG compares the
Ausgangsspannung U0UT mit einem Sollwert SOLL. Die Regelung wird nachfolgend beispielhaft für den Fall beschrieben, dass eine sinkende Eingangsspannung UI unter die Ausgangsspannung UOU abfällt. Ohne Reglereingriff sinkt auch die Output voltage U 0 UT with a nominal value SOLL. The regulation will be described below by way of example for the case that a falling input voltage UI drops below the output voltage UOU. Without control intervention also sinks
Ausgangsspannung U0UT ab. Um diesem Ausgangsspannungsabfall entgegenzuwirken, gibt der Ausgangsspannungsregler REG ein höheres Reglersignal UREG vor (Fig. 8) . Das Reglersignal UREG wird in einem ersten Pulsweitenmodulator PWM1 einem ersten
Sägezahnsignal USägl eines Signalgenerators GEN überlagert. Das resultierende pulsweitenmodulierte Schaltsignal Sigsi dient der Ansteuerung des Tiefsetzer-Schaltelements Sl. Das Sägezahnsignal USägl ist zudem einem Spitzendetektor PD zur Erfassung eins Spitzenwertsignals des Sägezahnsignals USägl zugeführt. In einem Addierer werden das Sägezahnsignal USägl und das Spitzenwertsignal zu einem versetzten Sägezahnsignal USäg2 addiert, welches einem zweiten Pulsbreitenmodulator PWM2 zur Erzeugung des zweiten pulsweitenmodulierten Schaltsignals SigS2 zugeführt ist. Dabei wird dem versetzten Sägezahnsignal USäg2 das verstärkte Reglersignal Uv überlagert. Die gleiche Funktionalität wird erreicht, wenn der Signalgenerator GEN anstelle eines Sägezahnsignals ein Dreiecksignal ausgibt. Das Ausmaß der Reglersignalverstärkung hängt davon ab, wie lange die Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt, an dem der Output voltage U 0 UT from. To counteract this output voltage drop, the output voltage regulator REG provides a higher regulator signal U RE G (FIG. 8). The regulator signal U RE G is in a first pulse width modulator PWM1 a first Sawtooth signal U Saw of a signal generator GEN superimposed. The resulting pulse width modulated switching signal Sig s i is used to control the buck converter switching element Sl. The sawtooth signal U Sä gl is also a peak detector PD for detecting a peak signal of the sawtooth signal U Sä gl supplied. In an adder, the ramp signal U Sä gl and the peak signal is added to an offset sawtooth signal U Säg 2, which is supplied to a second pulse width modulator PWM2 for generating the second pulse width modulated switching signal Sig S2. In this case, the offset sawtooth signal U Sä g2 is the amplified signal controller U superimposed v. The same functionality is achieved when the signal generator GEN outputs a triangular signal instead of a sawtooth signal. The extent of the control signal amplification depends on how long the period between the time at which the
Drosselstrom iL den Wert des Referenzstromes IRef erreicht, und dem AbschaltZeitpunkt des Tiefsetzer-Schaltelements Sl ist. Falls der AbschaltZeitpunkt vor dem Erreichen des Reactor current i L reaches the value of the reference current I Re f, and the AbschaltZeitpunkt the buck converter switching element Sl. If the shutdown time is before reaching the
Referenzstromes IRef liegt, erfolgt keine Verstärkung des Reglersignals UREG - Reference current I Re f is, there is no gain of the control signal U RE G -
Günstigerweise wird das verstärkte Reglersignal Uv durch Addition des Reglersignals UREG mit einem Conveniently, the amplified control signal U v by adding the control signal U RE G with a
Phasendifferenzsignal UPhaSe gebildet. Phase difference signal U P h aS e formed.
Die Figuren 4 und 5 zeigen die Bildung des FIGS. 4 and 5 show the formation of the
Phasendifferenzsignals UPhaSe · In Diagrammen sind der Phase difference signal U PhaS e · In diagrams are the
Drosselstrom iL, das erste pulsweitenmodulierte Schaltsignal Sigsi, das zweite pulsweitenmodulierte Schaltsignal SigS2, das Vergleichsignal SigKomP und das Phasendifferenzsignal UPhaSe über der Zeit t dargestellt. Durch Vergleich des Throttle current i L , the first pulse width modulated switching signal Sig s i, the second pulse width modulated switching signal Sig S 2, the comparison signal Sig K om P and the phase difference signal U P h aS e shown over the time t. By comparing the
Drosselstromes iL mit dem Referenzstrom IRef wird das Throttling current i L with the reference current I Re f is the
Vergleichssignal SigKomP gebildet, wie oben beschrieben. Tritt während eines Schaltzyklus eine abfallende Flanke des Comparison signal Sig K om P formed, as described above. Occurs during a switching cycle a falling edge of the
Vergleichssignals SigKomP nach dem Abschaltimpuls des ersten
pulsweitenmodulierte Schaltsignal Sigsi auf, bleibt das Comparison signal Sig K om P after the turn-off of the first pulse width modulated switching signal Sig s i, this remains
Phasendifferenzsignals UPhaSe gleich Null (Fig. 4) . Phase difference signal U P h aS e is equal to zero (FIG. 4).
Das Phasendifferenzsignal UPhaSe ist hingegen ungleich Null, wenn während eines Schaltzyklus eine abfallende Flanke des Vergleichssignals SigKomP vor dem Abschaltimpuls des ersten pulsweitenmodulierte Schaltsignal Sigsi auftritt. Je länger die Zeitspanne zwischen der abfallenden Flanke des On the other hand, the phase difference signal U P h aS e is not equal to zero when, during a switching cycle, a falling edge of the comparison signal Sig K om P occurs before the switch-off pulse of the first pulse-width-modulated switching signal Sig s i. The longer the time span between the falling edge of the
Vergleichsignals SigKomP und dem Abschaltimpuls ist, desto größer ist das Phasendifferenzsignal UPhaSe (Fig. 5) . Das Phasendifferenzsignal UPhaSe gibt demnach an, um wie viel später das Tiefsetzer-Schaltelement Sl abschaltet, bezogen auf den Zeitpunkt, an dem der Drosselstrom iL den Wert des Referenzstromes IRef erreicht. Realisiert wird die Bildung des Phasendifferenzsignals in einfacher Weise mittels einer Flip- Flop-Schaltung und einer nachgeschalteten Glättungsstufe . Comparing signal Sig K om P and the turn-off pulse , the greater the phase difference signal U P h aS e (Fig. 5). Accordingly, the phase difference signal U P h aS e indicates how much later the buck converter switching element Sl shuts off, based on the instant at which the inductor current i L reaches the value of the reference current I Re f. The formation of the phase difference signal is realized in a simple manner by means of a flip-flop circuit and a downstream smoothing stage.
Alternativ dazu kann die Bildung des Phasendifferenzsignals UPhase mittels eines Programms erfolgen, welches in einem Mikrokontroller implementiert ist. Alternatively, the formation of the phase difference signal U P h ase can be done by means of a program which is implemented in a microcontroller.
Der im Weiteren beschriebene Eingriff in die Regelung The intervention in the regulation described below
verhindert ein zu spätes Abschalten des Tiefsetzer- Schaltelements Sl, sodass immer genügend Reststrom vorhanden ist, um den parasitären Kondensator Csi aufzuladen. Sobald ein Phasendifferenzsignal UPhase ungleich Null auftritt, erfolgt eine Verstärkung des Reglersignals UREG- Mittels des verstärkten Reglersignals Uv wird das zweite prevents too late switching off the buck converter switching element Sl, so that there is always enough residual current to charge the parasitic capacitor C s i. As soon as a phase difference signal U P h ase non-zero occurs, an amplification of the control signal U RE G- means of the amplified control signal U v is the second
pulsweitenmodulierte Schaltsignal SigS2 gebildet. Während des Übergangs vom Tiefsetzsteller- zum Hochsetzstellerbetrieb bewirkt das verstärkte Reglersignal Uv, dass das Hochsetzer- Schaltelement S2 früher und mit längerer Einschaltdauer zu takten beginnt, als dies mittels nicht verstärktem pulse width modulated switching signal Sig S 2 formed. During the transition from buck converter to boost converter operation, the boosted regulator signal U v causes the boost converter switching element S2 to clock sooner and with a longer duty cycle than unboosted
Reglersignal UREG der Fall wäre. Dadurch steigt die Regulator signal U RE G would be the case. This increases the
Ausgangsspannung U0UT an und der Ausgangsspannungsregler REG gibt ein niedrigeres Reglersignal UREG vor, um die Output voltage U 0 UT and the output voltage regulator REG provides a lower control signal U RE G to the
Ausgangsspannung U0UT wieder dem Sollwert SOLL anzugleichen.
Infolge des niedrigeren Reglersignals UREG verkürzt sich die Einschaltdauer des Tiefsetzer-Schaltelements Sl. Pro Output voltage U 0 UT again to the setpoint nominal. As a result of the lower regulator signal U REG shortens the duty cycle of the buck converter switching element Sl. Per
Schaltzyklus erfolgt der Abschaltimpuls früher und der Switching cycle takes place, the switch-off pulse earlier and the
Zeitabstand zur abfallenden Flanke des Vergleichsignals Time interval to the falling edge of the comparison signal
SigK0mp verkürzt sich, bis beide Impulse synchronisiert sind. Diese Regelschleife bewirkt, dass das Phasendifferenzsignal Uphase wieder gegen Null geht. Sig K0 mp shortens until both pulses are synchronized. This control loop causes the phase difference signal Up h ase again goes to zero.
Der beschriebene Eingriff in die Regelung führt dazu, dass der Übergang vom Tiefsetzstellerbetrieb T zum The described intervention in the regulation causes the transition from the buck converter operation T to
Hochsetzstellerbetrieb H bereits beginnt, wenn die Boost mode H already starts when the
Eingangsspannung UI unter eine Spannung UT/H abfällt, die über der Ausgangsspannung U0UT liegt (Fig. 6) . Zudem erfolgt auch während des Hochsetzstellerbetriebs H weiterhin ein Abschalten des Tiefsetzer-Schaltelements Sl. Input voltage U I drops below a voltage U T / H , which is above the output voltage U 0UT (Fig. 6). In addition, also during the boost converter operation H, switching off of the buck converter switching element S1 continues.
In Fig. 7 ist ein Schaltungsaufbau angegeben, welcher während eines Übergangs vom Tiefsetzstellerbetrieb T zum In Fig. 7, a circuit construction is indicated, which during a transition from the buck converter operation T for
Hochsetzstellerbetrieb H zusätzlich ein erzwungenes frühres Takten des Hochsetzer-Schaltelements S2 bewirkt, unabhängig vom Ausgangssignal des zweiten Pulsweitenmodulators PWM2. Die entsprechenden Signalverläufe sind in Fig. 8 dargestellt. Boost converter operation H additionally causes a forced early clocking of the boost converter switching element S2, independently of the output signal of the second pulse width modulator PWM2. The corresponding signal curves are shown in FIG. 8.
Am zweiten Pulsweitenmodulator PWM2 liegt unverändert ein zweites pulsweitenmoduliertes Ausgangssignal PWM2 OUT an, welches aus dem weiteren, versetzten Sägezahnsignal USäg2 und dem verstärkten Reglersignal Uv gebildet wird. Dieses On the second pulse width modulator PWM2 is unchanged to a second pulse-width-modulated output signal PWM2 OUT, which consists of the other, offset sawtooth signal U Sä g2 and the increased controller signal U v is formed. This
Ausgangssignal PWM20UT steht allerdings nicht mehr unmittelbar als zweites pulsweitenmoduliertes Schaltsignal SigS2 zur Verfügung. Die Bildung des ersten pulsweitenmodulierten Output signal PWM2 0UT is no longer directly available as a second pulse width modulated switching signal Sig S2 . The formation of the first pulse width modulated
Schaltsignals Sigsi bleibt unverändert. Hinzu kommt ein dritter Pulsweitenmodulator PWM3, dem das Sägezahnsignal USägl und ein Ausgangssignal UUK eines Übergangskontrollers UK zugeführt sind. Switch signal Sig s i remains unchanged. In addition, a third pulse width modulator PWM3, the sawtooth signal U Sä gl and an output signal U UK of a transition controller UK are supplied.
Der Übergangskontroller UK ist zum Beispiel eine The transitional controller UK is, for example, one
Analogschaltung oder ein digitaler Signalprozessor, der eine
Funktion des Ausgangssignals UUK über der Differenz zwischen Eingangspannung UI und Ausgangsspannung U0UT abbildet. Analog circuit or a digital signal processor, the one Function of the output signal U UK over the difference between input voltage U I and output voltage U 0UT maps.
Beispielsweise wird ein Ausgangssignal UUK erzeugt, wenn sich die Eingangspannung UI einer niedrigeren Ausgangsspannung UOUT annähert und die Differenz zwischen Eingangsspannung UI und Ausgangsspannung U0UT unter einen Grenzwert abfällt. Der dritte Pulsweitenmodulator PWM gibt ein drittes For example, an output signal U UK is generated when the input voltage U I approaches a lower output voltage U OUT and the difference between the input voltage U I and the output voltage U 0UT drops below a limit value. The third pulse width modulator PWM gives a third
pulsweitenmoduliertes Ausgangssignal PWM30UT aus, welches synchron zum zweiten pulsweitenmodulierten Ausgangssignal PWM20UT verläuft. Allerdings treten die Einschaltimpulse mit ansteigender Einschaltdauer bereits auf, wenn sich die pulse width modulated output PWM3 0 U T off, which is synchronous to the second pulse width modulated output PWM2 0 U T. However, the switch-on pulses with rising duty cycle already occur when the
Eingangspannung UIN der Ausgangsspannung U0UT annähert und das zweite pulsweitenmodulierte Ausgangssignal PWM20UT noch keine Impulse aufweist. Input voltage U IN of the output voltage U approaches 0UT and the second pulse width modulated output PWM2 0 U T still has no pulses.
Aus dem zweiten pulsweitenmodulierten Ausgangssignal PWM20UT und dem dritten pulsweitenmodulierten Ausgangssignal PWM30UT wird mittels einer Oder-Schaltung OR das zweite From the second pulse width modulated output signal PWM2 0UT and the third pulse width modulated output signal PWM3 0UT OR is the second by means of an OR circuit
pulsweitenmodulierte Schaltsignal SigS2 zur Ansteuerung des Hochsetzer-Schaltelements S2 gebildet. Pulse width modulated switching signal Sig S2 for driving the Hochsetzer switching element S2 formed.
Dieses Schaltsignal SigS2 entspricht so lange dem dritten pulsweitenmodulierten Ausgangssignal PWM30uiv bis die Dauer der Schaltimpulse kürzer als ene des synchron verlaufenden zweiten pulsweitenmodulierten Ausgangssignal PWM20UT werden. Ab diesem Zeitpunkt entspricht das zweite This switching signal Sig S2 corresponds to the third pulse-width-modulated output signal PWM3 0 uiv until the duration of the switching pulses are shorter than ene of the second pulse-width-modulated output signal PWM2 0UT running synchronously. From this time, the second corresponds
pulsweitenmodulierte Schaltsignal SigS2 dem zweiten pulse width modulated switching signal Sig S2 the second
pulsweitenmodulierten Ausgangssignal PWM20UT- pulse width modulated output signal PWM2 0UT -
Das dritte pulsweitenmodulierten Ausgangssignal PWM30UT wird also nur dann zur Ansteuerung des Hochsetzer-Schaltelements S2 herangezogen, wenn die Differenz zwischen Eingangsspannung UIN und Ausgangsspannung U0UT unter den Grenzwert der The third pulse width modulated output signal PWM3 0UT is therefore only used to drive the Hochsetzer switching element S2 when the difference between the input voltage U IN and output voltage U 0UT below the limit of
Differenz abfällt und das zweite pulsweitenmodulierte Difference drops and the second pulse width modulated
Ausgangssignal PWM20UT noch keine EinschaltZeiten liefert, welche ene des dritten pulsweitenmodulierten Ausgangssignals PWM30UT übersteigen.
Die Ansteuerung des Hochsetzer-Schaltelements S2 unter Output signal PWM2 0UT still provides no turn-on times , which ene the third pulse width modulated output signal PWM3 0 U T exceed. The activation of the boost converter switching element S2 under
Einbeziehung des Übergangskontrollers UK erfolgt somit nur in den kurzen Phasen des Übergangs vom Tiefsetzsteller- zum Hochsetzstellerbetrieb, ohne die Regelung weiter zu Inclusion of the transitional control UK is thus only in the short phases of the transition from buck converter to boost converter operation, without the regulation continues to
beeinflussen .
influence .
Claims
1. Verfahren zur Regelung eines getakteten Tief- Hochsetzstellers, wobei mit einer gemeinsamen Taktfrequenz ein Tiefsetzer-Schaltelement (Sl) mit einem ersten 1. A method for controlling a clocked Tief- Hochsetzstellers, wherein at a common clock frequency, a buck converter switching element (Sl) with a first
pulsweitenmodulierten Schaltsignal (Sigsi) angesteuert wird und ein Hochsetzer-Schaltelement (S2) mit einem zweiten pulsweitenmodulierten Schaltsignal (SigS2) angesteuert wird, zur Umwandlung einer Eingangsspannung (UiN) in eine geregelte Ausgangsspannung (U0UT) I wobei ein Reglersignal (UREG) eines Ausgangsspannungsreglers (REG) zur Erzeugung der pulse width modulated switching signal (Sig s i) is controlled and a boost converter switching element (S2) is controlled with a second pulse width modulated switching signal (Sig S2 ), for converting an input voltage (Ui N ) into a regulated output voltage (U 0UT ) I wherein a control signal ( U REG ) of an output voltage regulator (REG) for generating the
pulsweitenmodulierten Schaltsignale (Sigsi, SigS2) verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Tief- Hochsetzsteller in einem diskontinuierlichen Modus mit quasiresonatem Schalten betrieben wird, dass der Drosselstrom (iL) oder der Strom durch das Tiefsetzer-Schaltelement (Sl) erfasst und mit einem Referenzstrom (IRef) verglichen wird, dass das Reglersignal (UREG) in dem Ausmaß verstärkt wird, in dem die Erreichung des Referenzstromes (IRef) zeitlich vor einem Abschaltimpuls des ersten pulsweitenmodulierten pulse-width modulated switching signals (Sig s i, Sig S2 ) is used, characterized in that the buck-boost converter is operated in a discontinuous mode with quasi-resonant switching, that the inductor current (i L ) or the current detected by the buck converter switching element (Sl) and with a reference current (I Ref ) is compared that the regulator signal (U REG ) is amplified to the extent that the achievement of the reference current (I Ref ) in time before a turn-off pulse of the first pulse width modulated
Schaltsignals (Sigsi) auftritt und dass mittels des Switching signal (Sig s i) occurs and that by means of the
verstärkten Reglersignals (Uv) das zweite amplified control signal (U v ) the second
pulsweitenmodulierte Schaltsignal (SigS2) erzeugt wird. pulse width modulated switching signal (Sig S2 ) is generated.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzstrom (IRef) jener Strom vorgegeben wird, welcher erforderlich ist, um einen parasitären Kondensator des Tiefsetzer-Schaltelements (Sl) auf den Wert der 2. The method according to claim 1, characterized in that as reference current (I Ref ) that current is given, which is required to a parasitic capacitor of the buck converter switching element (Sl) to the value of
Eingangsspannung (UiN) aufzuladen. Input voltage (Ui N ) to charge.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 3. The method according to claim 1 or 2, characterized
gekennzeichnet, dass mittels eines Vergleichs des characterized in that by means of a comparison of
Drosselstromes (iL) oder des Stromes durch das Tiefsetzer- Schaltelement (Sl) mit dem Referenzstrom (IRef ) ein Inductor current (i L ) or the current through the buck converter switching element (Sl) with the reference current (I Re f) a
Vergleichssignal (SigK0mp) gebildet wird, welches einen Comparison signal (Sig K0 mp) is formed, which is a
Vergleichsimpuls aufweist, wenn der Drosselstrom (iL) bzw. der Strom durch das Tiefsetzer-Schaltelement (Sl) den Wert des Referenzstromes (IRef) erreicht. Comparative pulse when the inductor current (i L ) or the current through the buck converter switching element (Sl) reaches the value of the reference current (I Re f).
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Phasenbewertung (PhB) des ersten 4. The method according to claim 3, characterized in that by means of a phase evaluation (PhB) of the first
pulsweitenmodulierten Schaltsignals (Sigsi) und des pulse width modulated switching signal (Sig s i) and the
Vergleichssignals (SigKomP) ein Phasendifferenzsignal (UPhaSe) gebildet wird, dass dabei das Phasendifferenzsignal (UPhaSe) gleich Null ist, wenn innerhalb eines Schaltzyklus der Comparison signal (Sig K om P ) is a phase difference signal (U P h aS e) is formed, that while the phase difference signal (U P h aS e) is equal to zero, if within a switching cycle of the
Vergleichsimpuls des Vergleichssignals (SigKomP) zeitlich nach dem Abschaltimpuls des ersten pulsweitenmodulierten Comparison pulse of the comparison signal (Sig K om P ) in time after the turn-off of the first pulse width modulated
Schaltsignals (Sigsi) auftritt und dass das Switching signal (Sig s i) occurs and that the
Phasendifferenzsignal (UPhaSe) proportional mit der zeitlichen Differenz zwischen Vergleichsimpuls des Vergleichssignals (SigK0mp) und Abschaltimpuls des ersten pulsweitenmodulierten Schaltsignals (Sigsi) zunimmt, wenn innerhalb eines Phase difference signal (U PhaS e) increases in proportion to the time difference between comparison pulse of the comparison signal (Sig K0 mp) and turn-off pulse of the first pulse-width modulated switching signal (Sigsi), if within one
Schaltzyklus der Vergleichsimpuls des Vergleichssignals (SigKomP) zeitlich vor dem Abschaltimpuls des ersten Switching cycle of the comparison pulse of the comparison signal (Sig K om P ) in time before the turn-off of the first
pulsweitenmodulierten Schaltsignals (Sigsi) auftritt. pulse width modulated switching signal (Sigsi) occurs.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasendifferenzsignal (UPhaSe) und das Reglersignal (UREG) zur Erzeugung eines verstärkten Reglersignals (UV) addiert werden. 5. The method according to claim 4, characterized in that the phase difference signal (U PhaS e) and the regulator signal (U REG ) for generating an amplified control signal (U V ) are added.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochsetzer-Schaltelement (S2) in der Weise angesteuert wird, dass bei einer Annäherung der fallenden Eingangsspannung (Um) an eine kleinere 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the boost converter switching element (S2) is driven in such a way that at an approach of the falling input voltage (Um) to a smaller
Ausgangsspannung (U0UT) das Hochsetzer-Schaltelement (S2) mit ansteigendem Tastverhältnis zu takten beginnt, bevor die Eingangsspannung (UiN) gleich der Ausgangsspannung (U0UT) ist. Output voltage (U 0UT ), the boost converter switching element (S2) begins to clock with increasing duty cycle, before the input voltage (Ui N ) is equal to the output voltage (U 0UT ).
7. Tief-Hochsetzsteller zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Reglersignal7. buck-boost converter for performing a method according to any one of claims 1 to 6, wherein a regulator signal
(UREG) eines Ausgangsspannungsreglers (REG) gemeinsam mit einem Sägezahn- oder Dreieckssignal (USagl) einem ersten Pulsweitenmodulator ( PWM1 ) zugeführt ist, an dessen Ausgang ein erstes pulsweitenmoduliertes Schaltsignal (Sigsi) zur Ansteuerung eines Tiefsetz-Schaltelements (Sl) anliegt und wobei ein um im Wesentlichen eine Amplitude des Sägezahn- oder Dreiecksignals (USägl) versetztes weiteres Sägezahn- oder Dreiecksignal (USäg2) einem zweiten Pulsweitenmodulator (PWM2) zugeführt ist, an dessen Ausgang ein zweites (U REG ) of an output voltage regulator (REG) together with a sawtooth or triangular signal (U Sag l) a first Pulse width modulator (PWM1) is supplied to the output of a first pulse width modulated switching signal (Sig s i) for driving a bucking switching element (Sl) is applied and wherein a substantially one amplitude of the sawtooth or triangular signal (U Sä gl) offset further sawtooth - or triangular signal (U Säg 2) a second pulse width modulator (PWM2) is supplied to the output of a second
pulsweitenmoduliertes Schaltsignal (SigS2) zur Ansteuerung eines Hochsetzer-Schaltelements (S2) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselstrom (iL) oder der Strom durch das Tiefsetzer-Schaltelement (Sl) und ein Referenzstrom (IRef) einem Komparator (Komp) zugeführt sind, dass ein Pulsweitenmoduliertes switching signal (Sig S 2) for driving a Hochsetzer switching element (S2) is applied, characterized in that the inductor current (i L ) or the current through the buck converter switching element (Sl) and a reference current (I Re f) a comparator ( Komp) are fed to that
Vergleichssignal (SigKomp) am Ausgang des Komparators (Komp) und das erste pulsweitenmodulierte Schaltsignal (Sigsi) einem Phasenbewertungsmodul (PhB) zugeführt sind, dass ein Comparison signal (Sig Ko mp) at the output of the comparator (Komp) and the first pulse width modulated switching signal (Sig s i) are fed to a phase evaluation module (PhB) that a
Phasendifferenzsignal (UPhaSe) am Ausgang des Phase difference signal (U P h aS e) at the output of the
Phasenbewertungsmoduls (PhB) anliegt und dass das mit dem Phasendifferenzsignal (UPhaSe) verstärkte Reglersignal (UREG) dem zweiten Pulsbreitenmodulator (PWM2) zugeführt ist. Phase evaluation module (PhB) is applied and that with the phase difference signal (U P h aS e) amplified control signal (U RE G) is fed to the second pulse width modulator (PWM2).
8. Tief-Hochsetzsteller nach Anspruch 7, dadurch 8. low boost converter according to claim 7, characterized
gekennzeichnet, dass das Phasenbewertungsmodul (PhB) als Funktionsmodul eines Mikrokontrollers ausgebildet ist. in that the phase evaluation module (PhB) is designed as a functional module of a microcontroller.
9. Tief-Hochsetzsteller nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasendifferenzsignal (Uphase) und das Reglersignal (UREG) einem Additionsglied zugeführt sind und dass das am Ausgang des Additionsglied anliegende 9. buck-boost converter according to claim 7 or 8, characterized in that the phase difference signal (Up ha se) and the regulator signal (U REG ) are fed to a summing element and that applied to the output of the addition element
verstärkte Reglersignal (Uv) dem zweiten Pulsweitenmodulator (PWM2) zugeführt ist. amplified control signal (U v ) is supplied to the second pulse width modulator (PWM2).
10. Tief-Hochsetzsteller nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter 10. buck-boost converter according to one of claims 7 to 9, characterized in that a third
Pulsweitenmodulator (PWM3) vorgesehen ist, dem das Sägezahn- oder Dreieckssignal (USägl) und ein Ausgangssignal (UKont) eines Übergangskontrollers (UK) zugeführt sind und welcher Pulse width modulator (PWM3) is provided to which the Sägezahn- or triangular signal (U Säg l) and an output signal (U Kon t) of a transitional controller (UK) are fed and which
gemeinsam mit dem zweiten Pulsweitenmodulator (PWM2) über eine Oder-Schaltung (OR) mit dem Hochsetzer-Schaltelement (S2) verbunden ist. together with the second pulse width modulator (PWM2) via an OR circuit (OR) is connected to the boost converter switching element (S2).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP11785629.4A EP2668715A1 (en) | 2011-01-25 | 2011-11-09 | Method for regulating a buck/boost converter |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP11152043.3A EP2479878B1 (en) | 2011-01-25 | 2011-01-25 | Method for regulating a step-up/step-down converter |
EP11785629.4A EP2668715A1 (en) | 2011-01-25 | 2011-11-09 | Method for regulating a buck/boost converter |
PCT/EP2011/069741 WO2012100853A1 (en) | 2011-01-25 | 2011-11-09 | Method for regulating a buck/boost converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP2668715A1 true EP2668715A1 (en) | 2013-12-04 |
Family
ID=44541485
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP11152043.3A Not-in-force EP2479878B1 (en) | 2011-01-25 | 2011-01-25 | Method for regulating a step-up/step-down converter |
EP11785629.4A Withdrawn EP2668715A1 (en) | 2011-01-25 | 2011-11-09 | Method for regulating a buck/boost converter |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP11152043.3A Not-in-force EP2479878B1 (en) | 2011-01-25 | 2011-01-25 | Method for regulating a step-up/step-down converter |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9112403B2 (en) |
EP (2) | EP2479878B1 (en) |
CN (1) | CN103314515B (en) |
RU (1) | RU2013139169A (en) |
WO (1) | WO2012100853A1 (en) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5966503B2 (en) * | 2012-03-28 | 2016-08-10 | 富士通株式会社 | Buck-boost DC-DC converter and portable device |
US9748858B2 (en) | 2012-09-28 | 2017-08-29 | Osram Sylvania Inc. | Solid state light source driver establishing buck or boost operation |
JP2015177613A (en) * | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 株式会社日立情報通信エンジニアリング | Step-up/down converter device |
CN104466913B (en) * | 2014-12-02 | 2017-07-18 | 成都芯源系统有限公司 | Switching conversion circuit and method thereof |
US9621041B2 (en) * | 2015-02-05 | 2017-04-11 | Allegro Microsystems, Llc | Buck-boost converter control circuits and techniques |
US10454371B1 (en) * | 2015-05-08 | 2019-10-22 | Maxim Integrated Products, Inc. | High efficiency buck-boost systems and methods |
US9735677B2 (en) * | 2015-06-05 | 2017-08-15 | Endura IP Holdings Ltd. | DC-DC converter having digital control and reference PWM generators |
US9564801B1 (en) * | 2015-07-24 | 2017-02-07 | Semiconductor Components Industries, Llc | Inductive-energy-based auto-tuning DC-to-DC controller |
KR20170049177A (en) * | 2015-10-28 | 2017-05-10 | 엘에스오토모티브 주식회사 | Bidirectional non-isolation dc-dc converter including precharge circuit |
US10110128B2 (en) | 2017-03-08 | 2018-10-23 | Allegro Microsystems, Llc | DC-DC converter having feedforward for enhanced output voltage regulation |
CN106877754A (en) * | 2017-04-12 | 2017-06-20 | 上海航天控制技术研究所 | Adapt to fly-wheel motor mother's line control circuit and control method of wide-range input voltage |
US10958173B2 (en) * | 2018-12-26 | 2021-03-23 | Texas Instruments Incorporated | Fixed frequency buck-boost power converter control |
IT201900014715A1 (en) * | 2019-08-13 | 2021-02-13 | St Microelectronics Srl | CONTROL DEVICE FOR SWITCHING VOLTAGE REGULATOR AND CONTROL METHOD |
EP3905498A1 (en) | 2020-04-28 | 2021-11-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for regulating a buck-boost converter |
EP3905499A1 (en) | 2020-04-28 | 2021-11-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for driving a buck-boost converter |
EP3920397A1 (en) | 2020-06-03 | 2021-12-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for controlling a dc converter |
EP3968506B1 (en) * | 2020-09-14 | 2023-07-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and system for controlling a switching converter |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4306070C1 (en) | 1993-02-26 | 1994-10-06 | Siemens Nixdorf Inf Syst | Circuit arrangement for driving the switching elements of a step-up/step-down voltage transformer |
US6166527A (en) | 2000-03-27 | 2000-12-26 | Linear Technology Corporation | Control circuit and method for maintaining high efficiency in a buck-boost switching regulator |
US6788033B2 (en) * | 2002-08-08 | 2004-09-07 | Vlt, Inc. | Buck-boost DC-DC switching power conversion |
CN1877480A (en) | 2005-06-08 | 2006-12-13 | 圆创科技股份有限公司 | Light load control circuit of lifting voltage transducer |
DE102005030599A1 (en) | 2005-06-30 | 2007-01-11 | Siemens Ag Österreich | Control method for two-stage converters |
AT505734A1 (en) | 2007-09-11 | 2009-03-15 | Siemens Ag Oesterreich | METHOD FOR CONTROLLING A SWITCHING TRANSFORMER |
US7652453B2 (en) * | 2007-10-26 | 2010-01-26 | Broadcom Corporation | Topology for a positive buck-boost switching regulator |
TWI392989B (en) * | 2008-06-03 | 2013-04-11 | Richtek Technology Corp | Buck-boost switching regulator and control method thereof |
US8330435B2 (en) * | 2009-10-15 | 2012-12-11 | Intersil Americas Inc. | Hysteretic controlled buck-boost converter |
US8415937B2 (en) * | 2010-08-31 | 2013-04-09 | Texas Instruments Incorporated | Switching method to improve the efficiency of switched-mode power converters employing a bridge topology |
US9041363B2 (en) * | 2012-09-21 | 2015-05-26 | Analog Devices Global | Windowless H-bridge buck-boost switching converter |
-
2011
- 2011-01-25 EP EP11152043.3A patent/EP2479878B1/en not_active Not-in-force
- 2011-11-09 CN CN201180065974.2A patent/CN103314515B/en active Active
- 2011-11-09 RU RU2013139169/07A patent/RU2013139169A/en not_active Application Discontinuation
- 2011-11-09 EP EP11785629.4A patent/EP2668715A1/en not_active Withdrawn
- 2011-11-09 WO PCT/EP2011/069741 patent/WO2012100853A1/en active Application Filing
- 2011-11-09 US US13/981,635 patent/US9112403B2/en active Active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See references of WO2012100853A1 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013139169A (en) | 2015-03-10 |
CN103314515A (en) | 2013-09-18 |
US20130307508A1 (en) | 2013-11-21 |
EP2479878A1 (en) | 2012-07-25 |
EP2479878B1 (en) | 2016-07-20 |
WO2012100853A1 (en) | 2012-08-02 |
US9112403B2 (en) | 2015-08-18 |
CN103314515B (en) | 2015-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2479878B1 (en) | Method for regulating a step-up/step-down converter | |
DE102016109657B4 (en) | Method for recovery from current loop instability after cycle-by-cycle current limit intervention in peak current mode control | |
DE102015211864B4 (en) | Procedure for presetting a compensation capacitor voltage | |
EP2188886B1 (en) | Method for regulating a dc-to-dc converter | |
DE102010009039B4 (en) | Methods and control circuits for controlling DC-DC converter circuits to produce a regulated output voltage with reduced average inductor current | |
DE112018005174T5 (en) | IMPROVED CONTROLLER TOPOLOGY WITH ADAPTIVE WORK CYCLE CONTROL AND SEAMLESS TRANSITION OF OPERATING MODES | |
DE102016111403A1 (en) | System and method for starting a switched-mode power supply | |
DE102016105469B4 (en) | A method of managing a plurality of hysteresis DC-DC buck converters and corresponding DC-DC buck converters | |
DE10160671B4 (en) | Method for controlling a DC-DC converter | |
DE10309189B4 (en) | DC converter circuit | |
DE102009008580A1 (en) | Current-negative feedback circuit and DC-DC converter with their use | |
DE102005051087A1 (en) | Power converter device e.g. as power supply unit, uses main control circuit for controlling switching element thus DC supply voltage for load is constant | |
DE102016214446B4 (en) | Hybrid downshift | |
DE102012107148A1 (en) | Digital control for DC / DC voltage transformers | |
DE112006001948T5 (en) | DC / DC converter device and discharge lamp lighting device | |
DE102004053144B4 (en) | Boost converter with improved dynamic behavior | |
DE102009047876B4 (en) | System and method for adjusting clock pulse widths for DC / DC converters | |
DE60101694T2 (en) | Feedback loop for power converters | |
DE102014201615A1 (en) | Multiphase DC-DC converter and method for operating a multi-phase DC-DC converter | |
WO2007003474A2 (en) | Control method for two-stage converters | |
EP1901592B1 (en) | Electronic ballast with asymmetrical inverter actuation | |
DE102012108456A1 (en) | Power converter enabling the suppression of a bias of the magnetic flux in a converter of the converter | |
DE102016119523A1 (en) | Power conversion process and power converter | |
DE10310360A1 (en) | Entladungsleuchtenzündschaltung | |
EP2538532A1 (en) | Method for operating a switching converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20130517 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
DAX | Request for extension of the european patent (deleted) | ||
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20160128 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
|
18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20160608 |